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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。温室效应。（2）臭氧：能对紫外线辐射的吸收比较强，一方面可使得 40-50km高度上的气温显着增加，同时对地面生物起着保护的作用；在对流层上部和平流层底部产生温室作用。（3）水汽：具有很强的吸收长波辐射的能力，与二氧化碳共同对地面温暖起着十分重要的作用。此外，水汽三种形态的变化，伴随着潜能的吸收和释放，不仅引起大气中湿度的变化，同时，也引起热量的转移。（4）杂质：能削弱太阳辐射能量；能成为水汽凝结的核心，促进水汽的凝结。对流层的意义：集中了大约 80%的大气质量和几乎所有水汽含量，因此主要天气现象的发生都在这一层。其特点有：（1）气温虽高度增加而减小。（2）空气有规则的垂直运动和无规则的乱流运动都相当显着。（3）温度和湿度等气象要素水平分布不均匀。大气质量：假定大气是均匀的，即大气密度不随高度而变化，并以0时、一个标准大气压下的空气密度 1.293kg/m3 作为标准密度，通话理论计算得到的大气厚度约为 8000m。单位截面积的大气柱的质量为 10344 kg/m3,而整个地球大气的总质量大约有 5*10（15 次方）t。大气质量绝大部分集中在从地面到 30km左右高度的大气层中。气象要素：表明大气物理状态、物理现象以及某些对大气物理过程和物理状态有显着影响的物理量（包括日照、太阳辐射、温度、湿度、大气压力、风、云、降水、能见度等）第二章 辐射 辐射：物体以电磁波或粒子流动形式向周围传递或交换能量的方式称为辐射，传递交换的能量称为辐射能。辐射能通量：辐射能在传递过程中于单位时间内达到或通过某一表面积上的总辐射能量，单位 J/S 或 W。辐射能通量密度：单位面积上的辐射能通量。也称为辐射强度，单位为J/（s*）或 W/。光通量：单位时间通过任意面积上得光能，单位为流明（lm）。光通量密度：单位面积上的光通量，单位 lm/。辐射定律（吸收率、反射率和透射率之间的关系）吸收率 a、反射率 r、透射率 d、总辐射量为 Q0 a=Qa/Q0、r=Qr/Q0、d=Qd/Q0，a+r+d=1，a、r、d 在 01 之间变化。辐射三大基本定律 1、斯蒂芬波尔兹曼定律 黑体的辐射强度与其表面的绝对温度的四次方成正比。E=T4（式中，=5.6710-8 w/(m2 K4)，Stefan-Boltzmann常数）物体温度愈高，其放射能力越强。2、维恩 Wien位移定律 绝对黑体的放射能力最大值对应的波长（m）与其本身的绝对温度成反比，即m=C/T 或m T=C（维恩位移定律）m T=2897微米开 表明，物体温度越高，放射能量最大值的波长越短。最大辐射波长由长波向短波方向位移。凡是高温物体，其放射能力最大值的波长为短波，如太阳辐射；凡是低温物体，其放射能力最大值的波长多为长波，如人、地面辐射和大气辐射。3、基尔荷夫定律 当热量平衡时，物体对某一波长的放射能力与物体对该波长的吸收率的比值只是温度与波长的函数，而与物体的其他性质无关。eT/aT=ET(e T表示物体对某一波长的放射能力;aT表示物体对某一波长的吸收率；ET表示温度与波长的函数)克希荷夫定律的推论:1、对于不同性质的物体，当它的放射能力较强时，其吸收能力也较强，反之亦然。黑体的吸收能力最强，因此它也是最强的放射体。2、对于同一物体，如果某一温度时放射某一波长的辐射，那么在同一温度下，它也吸收这一波长的辐射。太阳常数:在大气上界，当太阳位于日地平均距离时，垂直于太阳光线的单位面积上，在单位时间内所获得的太阳辐射能量。太阳高度角(太阳高度):指太阳光与地面的夹角。正午太阳高度随季节而变化：正午太阳高度季节变化规律：正午太阳高度夏季比冬季大；同一地点夏季杆影比冬季长。春夏秋冬四季的交替 1、当太阳直射北回归线，即夏至日，北半球各地，太阳高度角最大，受太阳照射时间最长，受热最多。