气象学:研究大气中各种物理过程和物理现象形成原因及其变化规律的科学。
农业气象学:研究气象条件与农业生产相互作用及其规律的一门学科。
(1)研究与农业相关的气象条件的发生、变化和分布规律;(2)研究受气象条件影响和制约的有关农业问题及其解决途径。
气象要素:表示大气状况和天气现象的各种物理量统称为气象要素。
主要的气象要素有:气压、温度、湿度、降水、蒸发、风、云、能见度、日照、辐射以及各种天气现象。
大气的组成:干洁空气,水汽,气溶胶粒子大气的垂直分布:对流层,平流层,中间层,热层,散逸层。
对流层的主要特点:1.温度随高度升高而降低。
2. 有强烈的对流运动和不规则的乱流运动。
3. 气象要素水平分布不均匀二氧化碳在大气中的作用:由于大气中的CO2能强烈地吸收红外线,使地面放射的红外辐射中的很大一部分被大气吸收,使大气的温度因之升高或使降温速度减慢,因而大气向地面放射的红外辐射增多,地面的平均温度因此而升高,这就是人们常说的“温室效应”。
国内外的气象学家用各种模式计算的结果表明,若大气中CO2浓度增高一倍,全球的地面平均温度将升高2至4℃。
所以全球CO2浓度升高将会给地球上的生态环境带来深刻的影响。
臭氧层作用:可以吸收掉过多的太阳紫外辐射,不致太多的紫外线到达地面对生物构成伤害,又能透过少许的紫外线杀灭地面对动植物有害的一些病菌。
对高层大气有明显的增温作用,使50km高度附近形成一暖区。
辐射:物体以电磁波或者粒子的形式放射和输送能量的方式。
表征辐射特性的物理量辐射通量:单位时间内通过任意一表面的辐射能。
辐射通量密度:单位面积上的辐射通量。
即单位时间内通过单位面积的辐射能。
光通量:是表征辐射通量而产生光感觉的量,单位为流明(lm)。
光通量密度: 单位面积上的光通量,单位为流明·米-2(lm·m-2 )。
光照度:单位面积上接受的光通量,单位勒克斯lx 黑体:(1)斯蒂芬-波尔兹曼定律,黑体的放射能力与其表面的绝对温度的四次方成正比。
(2)维恩位移定律黑体放射能力最大值所对应的波长与绝对温度T成反比。
物体的温度愈高,放射能量最大值的波长愈短,随着物体温度不断增高,它所发出的光就由红橙色转为青蓝色,即最大辐射波长由长向短位移。
正午时的太阳高度角h =90°-|φ-δ| φ为观测点地理纬度,北半球为正,南半球为负;春分与秋分日δ=0°;夏至日δ=+23.5 °;冬至日δ=-23.5°太阳常数(S0): 在大气上界,当日地间处于平均距离时,垂直于太阳光线的平面上,单位面积、单位时间内所接受的太阳辐射能。
太阳高度角:太阳平行光线与水平面的夹角。
大气(质)量。
太阳辐射路径上单位截面积空气柱的质量,在数值上通常用太阳辐射通过大气路径的长度(AB)与大气在垂直方向上的厚度(CB)的比值来表示。
大气透明系数:太阳辐射透过一个大气质量后的辐照度与透过前的辐照度之比。
地面辐射:地球表面化温度300K,按照自身的温度直接放射出长波辐射大气辐射:大气按本身温度向外放出的辐射大气逆辐射(Ea):大气辐射朝向四面八方,其中有一部分向上进入宇宙空间,有一部分向下投射到地面,投向地面的这部分大气辐射称为大气逆辐射。
温室效应:大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高,因其作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应,又称“花房效应”。
地面有效辐射:地面放射的辐射与地面吸收的大气逆辐射之差。
F = E g - Ea地面有效辐射的影响因子。
