农业气象学-第01章-大气2008
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农业气象学主要知识点绪论1.气象要素:表明大气物理状态,物理现象的各项要素。
主要有:气温,气压,风,湿度,云,降水以及各种天气现象。
2.平行观测:同时观测气象要素和农作物生长发育状况的研究方法。
第一章大气1.大气的主要组成成分大气是由各种气体混合组成的,按其成分可分为干洁空气,水汽和气溶胶粒子3类。
气溶胶是指大气中处于悬浮状的花粉和孢子,盐粒,火山和宇宙尘埃等固体小颗粒及小水滴冰晶等。
2.对流层的主要特点对流层是靠近地表的大气最底层,夏季厚,冬季薄。
厚度占大气层厚度的1%,质量占大气质量的3∕4,是水汽的主要聚集区域。
①气温随高度增加而降低。
气温直减率:每上升100米,气温约平均下降0.65℃。
②空气具有强烈的对流运动。
受热多,气流上升,降水多;受热少,气流下沉,降水少。
③气象要素水平分布不均匀。
受纬度,海陆,地形因素影响。
3.大气CO2浓度变化对作物的影响①环境中的CO2浓度升高将使光合速率加快,积累更多的光合产物。
②CO2浓度升高,减小气孔导度,降低植物蒸腾作用,提高水分利用率。
③CO2浓度升高,C3植物增产百分率高于C4植物。
④植物长期生长在高CO2浓度下,有利于减轻其它环境因子对植物的胁迫作用。
⑤CO2浓度升高,植物体内类胡萝卜素含量提高,能为叶绿素提供保护。
⑥高CO2浓度条件下,植物体内C素含量增加,使C/N比升高,影响作物品质。
⑦CO2浓度升高引起气温升高,导致虫害加剧,影响作物品质。
第二章辐射1.辐射概念:物质以电磁波的形式向外发射能量,这种放射方式成为辐射。
高于绝对零度的物质都能向外放出辐射。
四个特点:①辐射要有温度。
②辐射是一种物质运动。
③辐射具有热效应。
④辐射具有波粒二象性。
2.太阳高度角概念:是太阳光线与地球表面切线所成的夹角。
在0~90度之间变化。
太阳高度角越小,等量的太阳辐射能光束所分散的面积越大,地表单位面积所获得的太阳辐射能就越少。
计算方法:sin h=sinφsinδ+cosφcosδcosωh:太阳高度角;φ:观测点纬度;δ:观测时太阳直射点所在的纬度;δ的绝对值=23.5°sinN; N表示观测日期离春分或秋分中较短的日数。
农业⽓象学课程讲稿第⼀章绪论§1.1⽓象学⽓候学的研究对象,任务和简史⼀、⽓象学,⽓候学的研究对象和任务我们知道,由于地球引⼒的作⽤,地球周围聚集着⼀个⽓体圈层——⼤⽓圈。
什么是⼤⽓?包围地球的空⽓称为⼤⽓。
在地表,⼤⽓分布⼴⽽厚。
我们⼈类⽣活在地球⼤⽓的底部,并且⼀刻也离不开⼤⽓。
就象鱼离不开⽔,⽠离不开秧⼀样。
表太阳⼤⽓圈地球上最⾼峰(珠峰)8848m,8.848/1200=7.5‰地球最低洼地(死海沿岸)-392m,⼤⽓最厚处1200km+392m=?⼤⽓组成:⽔,N2,O2,Ar, CO2 ,H2 ,O3 …..,太阳辐射是地球⼤⽓运动的驱动⼒,太阳辐射通过⼤⽓到达地⾯。
辐射⼤⽓地⾯1. 在地球⼤⽓中,不断地发⽣着各种各样的物理过程(辐射、冷却、蒸发、凝结)和物理现象(风、⾬、雪、电、雾、露、霜、雹)——⽓象。
⽓象学:研究⼤⽓现象和过程,探讨其演变规律和变化,指导⽣产实践的科学。
⼤⽓中各种物理过程和物理现象可以⽤⼀些物理量来表⽰。
(1)⽤温度表⽰⼤⽓冷暖程度。
热量、积温。