2、过了夏至日，太阳直射点南移，太阳高度角变小，昼长变短，北半球受热开始减少。3、到了秋分日，太阳直射赤道，南北半球各地昼长等长。4、秋分后，太阳直射点移向南半球，北半球各地的太阳高度角一致减少，昼长继续缩短。5、到了冬至日，太阳直射南回归线，对北半球各地而言，太阳高度角最小，昼长最短，受热最少。6、冬至后，太阳直射点逐渐北移，北半球各地的太阳高度角又逐渐增大，昼长逐步变长。受热增多。7、如此反复，就形成了春夏秋冬四季的交替。大气对太阳辐射的削弱作用：表现在大气对太阳辐射的吸收、反射与散射。纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少。影响因素：大气路径长短和大气透明程度。天空散射辐射强度：是阳光被大气散射后，单位时间内以散射的形式到达地表单位水平面积上得太阳辐射能，也称散射辐射。地面辐射：地面昼夜不停的向外放射辐射能。是低层大气的主要热源。大气辐射：大气向外的辐射。大气逆辐射：大气辐射投向地面部分称为大气逆辐射。温室效应：大气能透过短波辐射，吸收地面长波辐射使其不易逸出大气并以逆辐射形式返回地面部分能量，对地面有保温作用。称为温室效应。大气阳伞效应：大气中微尘和二氧化碳的增加，犹如在阳光下撑了一把伞，减弱了到达地面的太阳辐射，对地面有降温作用的现象。地面有效辐射：地面辐射减去大气逆辐射，称为地面有效辐射。地面辐射差额变化：白天，地面吸收的太阳总辐射值经常超过地面有效辐射值，地面辐射差额为正值，由于白天是太阳短波辐射起主导作用，所以地面辐射差额的变化与太阳直接辐射的变化趋势是一致的，即靠近正午时达到最大值。夜间地面没有太阳辐射，地面辐射经常超过它所吸收的大气逆辐射，地面辐射差额为负值，因而夜间地面温度和邻近地面的大气温度都使降低的。光照度影响植物的生长发育 1）强光下使苗木茎粗、低矮、节间缩短，促进根系生长。2）光照度不同会使园林树木产生偏冠现象。3）适当的弱光有利于植物的营养生长，而较强的光照有利于植物繁殖器官的发育。光照度影响植物产品品质 1光照度影响叶色 2 光照度影响果实着色 3 光照度影响产品的营养成分 光周期现象：植物对昼夜长短的反应。光周期现象影响着植物的开花结实、落叶、休眠以及地下块根块茎等贮藏器官的形成。光周期理论在农生产中的应用 1.光照时间与植物引种 1）纬度相近或同纬度地区之间引种容易成功。2）短日照植物北种南引，生育期缩短，应引晚熟品种，南种北引则相反。3）长日照植物北种南引生育期延迟，应引早熟品种，南种北引则相反。长日照植物有“温抵偿现象。”短日照植物有“光温叠加现象。”2.调节植物开花时间 遮光可提早短日照花卉开花、延迟长日照花卉开花。菊花。3.改变植物休眠与促进植物生长 长日照条件能促进多年生植物的萌动生长，短日照条件则引起植物落叶及休眠。植物光能的利用率：植物光合产物中贮存的能量占其所得到能量的百分率，称为植物的光能利用率。提高植物光能利用率的途径 1 合理密植 2 选育光能利用率高的品种 3 生长季的太阳光能（采用间作、套种、复种、立体栽培、育苗移栽、地膜覆盖等。充分利用生长季，提高光能利用率。）4 提高光合强度（1人工补充光照 2调节温度 3 改善 CO2的供应条件 4 降低光呼吸）5 加强田间管理 第三章 温度 土壤的热性质：是指土壤在热学方面所具有的特性，包括热容量、导热率和导温率。土壤热容量：单位质量（重量）或容积的土壤每升高（或降低）1所需要（或放出的）的热量，被称为土壤热容量。导热率：导热性大小用导热率（）表示，即在单位厚度（1cm）土层，温差为 1时，每秒钟经单位断面（1cm2）通过的热量焦耳数。其单位是 J/（cm2s）。导温率：土壤导热系数或热扩散系数，指在标准状况下，在土层垂直方向上每厘米距离内有 1K的温度梯度，每秒流入 1cm2土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化。