1.地温高,地面辐射增强,F增大;2.气温高,大气逆辐射增强,F减小;3.大气湿度大,大气逆辐射增强,F减小;4.云量多,云层厚,大气逆辐射强,F小;5.大气中CO2多,F小,可提高地面温度;6.土壤表面性质。
平滑土<粗糙土;干燥土<潮湿土。
7.海拔高度增加,水汽减少,Ea小,F大。
地面净辐射(又称辐射平衡、辐射收支、辐射差额):地面辐射能的总收入和总支出之差值.可用地面辐射平衡方程表示R=(Sˊ+ D)(1 - α)- F 含义:R为地面辐射差额,Sˊ+ D为总辐射,α为地面对总辐射的反射率,F为地面有效辐射。
光合有效辐射:太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分。
意义:光合有效辐射的时空分布,可以确定进入农田、植物群落的能量,对制定适宜的群体结构和估算产量等方面具有重要意义。
光饱和点:在一定的光照度范围内,光合强度是随着光照的增加而增加的,但当光照度增加到一定数值时,光合强度便不再增加,这种现象叫光饱和现象。
开始达到光饱和现象时的光照度光补偿点:当光照度下降时,光合强度与呼吸强度逐渐接近,当光照度降低到光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2相等时,也就是净光合强度等于零光周期现象:一定时间光照与黑暗的交替影响植物生长发育,特别是影响植物开花的现象。
引种:对短日照作物来说:南种北引,日照增长、温度不足而延迟发育;北种南引,由于光照时间变短,温度增高,生育期缩短,有机物质积累不够,造成早熟减产和品质下降。
对长日照作物来说:南种北引,由于光照时间变长一般提早成熟,可弥补北方地区热量不足,避免秋季早霜冻危害,但北方温度较低,是否早熟,还要综合考虑。
北种南引,由于光照时间变短,一般都延迟成熟,但南方温度较高,生育期是否延长,还要综合考虑。
光能利用率是植物光合产物中贮存的能量占所得到的能量的百分率提高光能利用效率的途径1.充分利用生长季节,改革种植制度与方式,推广间作套种。
2.选育合理的株型、叶型、高产不倒伏品种。
3.提高单位面积的光合生产率,创造合理的叶面积,是提高光能利用率的重要措施。
4.趋利避害,充分利用光能资源热导率:温度垂直梯度为1℃·m-1,在单位时间通过单位横截面的热量质量热容量:单位质量的土壤温度升高(或降低)1℃所吸收(放出)的热量(J/g. ℃);容积热容量:单位体积的土壤的物质温度升高(或降低)1℃所吸收(放出)的热量土壤温度的铅直分布:放热型,受热型,清晨转变型,傍晚转变型水层和土壤温度的变化不同:1.水的热容量约比土壤大一倍2.水为半透明体3.水面消耗于蒸发的热量大于陆地4.水具有流动性气温年较差随纬度的升高而增大。
这是因为随纬度的增高,太阳辐射能的年变化增大。
气温日较差随纬度的升高而减小。
这是因为一天中太阳高度的变化是随纬度的增高而减小的。
农业界限温度:对农业生产有普遍指示意义的,标志着某些重要物候现象和农事活动的开始和终止的日平均温度活动积温高于生长下限温度(B)的日平均温度。
有效积温是指作物在某时期内有效温度的总和。
逆温:气温直减率为负值时,高度越高温度也越高,这种温度的垂直分布为逆温大气稳定度:气块受到干扰后,大气层结,使它具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度.山顶与平原:对流层大气是借助吸收地面长波辐射而增温的,所以距地面越远温度越低空气湿度的表示方法:绝对湿度.水汽压. 饱和水汽压.相对湿度.饱和差.露点温度露点温度:在不改变空气中气压和水汽含量的情况下,降低温度使空气达到饱和状态时的温度。
