第五讲 温度（二） 近地气层温度 温度与农业近地气层温度一 地气系统的热量交换方式1 辐射辐射热交换发生在地面与近地大气及大气层与层之间 。2 传导传导热交换存在于土壤中。3 空气流动热交换3.1 对流指空气在垂直方向上有规律的升降运动。热力对流：由空气的水平温差导致的对流；动力对流：气流被机械抬升（过山或锋面）。3.2 平流空气在水平方向上的流动。3.3 乱流气层内空气微团的不规则运动，包括热力乱流 和动力乱流。4 潜热交换通过水汽相态变化时所伴随的吸热或释热过程 进行热量交换。二、 气温的变化1、 近地层气温的日、年变化1.1、日变化 气温的日变化为单波型曲线，最高值在午 后（14:0015:00），最低值在日出前后。随高度的增加，较差 减小，位相稍有落后。气温日较差小于地面温度日较差，且受纬度、季节下垫面 和海拔高度等因素影响。高纬的日较差小于低纬；冬天的日较 差小于夏季；水面的日较差小于陆面；深色土的日较差大于浅 色土；疏松土、粗糙土、干土之上的日较差大于紧密土、平整 土、湿润土面之上的日较差；晴天的日较差大于阴天；离海越 远，日较差越大。海拔越高日较差越小。1.2 年变化 在北纬18度以北的地区，北半球气温的年变 化为单波型曲线，大陆上最热月（7月）和最冷月（1月），海 洋上位相落后一个月；. 年较差受纬度、距海远近等因素影响。年较差除随纬度增加 而增大外，其余因子对日较差的影响与对年较差的影响是一致 的。2、 近地层气温的垂直分布气温随高度的变化用气温直减率表示，指高度每变化 100m，气温变化的度数。（t2t1）/（z2z1）（t/ z）. 0 说明气温随高度增加而降低；. 0 说明气温随高度增加而升高逆温现象。一般就对流层大气平均而言， 为0.65 / 100m。逆温的种类：（1）辐射逆温 在清朗五风或微风的夜间，地面有效辐 射很强，使地面强烈冷却而降温，接近地面的空气也随之降温 。这样越近地面的空气降温越多，形成气温由地面向上随高度 的增加而增加的分布，这种由夜间辐射所形成的逆温称辐射逆 温。（2）平流逆温 当暖空气移动到冷的下垫面时，使接近 地面的空气冷却而形成的逆温。平流逆温可在一天中任何时间 出现。（3）下沉逆温 当气块下沉压缩时，气块上层下沉距离 远，增温多，气块下层下沉距离近，增温少所下沉的逆温。 3、空气的绝热变化（1）绝热变化 指气块在与外界不进行热量 交换的情况下，由于空气块内能的变化所引 起的温度变化。（2）绝热冷却 指气块因绝热上升而降温的 现象。（3）绝热增温指气块因绝热下沉而增温的现象。气块在进行绝热变化的过程中，根据气 块的饱和状况，分为两种绝热变化。3.1 干空气的绝热变化. 干绝热过程指一块干空气或未饱和空气在绝热上升或绝热下沉 运动中温度变化的过程。. 干绝热直减率d干绝热过程中气块每升降100m的温度变化值，通过 理论推导，其为一常数，约为0.98（实际工作中使 用1 /100m） 。3.2 湿空气的绝热变化. 湿绝热过程指一块始终保持饱和状态的空气在绝热上升或绝热 下沉运动中温度变化的过程。. 湿绝热直减率m湿绝热过程中气块每升降100m的温度变化值，其不 是一个常数，为方便起见，我们取其平均值，约为 0.5/100m 。实际中，饱和空气在绝热上升过程中是按湿绝 热递减，而在绝热下沉过程中则按干绝热递增，因 为饱和空气只要一下沉，马上就变成不饱和了。小结. md 是由于湿绝热过程中有水的相态变化，伴 随其中的潜热变化缓解了降温与增温。. 干绝热过程可逆，湿绝热过程不可逆。. m和 d 指气块运动过程中自身温度的变化率， 又称个体温度变化。指实际大气中温度随高度变 化率，又称环境温度变化。三 大气稳定度1 大气稳定度大气静力稳定度指气块在垂直方向上受扰动后，大气温度和湿度的垂直 分布（大气层结）有使其返回原来平衡位置的趋势和程 度。静止大气中某高度上一气块受垂直方向上的扰动后：. 若逐渐减速且有返回原来位置的趋势，则气层稳定；. 若逐渐加速且有远离原来位置的趋势，则气层不稳定 ；. 若被推到某一高度后，既不加速也不返回原处，则气 层处于中性状态。2 大气稳定度的判断大气层结是否稳定，取决于气层的温度直减率。且有：. 绝对稳定状态：m . 绝对不稳定状态：d . 条件性不稳定状态： m d 可见： 越小大气越稳定， 越大大气越不稳定。. 极不稳定：夏季午后大气的成云致雨；.极稳定：逆温状态时极小且为负值。温度与农业一 三基点温度1 作物生命活动对温度的需求. 生命温度范围：1050；. 生长温度范围： 540；. 发育温度范围： 2030；2 三基点温度最低温度、最高温度和最适温度。. 不同作物的三基点温度不同；. 同种作物不同生长发育时期的三基点温度不同；. 作物不同生理活动三基点温度不同。二 农业指标温度指对农业活动有特别意义的一些日平均温度 。. 0土壤的冻结与解冻，一年农事活动的起始。 0的持续期称为农耕期。. 10 喜温作物开始播种与生长。 10的持续期称为喜温作物生长期。. 20 水稻安全抽穗开花的指标。 三 积温积温指某一时段内逐日日平均温度的累积值。从温 度高低和温度的作用时间上同时研究作物生长发育 与温度的关系。积温学说. 其他条件基本满足时，温度对作物的发育速度起主 导作用；. 作物的发育要求一定的下限温度；. 作物完成某一发育阶段要求一定的积温。2 积温的计算V=1/n=K(T-B)得: A=I/K=n(T-B)=(T-B)= T-nB2.1 活动积温. 活动温度高于生物学下限温度（B）的日平均温度。. 活动积温生物某一生育时期或全生育期中的活动温度的总和 。通常用活动积温来反映一地的热量资源状况，常用在农业气候分 析和区划中。2.2 有效积温. 有效温度活动温度与生物学下限温度的差值。. 有效积温生物某一生育时期或全生育期中的有效温度的总和 。常用于发育期预报和病虫害发生期预报。负积温：小于0的日平均气温的累积值。地积温：某一深度土壤日平均温度的累积值。3 积温在农业上的应用3.1 用作热量资源的主要指标3.2 用作作物特性品种重要指标3.3 发育期、收获期、病虫害发生期预报的依据