热量收支方式：1.辐射热交换 2.传导热交换 3.流体运动热交换（对流、平流与乱流）4.潜热交换 活动面：凡是辐射能、热能和水分交换最活跃，从而能调节邻近气层(或土层)的辐射收支、温度高低或湿度大小的物质面，都称为活动面，又称作用面。活动层：指能够调节自身内部及相邻其他物质层的辐射、热量、水分分布的物质层。土壤收支平衡表示式：0=Q=uR PBLE（S-单位时间内土壤实际获得或失掉的热量；R-辐射差额 P-土壤与大气层之间的湍流交换量 LE-水相变化时地表得失的热量 B 土面与土壤下层的之间的热交换量。Q土表热量的收入、支出量）白天：R-P-B-LE=Q；夜间：-R+P+B+LE=-Q 较差：指一定周期内，最高温度与最低温度之差。土壤垂直分布的类型：一天中分为日射型、辐射型、上午转变型和傍晚转变型。一年中可分为放热型（冬季，相当于辐射型），受热型（夏季，相当于日射型）和过渡型春季和秋季，相当于上午转变型和傍晚转变型）。影响因素：纬度、坡向、坡度、海拔高度、土壤因素、地面覆盖、天气条件 水体温度变化特点 时间变化：日变化：水面最高温度出现在午后 1516h，最低温度出现在日出后的 23h内。年变化：水面最高温度一般出现在 8 月，最低温度则出现在 23 月。日、年较差：均小于陆地。位相：一年中最高温度和最低温度出现的时间，大约每深入 60落后一个月。垂直变化 夏季：水表层趋于等温分布。在等温层以下有一个跃变层。跃变层以下是等温层。冬季：水温的垂直分布几乎呈等温状态。当水面温度降到 4以下时，表层冷水不再下沉，使水面以下的水温在 4左右。气温的非周期性变化：气温变化的幅度和时间没有一定的周期，视气流的冷暖性质和运动状况而不同。空气温度的水平分布：1.等温线大部分趋向于接近东西向排列，赤道地区气温高，向两级逐渐降低。2.冬季北半球的等温线在大陆上大致凸向赤道，在海洋上大致凸向基地，而夏季相反。3.最高温度带并不位于赤道上，而是冬季在510N处,夏季移到 20N左右。4.赤道附近的气温年变化很小，随着纬度的增加，年变化幅度也增大。5.世界绝对最低气温出现在南极，为-90；绝对最高气温出现在索马里境内，为63。绝热过程：在气象上，将任一气块与外界之间无热量交换时的状态变化过程，称为绝热过程。干绝热直减率（d）：在大气静力平衡的条件下，干空气和未饱和的湿空气因作干绝热升降运动而引起气块温度随高度的变化率，称之为干绝热直减率。湿绝热直减率（m）：湿绝热过程中的温度变化率。（m不是常数，它是气压和温度的函数，随着气压的减小、温度的升高而减小。）空气稳定度的判别标准 对于未饱和空气：d 不稳定；=d 中性；m 不稳定；=m 中性；m 稳定。推论：1.愈大，大气愈不稳定；愈小，大气愈稳定。如果很小，甚至等于零（等温）或小于零（逆温），那将是对流发展的障碍。所以习惯上常将逆温、等温以及很小的气层称为阻挡层。2.当m时，不论空气是否达到饱和，大气总是处于稳定状态的，因而称为绝对稳定；当d时则相反，因而称为绝对不稳定。3.当dm时，对于作垂直运动的饱和空气来说，大气是处于不稳定状态的；对于作垂直运动的未饱和空气来说，大气又是处于稳定状态的。这种情况称为条件性不稳定状态。三基点温度：最低温度、最适温度、最高温度 农业界限温度：0：土壤冻结或解冻的标志。5：喜凉植物开始生长的标志。10：喜温植物开始播种或停止生长的标志。15：大于 15期间为喜温植物的活跃生长期。20：热带植物开始生长的标志。积温：一定时期积累的温度，即一定时期温度的总和。植物生长发育期间的活动温度的总和，叫活动积温。生育期内的有效温度积累的总和叫有效积温。逆温：是指在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直减率为负值的现象。逆温按其形成原因，可分为辐射逆温、平流逆温、湍流逆温、下沉逆温等类型。