蒸发:是指当温度低于水的沸点时,水分子从液态或固态水的自由表面逸出而变成气态的过程或现植物蒸腾:植物通过其表面(主要是叶面)将体内水分以气态形式输送到体外的过程。
植物蒸腾系数:植物形成一个单位干物质所蒸腾的水量。
水汽凝结的条件:大气中水汽达到饱和状态,空气中必须存在凝结核。
降雨分类:1.降水性质:连续性降水、阵性降水、毛毛状降水。
2.降水形成过程:地形雨、对流雨、气旋雨、峰面雨、台风雨。
3.降水形态:雨、雪、霰、雹人工增雨:冷云人工降水1,向冷云中撒播干冰(固体CO2)作为制冷剂2)直接向冷云中撒播碘化银(或碘化铅、碘化汞等) 。
暖云人工降水。
1)将吸湿性很强的粉末(如氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化氨等)作为催化剂撒入云中;2)直接向云中撒播大水滴,破坏暖云的胶性而形成降水。
水分临界期:任何作物都有一个对水分条件最敏感的时期,这个时期水分过多或过少,对作物产量影响最大,甚至水分条件稍有变动,就使作物产量产生很大的波动,水分有效利用率:单位面积上收获的干物质量与该面积上的蒸散量之比。
水利用率提高途径:1)灌溉:时间、水量、方式2)种植方式:密度、行距、行向3)风障。
有大风时可减少湍流4)作物种类选择。
蒸腾率C3>C4气压:单位面积上所承受的垂直大气柱重量。
气压场表示方法气压场可以用等高面上的等压线分布图和等压面上的等高线分布图表示。
水平气压梯度力。
水平气压梯度存在时,单位质量空气所承受的力称为水平气压梯度力,水平地转偏向力(A)。
因地球绕自身轴转动而产生的非惯性力称为水平地转偏向力或科里奥利力。
(1)只是在空气相对于地面有运动时才产生,空气处于静止状态时没有地转偏向力作用;(2)方向同运动方向垂直,在北半球指向运动的右方,在南半球则使物体向原来运动方向的左方偏转。
它只改变物体运动方向而不能改变其运动速度;(3)在风速相同情况下它随纬度减小而减小。
惯性离心力(C)摩擦力(R)大气环流:1.太阳辐射条件造成的赤道与极地之间的温度差异是大气环流的原动力。
2.由于地球自转造成气流运动的偏转作用。
3.地球表面海陆分布和地形条件的影响季风环流:大范围地区盛行风风向随季节有显著改变的现象称为季风环流,或简称为季风。
成因有2种:一种是由海陆热力差异产生的,另一种则是由行星风带随季节移动而引起的。
风对光合作用和蒸腾作用的影响(1) 风对农田小气候的调节(2) 风与光合作用(3) 风与蒸腾作用气团:指在水平方向上物理性质比较均匀而范围较大的空气。
气团形成要两个条件:大范围性质比较均匀的下垫面,适合的环流条件。
活动于我国的气团:冬季(1)变性的极地大陆气团(2)变性的热带海洋气团(3)热带南海气团夏季(a)变性的热带海洋气团(b)变性极地大陆气团(c)变性的热带大陆气团(d)赤道气团锋是两种性质不同的气团(如冷气团和暖气团)之间狭窄而倾斜的过渡区域,它是一个具有三度空间结构的天气系统。
气旋是占有三维空间的,在同一高度上中心气压低于四周的大尺度涡旋。
气旋的特点:1.逆时针方向旋转 2.中心辐合 3.有强烈上升运动 4.多云、雨天气我国天气气候与西太平洋副高关系1.冬季:高压脊线在15°N附近徘徊。
随着季节变暖,脊线缓慢北移。
4~6月上旬脊线稳定在20 N以南,华南前汛期开始。
2.到6月中旬至6月下旬脊线突然北跳到20°N以北,并相对稳定在20°~25°N之间。
脊北侧的雨带在我国长江中下游,此时长江中下游正是梅雨开始时期。
3.7月中旬脊线再次北跳至25°N以北地区,以后摆动在25°~30°N之间。