海南大学农业气象学第三章 温度.ppt

1、第三章温度，第三章温度，第一章温度统计，第二章土壤温度变化，第三章土壤-空气系统的热交换，第四章空气温度变化，第五章温度与农业，第一章温度统计，空气温度，土壤温度，水温，平均体温，极端温度，日差，年差，空气温度，指的是离地面1.50米的气体层的平均温度。离地1.50米：既脱离了局部地表的影响，又照顾到了人类活动空间的真实性。气体层平均温度：由于大气是流动的，小范围内的空气温度相对均匀，只要空气自由循环，任何一点的空气温度都可以认为是其平均温度。(1)这是指通常意义上的温度；(2)应说明在特定要求下测量的空气温度，它们不具有可比性。土壤温度由于土壤和空气物理性质的巨大差异，具有明显的温差。此外，

2、土壤流动性很差，土壤母质、含水量和植被也不同。因此，土壤温度不像气温那样均匀，即不具有代表性，垂直梯度很大。因此，我们不应该笼统地说某个地方的土壤温度，而应该指定某个地方某个深度的土壤温度。一般来说，我们所指的土壤温度是指0.20厘米土层的温度，分别测量0、5、10、15和20厘米深度的土壤温度。土壤温度直接影响植物种子的萌发、根系的生长、土壤微生物的繁殖、土壤生物的活动以及土壤理化性质的变化，是农业生产中非常关注的环境因素。水温影响藻类、水生生物、水的物理和化学特性等。不同的水产养殖项目需要在不同的水温下进行。水温的变化程度介于气温和土壤温度之间，不如空气流动性强，但其均匀性比土壤好得多。目

3、前，生产中的水温测量并不多。随着水产养殖业的发展，水温的测量和调节将变得越来越重要。体温是生物体的表面温度。对生物体来说，体温是直接反映其生理状态的外部特征。体温包括叶温、植物茎温、动物体表温度等。目前，叶温被广泛使用。植物的叶片温度受环境和自身生理条件的影响，不同个体之间存在很大差异。叶片温差常用来表示叶片的生理活动。日平均温度表示为北京每天02h、08h、14h和20h温度值的算术平均值。温度值应由准时百叶窗中的玻璃温度计确定。如果02h内没有观测值，则用自动观测值代替。如果没有自动观测值，也可以用以下公式的计算结果来代替：t02(前一天t20的TMIN)/2根据不同的要求，可能有不同的日

4、平均温度(或某段时间的平均温度)的统计方法，但需要注意的是：1 .取样应统一。2.不同统计方法获得的数据不具有可比性；3.需要解释一下。日、旬、月、年平均气温，日平均气温：5天为一天，1月有6天，第6天从26日持续到月底。那一天的平均气温是用算术平均数计算的。十天平均气温：第一个十天为10d，第三个十天为每月。第三个十天的天数是从21号到月底。十天内日平均温度的算术平均值是十天内的平均温度。月平均气温：本月日平均气温的算术平均值为本月平均气温。年平均温度：一年中每个月平均温度的算术平均数是年平均温度。多年平均气温：本月的平均气温(十天、天气、年等)。)代表m，移动平均和加权平均，移动平均：通常

5、使用3d滑动和5d滑动，也就是说，在温度序列x1、x2和x3xn中，前3(5)个样本值依次取平均值，作为新序列的值，即YN (xn-1xxn1)/3加权平均：当序列中每个样本的重要性不同时，通常使用加权平均对其进行平均，即慈溪，其中ci为极端温度、日变化范围、年变化范围、极端温度：包括极端最高(低)温度、最高(低)温度日变化范围：一天中最高温度和最低温度之差，或称为温度的日变化。年变化范围：一年中最热月份的平均温度与最热冷月的平均温度之差。2、土壤温度的变化、土壤的热特性、土壤表面的热收支、影响土壤表面温度变化的因素、土壤的热特性和热容量：单位体积土壤温度变化所吸收(释放)的热量。-1)称为体

6、积热容量。土壤成分的热特性，热导率():在单位时间内通过单位温度梯度的两个界面之间的单位面积的热能，称为热导率(J.m-1.s-1)。-1)。问题：分析和比较松散和硬化土壤、潮湿和干燥土壤的温度变化。解释：哪里容易结霜，为什么容易结霜？在地表热平衡中，假设土壤热通量密度分为地表热通量和深层热通量，表达式可以写成：r rst(1-r)r nghlegrst(1-r)r ngdhle:Tg/Cv显然，当G0时，地表温度升高，而当G0时，地表温度降低。影响土壤表面温度变化的因素，影响到达地表的总辐射值的因素：纬度、季节、不同时间、大气透明度、坡度和坡向；影响表面反射率的因素；影响地表有效辐射的因素：