候均温稳定通过10℃、22℃的时间划分春夏秋冬四季。
⽓候带划分指标:最热⽉⽓温=10℃为温带和寒带分界线,最冷⽉⽓温=18℃为热带和温带分界线。
(2)空⽓湿度表⽰⼤⽓⼲湿程度,⼈体最适的是50~70%,范围0~100%。
(3)降⽔是指从天空降落到地⾯的液态或固态⽔,包括⾬、雪、冰雹等(mm)。
降⽔量表⽰降⾬/雪的多少。
年降⽔量400mm、800mm为⼲旱半⼲旱、湿润半湿润分界。
年降⽔量>400mm可植乔⽊;300~400mm耐⽤旱乔⽊,适于灌⽊;200~300mm灌⽊下限;<200mm植树难以成活。
西北⼲旱区年降⽔量<200mm,⽆灌溉便⽆农业,是天然的放牧畜牧业的集中分布区。
我国东部季风区,800mm(多⾬年900mm)年等⾬量线⼤致经过秦岭、伏⽜⼭、淮河⼀带,将东部分为半湿润的北⽅和湿润的南⽅(旱作不需灌溉),长江中下游以南年降⽔量1000mm以上。
绪论:气象学:专门研究大气中物理现象和物理过程的学科。
农业气象学:是研究农业生产中所有气象问题及其解决途径的一门科学。
第一章:大气的组成:干洁空气+ 水汽+ 固体杂质+ 液体微粒= 大气干洁空气:除掉水汽、固体杂质和液体微粒的混合空气。
水汽:其来源于下垫面,因而越靠近地面水汽含量越多。
固杂:尘埃、尘土、污染粒子等。
液微:主要以云、雾的形式存在于空气中。
包括过冷却水滴、冰晶、云滴,对流层:为云、雾、雨、雪发生的主要层次,是气象学研究的重点层次,但不足大气厚度的1%,平均厚度为十几km。
三大特征:①气温随Z升高而降低,气温直减率γ= -dT/dz;②气象要素水平分布不均匀;③对流运动强。
气象要素:是指表示大气中物理现象的物理量。
如:气压、温度、湿度、风向、风力、云、能、天、降水、日照等。
温度:表示空气冷热程度的物理量。
气压:任一高度的气压就是在这个高度上单位面积所承受的大气柱重量:P=Mg/A=Mg。
大气静力学方程:条件是在铅直方向上大气无运动。
dP= -ρgdz湿度:表示空气潮湿程度或水汽含量多少的物理量。
水汽压e:大气中水汽所具有的压强。
单位同气压,mb、mmHg饱和水汽压E:在一定温度下,单位体积的空气所能容纳的最大水汽压强。
相对湿度f:f=e/E×100﹪,e与E要在同温下的比值才是f。
f反应了空气距离饱和的程度。
饱和差d:d=E – e 在温度相同时,E与e的差值。
d也反应了空气距离饱和的程度:露点温度Td:空气中水汽含量不变,气压一定时,降低温度,使空气饱和,达到饱和时的温度就叫Td。
第二章:辐射:自然界所有物体都以电磁波的形式时刻不停地向外放射能量,这种放射形式称为辐射,放射的能量称为辐射能,又称辐射。
黑体:能全部吸收所有波长的辐射的物体我们称之为黑体:辐射差额(R):在一定时段内,物体吸收的辐射能量与放出的辐射能量的差值。
R=收入-支出基尔霍夫定律:在一定温度下,任何物体对一定波长的放射能力与吸收率之比为一常数。
绪论1、大气:大气是包围地球的空气的总称,是地球上一切生命赖以生存的重要物质条件之一。
2.、气象学(大气科学):研究大气中各种现象及其演变规律,以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。
农业科学与气象科学相互渗透的边缘学科。
3.、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。