逆温在农业生产上的意义：1 寒冷季节能避免辐射型冻害；2 熏烟防霜时，由于逆温的存在，使烟雾正好弥散在贴地层，保温效果好。3 在防治病虫害时，利用清晨的逆温，能使药剂均匀地落在植株上。光温综合作用对作物引种的影响：短日照植物：北种南引，生育期缩短，应引晚熟品种，南种北引则相反。长日照植物：北种南引，生育期延迟，应引早熟品种，南种北引则相反。第四章 大气中的水分 大气湿度：大气中水分含量的多少，称为湿度，即空气的干湿程度。空气湿度的表示方法：1.水汽压（大气中水汽部分的分压力，空气中水汽含量越多，水汽压越大）2.绝对湿度（单位体积湿空气所含有得水汽质量，又称水汽密度。）3.饱和水汽压（一定体积空气在一定温度条件下所能容纳的最大水汽量所具有的压力。饱和水汽压随温度的升高而增大。）4.相对湿度（空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比的百分数）5.饱和差（在一定温度下，饱和水汽压与空气中实际水汽压之差。饱和差越大，空气中水汽含量越少。）6、露点（指空气中水汽含量不变，气压保持一定时，气温下降到使空气达到饱和时的温度。用 Td 表示。在饱和空气中，TTd 0；而在未饱和空气中，则 TTd 0。TTd 差值越大，相对湿度越小，反之相对湿度越大。气温降到露点，是水汽凝结的必要条件。）比湿：在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气的总质量的比值称为比湿。空气中水的凝结必须具备两个条件：空气要达到饱和或过饱和状态；要有凝结核。空气达到饱和或过饱和的途径：增加空气水汽含量，如暖水面的蒸发；降低气温，大气中水的凝结主要由于空气冷却而产生（绝热冷却：云、雨产生的主要方式；辐射冷却和平流冷却：雾、露、霜等产生的主要方式）。凝结核：指具有吸湿性、可作为水汽凝结核心的微粒。其含量随高度递减；陆地多海洋少；城市多乡村少，工业区最多。1、地面凝结现象（露和霜、雾凇和雨凇）露：如果露点温度高于 0，水汽凝结为液态，称为露；霜：如果露点温度低于 0，水汽凝结为固态，称为霜；霜冻：是指温度下降到足以引起农作物受害或死亡的低温。露和霜的形成条件：近地面层空气湿度要大；有利于辐射冷却的天气条件；地面或地物热传导不良。2、近地气层中的凝结物（雾）雾：指漂浮在近地面层、由水汽凝结（凝华）而成的小水滴或小冰晶构成的可见集合体。当能见度小于 1 km 称为雾；1 10 km 的称为轻雾。雾的类型：最常见的是辐射雾和平流雾，还有蒸气雾、上坡雾和锋面雾。3、自由大气中的凝结物（云）云：指高悬于空中、由水汽凝结（凝华）而成的小水滴或小冰晶构成的可见集合体。云是气块上升过程绝热冷却降温，使水汽达到饱和或过饱和发生凝结而成。云的成因：1 对流运动主要形成积状云；2 系统性上升运动主要形成层状云；3 波状运动主要形成波状云；4 地形作用比较复杂，可以形成各种云。云的分类：低云（由水滴组成，云底平坦，垂直向上发展，常常产生大量降水及阵性降水）中云（由水滴和冰晶组成，可降水或变雨层云）高云（由 冰晶组成，一般不产生降水）积状云：暖而有福利的空气在条件性不稳定的环境中局促上升而形式的云。特点是垂直发展强盛，云块称孤立分散状，底部平坦，顶部凸起。层状云：稳定空气被强迫抬升可形成。外观呈比较均匀地布满全天的层状云幕，范围广、抬升速度小、持续时间长。波状云：由于大气波动式运动而形成，云顶扁平。降水水分条件：指降水量与实际蒸发量之差。降水量蒸发量时，气候湿润；降水量蒸发量时，气候干燥。降水的形成：降水从云中来，但有云未必有降水。形成降水的关键，是云滴迅速增大到能克服空气阻力和上升气流的顶托，并在降落过程中不被蒸发掉。水分子凝结（凝华）增长与碰并增长。在云滴增长过程中，上述两种过程共同作用，初期以凝结（凝华）增长为主，后期则以碰并增长为主。冷云与暖云的云滴增长。人工降水：根据自然界降水的原理，利用催化剂，促使云滴迅速凝结或碰并增大形成雨滴,达到降水的方法。