7、地表温度、气温、云形、云量、空气中的尘埃；影响土壤热通量的因素：土壤类型、土壤湿度、孔隙度、土壤温度垂直梯度影响地表蒸发速率的因素：土壤湿度、空气湿度、地表风速、地形和大气压力；影响感热通量的因素：气温垂直梯度、风场、空气湿度、日变化：一天的最高温度通常出现在下午13时左右，而最低温度出现在日出前后，一天的温度幅度很小，这随纬度、地形、季节、离海距离、土壤性质、天气等因素而变化。年变化：一年中最高温度一般出现在7月，最低温度出现在1月。土壤温度的年变化范围主要取决于太阳辐射能量的年变化。随着纬度的增加，年变化幅度变大，如广州15.9，北京34.7，齐齐哈尔47.8。此外，离海的距离也有一定的差

8、异，沿海的距离小，内陆的距离大。垂直变化：随着土壤温度深度的增加，振幅减小，相位滞后。经过一定深度后，其日(年)差为0，称为日(年)恒温层。思考：地下水温度的年变化特征，土壤温度的变化，3土壤-空气系统的热交换，热传导对流和平流辐射蒸发和凝结湍流，热传导是指由于内部各部分温度不均匀，热能(内能)在物质系统(气体、液体或固体)中由较高温度向较低温度传输的现象。热传导的本质是大量分子、原子或电子相互碰撞的过程，热能(内能)从物体的高温部分传递到低温部分。热传导是固体传热的主要方式，通常与气体和液体的对流同时发生。土壤间的热传递主要是通过热传导进行的，而空气间的热传递量很小，一般可以忽略不计，但在研

9、究边界层中的热流时需要考虑。分子热传导、对流和平流、对流：空气的垂直运动变成对流。根据形成的原因，它可以分为自由对流(热对流)和强制对流(动态对流对流是基层大气能量流动的重要方式，也是输送水汽、污染物和灰尘的最重要方式。自由对流：当垂直方向的空气温度梯度大于某一临界值时，上层空气密度高于下层，空气自由变换位置。强制对流：当水平运动的空气遇到障碍物(建筑物、树木、山脉等)时，气流的垂直运动。)然后爬过去。平流是指空气或其水平分量的水平运动。平流主要是由水平方向的气压不均匀造成的(实际上是由不均匀的温度场造成的)，空气由高压向低压移动。因此，平流是不同温度下气团的位置交换。与对流相似，热量和水蒸气

10、同时交换，地面空气的热流基本上是这样实现的。辐射、蒸发和冷凝。蒸发通过水蒸气将热量从地面传输到天空，然后通过冷凝释放出来。它也可以通过冷凝(结霜)将热量传递到地面。蒸发传递的热量非常惊人，地表上大约一半的热量是以这种方式传递的。练习：一个地方一天的蒸发量(按12小时计算)为8毫米，计算平均潜热通量。蒸发和冷凝调节表面温度，使表面温度变化平缓。例如，无霜的霜冻比有霜的霜冻对农作物的伤害更大。水蒸气的蒸发和凝结也是某些天气系统(如热带低气压和台风)存在和加强的基础。空气的不规则运动称为湍流。湍流通常发生在边界层空气和下垫面之间的相对运动中。这种运动是边界层热交换的一种重要方式。湍流运动是大气动力学

11、研究的热点之一，广泛应用于汽车、船舶、火箭等高速运动物体的设计。4、气温变化，日气温变化，年气温变化，垂直气温变化，日气温变化。一天中，最高温度通常出现在1415，最低温度出现在日出之后；随着高度的增加，日较差减小，高峰时间推迟；影响日变化幅度的因素有纬度、季节、地形、土壤性质、天气、气温的返回和年变化。一年中最热的月份一般是七月，最冷的月份是一月。最热的月份和一些岛屿地区的冷月被向后推迟，这就是所谓的海洋气候。中国的温差夏天小，冬天大。年变化幅度通常随着离海洋的距离而增加。返回，返回，返回，温度的垂直变化，对流层气温随离地高度的增加而降低，平均每100米降低0.65；气温垂直梯度：气温值每增