4、气象学的研究对象:包括覆盖整个地球的大气圈及大气圈与地球的水圈、岩石圈、生物圈等其它圈层之间的复杂关系与相互作用。
5、农业气象学的研究对象(1). 农业生物:作物、林草、花卉、畜禽、昆虫、水生生物和微生物等。
(2). 农业设施:温室、畜舍、水利工程、仓库等。
(3). 栽培、养殖等农事活动、农机作业、农畜产品加工、运输、贮藏、销售等生产经营活动。
(4)气象条件有关的农业资源与环境问题。
6、农业气象学的研究内容(1)农业气象监测利用常规和先进仪器对农业气象要素及农业生物生长发育状况进行平行观测,及时准确地掌握气象条件的变化规律及特点,研究农业生产对象与过程对有关气象条件的反应,并将有关数据、资料进行处理和加工(2)农业气象信息服务(农业气象预报与情报)a. 农业气象灾害的情报、预报和警报b. 动植物病虫害的有关预报c. 产量与品质预报d. 雨情、墒情和农情等情报(3)农业气候资源的开发、利用与保护我国有各种各样的气候,气候资源非常丰富。
所谓气候资源为光能、热能、水分和大气中的二氧化碳。
这些资源是植物生长所必需的能量和物质。
通过分析和说明一个地区的气候资源的特点,为农业生产类型、种植制度、作物和品种的合理布局等提供可靠的依据。
(4).农业小气候、农业气象灾害及其防御手段的研究a. 研究各种气象灾害的发生规律及其对农业生产的影响和相应的减灾对策与措施b. 研究不同气象条件下最合理有效地调控农业设施等的小气候条件的方法和措施7、农业气象基础理论研究a. 作物产量形成的农业气象基础b. 气候生产潜力理光合生产潜力、光温生产潜力及光温水生产潜力c. 土壤-植物-大气连续体的水分运动和高效利用途径d. 边界层物质传输与能量转化过程(作物蒸腾、光合和呼吸作用有关的物质和能量转化过程e. 全球气候变化模式及适应对策等8、农业生产与气象的关系:1. 大气提供了农业生物的重要生存环境2. 大气提供了农业生物的物质、能量基础3. 气象条件对农业生产活动全过程和农业设施等的影响4. 大气对其他自然资源的影响5. 农业生产活动对大气环境的影响第一章大气1、大气:包括悬浮其中的液体和固体质粒在内的气体混合物。
《农业气象学》课程笔记第一章:绪论一、农业气象学研究内容1. 农业气象学概念农业气象学是介于农业科学和气象学之间的边缘学科,它研究气象条件对农业生产的影响,以及农业生产活动对气候的反馈作用。
农业气象学的目标是理解和预测气象条件对作物生长、产量、品质以及农业生态环境的影响,为农业生产提供科学依据。
2. 研究内容详细阐述(1)农业气象条件对作物生长发育、产量和品质的影响- 研究不同气象因子(如温度、降水、光照、风等)对作物种子发芽、植株生长、开花、结果等各个生长发育阶段的影响。
- 分析气象条件对作物产量形成和品质特性的作用机制。
(2)农业气象条件对农业生态环境的影响- 研究气象条件对土壤水分、土壤温度、土壤肥力等土壤环境的影响。
- 探讨气象条件对农业生物多样性、农业病虫害发生与流行的影响。
(3)农业气象灾害的成因、规律及防御措施- 研究干旱、洪涝、霜冻、高温热浪、低温冷害等农业气象灾害的成因和发生规律。
- 提出农业气象灾害的预测、预警和防御措施。
(4)农业气候资源的分析与评价- 分析不同地区的农业气候资源分布特征,如光、热、水等。
- 评价农业气候资源的利用效率和潜力。
(5)农业气象预报与服务- 研究和开发针对农业生产的气象预报技术。
- 提供农业气象信息服务,指导农业生产。
