农业气象学 第二章 温度
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竭诚为您提供优质文档/双击可除农业气象学之温度观测实验报告篇一:气象学实验指导1,2农业资源与环境专业《农业气象学》实验指导实验一:太阳辐射与风、气压的观测(4学时)实验目的:1.学会用便携式辐射计观测太阳总辐射、太阳直接辐射和天空散射辐射;用暗筒式日照计观测日照时数;用照度计观测光照度的方法。
2.印证朗伯定律和可见光在太阳直接辐射、天空散射辐射和总辐射中比率的变化规律。
3.使学生了解并学会气压计,动槽式气压表的使用方法及目测风向风速的方法,了解三杯和电接风向风速计的原理与使用方法,掌握热球式微风仪的测风方法。
实验准备:便携式辐射计,暗筒式日照计,照度计,日照自记纸(一张是有纪录的),气压计,动槽式气压表,三杯风向风速表,热球式微风仪,电接风向风速计,计算器,计算纸,直尺,铅笔,记录板。
实验内容:1.介绍实验原理:①由于“朗伯定律”只适用于平行辐射线,又在总辐射中太阳直接辐射占主要地位,所以观测结果应该是:sm?sm?sinh;Q???Q?sinh;D在各个方向上的差异较小。
太阳高度角的计算方法:sinh=sinφ?sinδ+cosφ?cosδ?cosωφ=39°42′;δ由查表获得;ω=(t-12)×15°/h②由于可见光在散射辐射中所占的比例较大,所以观测结果应该是:若设sd、s和sb分别为Rsd、Rs和Rsb的光照度,则:sdssb??。
RsdRsRsb③日照百分率=日照时数/可照时间×100%可照时间n=2?0;cosω0=-tgφ·tgδ0?115?h2.介绍便携式辐射计,日照计,照度计、气压计,动槽式气压表等仪器的构造原理和使用方法及目测风向风速的方法,简介三杯风向风速表、热球式微风仪、电接风向风速计的原理与使用方法。
3.学生熟悉各种仪器的构造和观测方法。
4.实地观测太阳辐射和日照,印证上述实验原理。
地点选在励慧园草坪。
实验步骤:室内---熟悉各种仪器的构造原理和观测方法室外---太阳辐射和日照的观测:在开阔地草坪上按下述顺序进行辐照度和光照度的往返平行观测,共往返两次,每个往返用9分钟,中间休息2分钟,共用20分钟。
绪论第一节:气象学与农业气象学气象学:就是研究大气中各种物理过程和现象的形成原因及变化规律的科学天气学:在一定地区和时间内由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态称为天气研究天气过程发生发展的规律并运用这些规律预报未来天气的学科就是天气学。
气候学:研究气候形成和变化的规律,综合分析与评价各地气候资源及其与人类关系的学科气象要素: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农业气象学是研究气象条件与农业相互关系的一门学科,光热水汽等气象条件是影响农业生产诸多因素中最重要最活跃的因素气象学基本任务:1.农业气象监测2.农业气象预报与情报3.农业气候分区,区划,规划与展望4.农业气象措施,农业小气候,农业气象灾害及其防御手段的研究5.农业气象指标,规律,机制与模式的研究。
平行观测与联合观测法:除应用一般的科学方法外,对栽培作物而言需在进行生长发育状况和产量构成观测的同时在同地进行主要气象要素,农业小气候要素,农业气象灾害的观测和田间管理工作的记载等,称为。
地理播种法能达到缩短观测年限的目的;地理移植法或小气候栽种法在确定某些作物越冬性的气候指标时常采用这种方法。
第二节大气是由干洁空气,水汽和气溶胶粒子组成干洁空气由氮,氧,氩,和含量不定的二氧化碳组成臭氧在20—25km浓度最大在1.5—2km的高度上空中水汽含量减少为地面的1/2,到5km高度减少为地面的1/10.水汽不仅引起大气湿度的改变,同时引起热量的转移。
气溶胶粒子:悬浮在大气中的这些固态或液态的粒子称为。
空气污染物:因人类的生产和生活活动,是某些物质进入大气使大气的化学物理生物等方面的特性改变从而影响人们的生活工作影响人体健康,影响或危害各种生物的生存直接或间接损害设备建筑物的现象大气的垂直分层:对流层,平流层,中间层,暖层,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。