冷云催化：人工增加冰晶，产生冰晶效应。方法：干冰（降温自生冰晶）；人工冰核（碘化银、氯化汞等）；暖云催化：提供大水滴，促进凝结、碰并增长。方法：氯化钠、氯化钾等吸湿性物质.第五章 气压与风 等压线：在海拔高度相同的平面上，气压相等的各点的连线。等压面：空间气压相等的各点组成的面。作用与空气的力：1.水平气压梯度力 2.水平地转偏向力 3.惯性离心力 4.摩擦力 如何考虑作用在运动空气上的力？1 首先考虑水平气压梯度力。2 纬度较小的地区（赤道）不考虑地转偏向力。3 当空气做直线运动时，不考虑惯性离心力。4 近地面空气运动时，一般不考虑内摩擦力。地转风：自由大气中空气作等速直线的水平运动（是气压梯度力和地转偏向力达到平衡时的风）梯度风：在自由大气中，当空气质点作曲线运动时，除了受气压梯度力和地转偏向力的作用外，还受惯性离心力的作用，当这三个力达到平衡时，产生梯度风。白贝罗定律：在北半球，人背风而立，低压在左，高压在右。南半球相反。第六章 大气环流 大气环流：是指大范围的大气运动状态及其随时空的变化过程，是大范围的大气层内具有一定稳定性的各种气流运动的综合现象。单圈环流的模式 在赤道和极地之间构成了南北向一个闭合环流圈，称为单圈环流 高低纬间热量差异 单圈环流 在北半球地面上，低纬度刮东北风，到中纬度刮西风，再向北则是西北风；南半球地面上，低纬度是东南风，中纬度是南风，高纬度是西南风。三圈环流（反应大气环流的基本情况）在赤道和极地之间构成了南北向三个闭合环流圈，称为三圈环流；由太阳辐射差异引起的赤道和两极之间的温差是引起和维持大气环流的根本原因，地球自转运动产生地转偏向力使赤道和两极间温差所引起的径向环流变成纬向环流；大气环流的基本形式是以纬向环流为主。季风概念 大范围地区的盛行风随季节而有显着改变的现象，称为季风 季风的形成原因 1 海陆性质不同形成的差异 2.行星热源的分布和极冰的作用 3.赤道辐合带 4.行星风带。大气运动的能量来源是：太阳辐射。大气水平运动的直接原因是：气压差异。大气运动的根本原因是：地面冷热不均。海陆风（出现在沿海地区或岛屿上）以一天为周期而转换风向的风系 成因：海陆昼夜热力差异。白天 近地面气流：海洋-陆地 海风。夜间 近地面气流：陆地-海洋 陆风 海陆风对沿海地区的天气和气候有着明显的影响：白天，海风携带着海洋水汽输向大陆沿岸，使沿海地区多雾多低云，降水量增多，同时还调节了沿海地区的温度，使夏季不致过于炎热，冬季不过于寒冷。夜间，陆地降温快而海面降温慢，海面气温高于陆地于是产生于白天相反的热力环流，下层风自陆地吹向海洋成为陆风。山谷风 以一日为周期而转换风向的风系 在山区，白天从谷地吹向山坡、夜间从山坡吹向谷地，以一日为周期的周期性风系，称为山谷风（见下图）。白天，因为山坡上的空气比同高度的自由大气增温强烈，空气从谷地沿坡向上爬升，形成谷风；夜间由于山坡辐射冷却，冷空气沿坡下滑，从山坡流入谷地，形成山风。白天 近地面气流：山谷-山坡 谷风（上坡风）。夜间 近地面气流：山坡-山谷 山风（下坡风）焚 风 过山后的空气温度比山前同高度上空气的温度要高得多，湿度也小得多，形成了沿着背风坡向下吹的既热且干的风，称为焚风。利弊：有利的方面：1、初春促使积雪消融。2、夏末促使粮食和水果早熟 不利的方面：强大的焚风易造成北方小麦空瘪粒现象，在林区易造成森林火灾。风压定律：北半球：近地面背风而立，高压在右后方，低压在左前方。迎风而立，高压在左前方，低压在右后方。第七章 天气系统与天气预报 天气系统:显示大气中天气变化及其分布的独立系统。如冷高压、锋面气旋、副热带高压和台风等系统。气团的概念:是指气象要素水平分布比较均匀，垂直分布基本一致的大范围的空气团 形成条件：大范围性质比较均匀的下垫面；要有合适的环流条件 变形过程与形成过程类似，也是通过辐射，湍流，对流，蒸发和凝结过程与新的下垫面之间进行热量和水分交换来实现的。