二、农业气象模式发展举例1. 经典农业气象模式(1)瓦德-皮尔逊模型- 介绍模型的原理和主要参数。
- 分析模型在作物生长模拟中的应用。
(2)蒙德-弗洛斯特模型- 阐述模型的构建方法和适用范围。
- 讨论模型在作物产量预测中的作用。
2. 现代农业气象模式(1)作物生长模型- 介绍CERES、APSIM等模型的原理和结构。
- 分析模型在作物生长发育模拟中的应用实例。
(2)农业气象灾害评估模型- 介绍干旱、洪涝等灾害评估模型的方法和步骤。
- 讨论模型在灾害预警和损失评估中的应用。
三、农业气象学研究方法1. 观察法- 描述田间试验和观测的基本方法。
农业气象学复习资料整理农业气象学复习资料绪论气象:大气中时刻进行着各种不同的物理过程,出现各种各样的自然现象,如风、云、雨雪、霜等物理现象,俗称气象。
气象学:是研究地球大气中所发生的各种物理现象和物理过程的本质及其变化规律的科学。
气候:是在一较长时间阶段中大气的统计状态。
一般用气象要素(包括太阳辐射、温度、大气压力、湿度、风、云、降水)的统计量来表示。
气候学:是研究气候形成和变化规律,综合分析、评价各地气候资源及其与人类关系的学科。
天气:在一定地区和一定时间内,由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态。
天气学:是研究天气过程发生发展规律,并运用这些规律预报未来天气的学科。
天气是气候的基础,气候是天气的总和;天气是短时间内的大气过程,而其后是长时间的天气状况,气候具有一定的稳定性。
气象条件对农业生产的影响1、农业生产的各个环节都与天气的好坏有直接的关系;2、各种农作物每个发育阶段都要求一定量的光照时数、热量和水分条件;3、作物对养分的吸收和利用也依赖于气象因子的配合;4、光热水分条件决定地区气候资源,而这些资源又决定了作物在地理上的分布界限,种植制度与耕作方法;5、各种自然灾害都给农业生产造成不同程度的影响和损失;农业气象学:是研究气象与农业生产之间的相互关系,并运用气象科学为农业生产服务,促进农业高产、稳产、优质的科学。
气象学常用研究分法地理播种法;地理移植法或小气候栽种法;分期播种法;地理分期播种法;人工气候实验法;气候分析法;(此外还有卫星遥感和计算分析的一些新方法,如聚类分析;线性规划;模糊数学;系统论;决策论等。
)第一章地球大气干洁大气:大气中除去水汽和杂志后混合气体叫干洁大气。
其成分主要是N、O、Ar,约占干洁大气总容积的99.97%。
还有少量的二氧化碳、臭氧和其他气体。
干洁大气中几种气体在气象学上的作用(1)二氧化碳:具有较强的吸收长波辐射的能力,其含量的增减能影响地面和大气温度的变化。
农业气象学复习要点第一章大气本章重点和难点:明确大气各组成成分的作用,掌握二氧化碳浓度的变化规律,了解大气再铅直方向上各层次的主要特点。
1.1 大气的组成1.1.1 干洁大气的组成主要成分(前四种成分排序);氧和臭氧的作用;二氧化碳浓度变化规律及其在农业上的意义。
1.1.2 水汽的作用1.2 大气的铅直结构大气铅直方向的分层依据;层次名称;各层温度的变化规律;对流层特点第二章辐射本章重点和难点:掌握辐射定律、太阳高度角、昼夜长短随纬度和季节变化的规律,学会太阳高度角、可照时间、太阳直接辐射、散射辐射、光合有效辐射的计算方法。