12、加1hm就下降一次。是什么导致了这种温度分布？问题：当温度上升和下降时，会发生自由对流吗？临界气温的垂直梯度：1/hm。也就是说，当温度每100米下降超过1时，可以发生自由对流，当低于这个值时，气体层是稳定的。如果气温的垂直梯度小于0，则气温随地面高度的增加而增加。这种现象发生在对流层，被称为逆温层。逆温，逆温的原因和类型，辐射逆温：它是由夜间下垫面的强烈辐射形成的。平流反演：暖平流到达冷下垫面，由热交换形成。山峰倒置：夜晚山峰上的冷空气迫使山谷中的暖空气上升。锋面倒置：冷暖气团在它们的界面相遇并形成。逆温对农业生产的意义：(1)利用逆温防止霜冻(烟雾、逆温层稳定的空气层结)；(2)喷洒农药；

13、(3)作物种植地块的选择；(4)昆虫的迁移和转化。温度与农业，温度对作物生长发育的影响，三个基本点温度，农业极限温度积温，利用土壤温度和农业生产控制温度的农业生产措施在适宜的温度下影响作物产量，作物的光合作用和呼吸作用达到最佳协调，净光合速率最高。一般来说，温度越高，作物的生长期越短。对作物来说，花芽分化是一个重要的生理时期，对环境敏感。适宜的温度是一个重要因素，如水稻(晚稻)，一些作物需要一定程度和持续时间的低温(春化)。影响光合作用和蒸腾作用等生理活动的植物叶片温度是影响蒸腾作用的主要因素。同时，叶片的气孔开度和整个光合作用过程都与温度有关。三个基点温度和农业极限温度，作物生命活动过程中的

14、最适温度、最低温度和最高温度的总称。在最佳温度下，作物生长发育迅速而良好。在最高和最低温度下，作物停止生长和发育，但仍然保持生命。如果温度继续上升或下降，将对农作物造成不同程度的伤害，直至死亡。除了三个基本点温度之外，还可以确定对植物造成损害或死亡的最高和最低温度指标，这被称为五个基本温度指标。作物生命活动的每个过程都必须在一定的温度范围内进行。通常，维持作物生命的温度范围大致在10至50之间，而适合作物生长的温度约为5至40，作物发育所需的温度在生长温度范围内，通常为20-30。在发育温度范围之外，作物发育将停止，但生长仍可保持；当温度持续下降并达到一定水平时，不仅作物停止生长，生命活动也受

15、到阻碍，受到低温的威胁，甚至被冻死。大多数作物生命活动的最高温度在4050之间。不同的作物或品种在不同的生长阶段有不同的温度。作物生长发育的不同生理过程，如光合作用和呼吸作用，在三个基本点上有不同的温度。光合作用最低温度为05，最适温度为2025，最高温度为4050，呼吸效应分别为10、3640和50。有人研究过，马铃薯的光合作用在20点钟达到最大值，而呼吸只有最大值的12%。当温度上升到48时，呼吸速率达到最大，但光合速率下降到0。尽管作物生命活动的三点温度受作物种类、生长期、生理条件等因素的影响，但各种作物生命活动的三点温度仍有一些共同的特点：(1)最高温度、最低温度和最适温度都不是一个特

16、定的温度值，而是有一定范围的变化。(2)无论是生存、生长还是发育，最适温度基本在同一范围内。(3)各种作物的最低温度不同，最低温度相差很大。耐寒作物可以忍受10-20度以下的低温，而喜温作物甚至不能安全通过0度左右的温度。最低温度和最佳温度之间的偏差范围很大。(4)与最低温度相比，各种作物的最高温度指标差异较小，最高温度和最适温度值相对接近。三个基本点是最基本的温度指标，广泛用于确定温度的有效性，确定作物的种植季节和分布面积，计算作物的生长发育速度、光合潜力和产量潜力。农业极限温度、积温及其在农业生产中的应用、主动积温：大于或等于作物生物下限的日平均温度称为主动积温，主动积温的累积称为主动积温；当Yti为tiB时，值为0有效积温：活性温度与生物下限温度之差称为有效温度，有效温度的积温称为有效积温。当使用tiB时，(tiB)为0。累积温度及其应用。实施例1:在湖南衡阳观察到越冬二化螟幼虫。据了解，蛹将于3月11日化蛹，蛹的有效积温为126.9，发育起点温度为10.8，3月11日至4月中旬的平均温度为16.3。越冬二化螟何时开始成虫羽化？例2:作物生长的三个基点温度分别为10.