农业气象学第二章温度第一节热量交换方式一、辐射热交换是地面与大气之间热交换的主要方式,也在空气和空气之间进行二、分子传导是土壤中热交换的主要方式;三、流体流动热交换1.对流热力对流; 由热力原因引起的,通常发生在低层气温剧烈增高或高层温度冷却时动力对流:由动力作用而引起的,通常发生在空气水平运动遇山时被迫抬升时2.乱流:当地面受热不均匀,或空气沿粗糙不平的下垫面移动时,常出现一种小规模、无规则的升降气流或空气的涡旋运动3.平流:大范围空气的水平运动四、潜热交换:通过相变转移热能的方式第二节土壤温度一.地表的热量收支R = Q(1 - r)- F = P+ Qs+ LEQs:土壤热通量 LE: 潜热热通量 L : 汽化热 P : 乱流交换热通量二、土壤热特性土壤热特性包括:容积热容量: 单位体积的物质,温度变化 1℃所需吸收或放出的热量.导热率: 当土壤温度垂直梯度为1℃/m时,单位时间通过单位截面积上的热量。
导温率:土壤的导热率与容积热容量之比。
单位:m2·s-1三.土温的变化(一)土壤表面温度的日变化1.日变化规律:最低值出现在日出前,最高值出现在13时左右2.影响土温日较差因素:1)太阳高度角:辐射日变化大,日较差也越大.2)土壤热特性:λ大的土壤ΔT较小; Cm大的土壤,温度日较差较小.3)土壤颜色:深色ΔT日>浅色ΔT日4) 地形:凹地ΔT日>平地ΔT日>凸地ΔT日5)天气:晴天ΔT日>阴天ΔT日(二) 土壤表面温度的年变化:土壤表面月平均平均最高温度一般出现在7~8月,最低出现在1~2月.(三)温度在土壤中传播规律1)土层深度按算术级数增加,而土壤温度的振幅按几何级数减小.2)最高和最低温度出现的时间随深度增加而落后,其落后的时间与土壤深度成正比.大约深度每增加10cm,最高和最低温度出现的时间落后2.5~3.5小时.(四)土壤温度的垂直分布1 日射型:土壤温度随浓度的增加而降低。
农业气象学第一章地球大气1、大气圈:大气是指包围在地球表面的空气层,整个空气圈层称为大气圈。
2、大气组成:干洁大气、水汽、气溶胶粒子。
3、水汽的作用:(1)在天气、气候中扮演了重要角色;(2)保温效应4、气溶胶粒子的作用:(1)保温;(2)削弱太阳辐射;(3)降低大气透明度5、温室效应:是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。
6、气象要素:表征大气状态(温度、体积和压强等)和大气性质(风、云、雾、降水等)的物理量成为气象要素。
7、大气垂直结构:对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。
(1)对流层特点: ①气温随高度升高而降低。
②空气具有强烈对流运动。
③主要天气现象都发生于此。
(天气层)④气象要素水平分布不均匀。
(2)平流层:温度随高度的增加而升高。
(3)中间层:温度随高度增加而降低。
(4)热成层:温度随高度的增加而升高。
(5)散逸层:温度随高度升高变化缓慢或基本不变。
第二章辐射1、辐射:通过辐射传输的能量称为辐射能,也常简称为辐射。
辐射的波粒二相性:波动性,粒子性。
2、辐射的基本度量单位(1)辐射通量:单位时间内通过任意面积上的辐射能量,单位J/s 或W。
(2)辐射通量密度:单位面积上的辐射通量,单位J/(s•㎡)或W/㎡。
(辐射强度:即单位时间内通过单位面积的辐射能量。
)(3)光通量:单位时间通过任意面积上的光能,单位为流明(lm)。
(4)光通量密度:单位面积上的光通量,单位为(lm/㎡)。
亦称为照度,单位勒克斯(lx)。
3、辐射的基本定律:(1)基尔荷夫定律:在一定温度下,物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长的发射率。
(2)斯蒂芬—玻尔兹曼定律:黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。
说明物体温度愈高,其放射能力愈强。
(3)维恩位移定律:绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本身的绝对温度成反比。
表明物体的温度愈高,放射能量最大值的波长愈短。
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。