2.1 辐射的基本知识2.1.1 辐射的基本概念辐射单位;黑体和灰体2.1.2 辐射的基本定律普朗克定律的意义、基尔霍夫定律推论,斯蒂芬-波尔兹曼定律意义、计算;维恩定律意义2.2 太阳辐射2.2.1 太阳常数和太阳辐射光谱2.2.2 太阳辐射在大气的减弱2.2.2.1 大气对太阳辐射的吸收吸收辐射的物质;吸收的量很少(不是大气的主要热源)2.2.2.2 大气对太阳辐射的散射:散射的概念;分子散射规律(能解释天空和海洋的颜色);粗粒散射规律2.2.3 太阳视运动:太阳高度角定义、计算(特别是正午太阳高度角的计算)2.2.4 到达地面的太阳辐射2.2.4.1 到达地面的太阳辐射量:大气质量数与透明系数的概念;水平面与坡面太阳直接辐射通量密度表达式;影响因素散射辐射的概念与影响因素;总辐射的概念与影响因素2.2.4.2 地面反射辐射;反射率的影响因素2.3 地面和大气辐射2.3.1 地面辐射:地面长波辐射波普、强度、作用。
2.3.2 大气辐射:大气辐射波普、强度、作用;“温室效应”概念。
2.3.3 地面有效辐射:概念、影响因素2.3.4 地面净辐射地面净辐射的概念与表达式2.4辐射与农业光合有效辐射的概念可照时间定义、可照时间及日出日落时间计算;光照时间的概念;光照时间和可照时间随纬度和季节的变化规律第三章温度本章重点和难点:深刻认识物质的热特性及其影响因素,掌握土温和大气温度的变化规律及其影响因素,长我温度与农业生物之间关系的基本理论,学会积温学说及其在农业上的应用。
农业⽓象学绪论绪论第⼀章⼀、名词解释:1、农业⽓象学农业⽓象学是研究农业⽣产与环境⽓象条件相互关系与作⽤的科学,是⼤⽓科学与农业科学之间的交叉学科。
2、⽓象要素表明⼤⽓物理状态、物理现象的各项要素。
主要有温度、湿度、⼤⽓经理静⼒稳定度3、温室效应指⼤⽓吸收地⾯长波辐射之后,也同时向宇宙和地⾯发射辐射,对地⾯起保暖增温作⽤。
4、温度直减率:对流层中⽓温的垂直变化⽤⽓温垂直梯度表⽰,简称⽓温直减率。
⼆1、天⽓和⽓候的区别?天⽓:某⼀地区短时间内的⼤⽓状况及其变化规律。
⽓候:某地或某地区的多年平均天⽓状况、特征及其变化规律。
区别:天⽓是⼀地短时间内的⼤⽓状况极其变化的总称。
⽓候是长时间内⽓象要素和天⽓现象的平均或统计状态。
天⽓是指相对快速的冷热改变或是暂时的冷热条件,⽓候则是指⼀般情况下具有的天⽓状况或长期存在的主要天⽓状况2、⼤⽓的组成现代⼤⽓是由⼀些永久⽓体、⽔汽、雾滴、冰晶、尘埃等物质混合组成。
⼀般分为三类:⼲洁⼤⽓、⽔汽、⽓溶胶粒⼦。
3、⼤⽓在垂直⽅向上的分层,说出对流层的主要特征?分层:(由下⾄上)对流层、平流层、中间层、热层(电离层)、散逸层(外层)对流层特征:P14第⼆章⼀、名词解释:1、辐射通量密度:指⾃然界物体在单位时间、单位⾯积上发射或吸收的辐射能量。
2、太阳辐射光谱:太阳辐射中辐射能按波长的分布称为太阳辐射光谱。
3、太阳常数:当⽇地距离为平均值,在被照亮的半个地球的⼤⽓上界,垂直于光线,每秒每平⽅⽶的⾯积上,获得的太阳辐射能量。
4、太阳⾼度⾓:太阳平⾏光线与⽔平⾯之间的夹⾓叫做太阳⾼度⾓。
5、光合有效辐射(PAR):太阳辐射中对植物光合作⽤有效的光谱成分叫光合有效辐射。
6、短⽇照植物:只有在光照长度⼩于某⼀时数才能开花,⽽延长光照时间就不开花结实的⼀类植物。
7、长⽇照植物:只有在光照长度⼤于某⼀时数才能开花,⽽缩短光照时间就不开花结实的⼀类植物。
8、光能利⽤率:把单位⾯积上作物收获物中包含的能量与投射到该单位⾯积上的光合有效辐射能量叫光能利⽤率。