气团的变性：随着大气环流条件的变化，气团离开源地移动到与源地性质不同的新的下垫面上时，通过与下垫面之间进行的热量和水分的交换，从而使得气团原来的物理属性逐渐发生改变，这种气团的物理属性的变化称之为气团的变性。气团变性的快慢和程度大小取决于：1 气团所经下垫面与空气源地下垫面性质差异程度；2 气团离开源地时间长短；3 大气运动的状况 我国境内的气团活动及其天气特征（春夏秋冬有哪些气团）春季，西伯利亚气团和热带太平洋气团分据南北，势力相当；夏季，主要有热带海洋气团，热带大陆气团，极地大陆气团和赤道气团。热带太平洋气团带来丰富水汽；秋季，西伯利亚气团占主要地位，热带太平洋气团逐渐减弱，冷暖气团交替造成秋雨，雨后天气变凉；冬季，主要有极地大陆气团（西伯利亚气团）为主，热带海洋气团，北极气团。热带海洋气团与极地大陆气团相遇在冷暖气团交界处形成阴沉多雨天气，北极气团南下入侵我国造成强寒潮天气。锋的概念：两个性质不同的气团相遇时，它们中间就有一个过渡区域，当这个过渡区域相当狭小时，就叫做锋 锋面:冷暖气团的交界面叫锋面，亦称锋区。锋面类型及特点 类型 冷锋；暖锋；准静止锋；锢囚锋(1)冷锋概念：是冷气团主动向暖气团移动(2)冷锋天气 冷锋过境前:温暖、晴朗 冷锋过境时:阴天、下雨、刮风、降温等天气现象 冷锋过境后:气压升高,气温和湿度骤降,天气转晴(3)暖锋概念：是暖气团主动向冷气团移动(4)暖锋天气 暖锋过境前:低温、潮湿 暖锋过境时:云层加厚、连续性降水 暖锋过境后:气温升高、气压下降、雨过天晴 冷锋与暖锋间的比较 暖气团上升状况 冷锋 被迫抬升；暖锋 主动爬升 过境时 冷锋常出现刮风下雨阴天等天气现象；暖锋产生云、雨（连续性降水）等天气现象 过境后 冷锋气压升高，气温和湿度骤降，天气转晴；暖锋气温上升，气压 下降，天气转晴 雨区位置 冷锋 锋 后；暖锋 锋前 低压、高压是对天气系统气压状况的描述，气旋、反气旋是对天气系统气流状况的描述。气旋：在同一高度上中心气压比周围低，占有三度空间的大尺度涡旋 反气旋：在同一高度上中心气压比周围高，占有三度空间的大尺度涡旋 一、低压（气旋）北半球的气旋：逆时针辐合-上 升-云雨天气 南半球的气旋：顺时针辐合-上 升-云雨天气白雪歌送武判官归京 唐 岑参（冷锋）二、高压（反气旋）北半球的反气旋：晴朗天气-下 沉-顺时针辐散 南半球的反气旋：晴朗天气-下 沉-逆时针辐散 锋面气旋：地面气旋一般与锋面联系在一起，称为锋面气旋。天气过程：各种天气系统相互配合，随着时间和空间变化的过程 寒潮：由强冷空气迅速入侵所造成的大范围剧烈降温，并伴有大风、雨雪、冻害等现象的冷空气过程。寒潮是一种冷高压。一般出现在冬半年。1.我们通常所说的冷空气就是寒潮吗？答：我们通常说的寒潮是强冷空气，弱冷空气不能算是寒潮。寒潮主要影响我国哪些省区？主要发生在什么季节？除西藏、云南、台湾和海南省外，其余省区市均受寒潮影响。秋冬两季。寒潮发生的成因：寒潮的形成是由于冬季冷气团在西伯利亚不断堆积加强，当成为强大的冷高压后，与南方的低压形成气压梯度。影响我国寒潮主要途径 东路寒潮；中路寒潮；西路寒潮；（东路和西路）台风：形成在热带和副热带海面温度在 26以上的广阔海面上，是一种 强烈发展的热带气旋。台风带来的强风雨能在一定的程度上缓解华南和华东等地的“伏旱”，暂时消除酷暑。台风的结构 1、外螺旋云带；2、内螺旋云带；3、云墙区；4、风眼区 台风内部气象要素分布特点 1、温度分布：越向内越高，内、外螺旋云带区，温度向内升高不太剧烈，而在云墙区和台风眼区，温度升高最剧烈，其中云墙区内源温度最高。2、气压分布：越向内越低，并且在云墙区内升降幅度最大。3、最大风速：一般出现在云墙区的外缘。台风主要影响我国的哪些地区呢？台风主要影响我国的东南沿海地区 主要发生在什么季节？夏秋季节 台风的危害：狂风、特大暴雨、风暴潮，易产生洪涝、海啸，破坏农业及交通通信设施。台风的防御措施：加强气象卫星的监测与预报、发布台风预报或警报。台风降水主要来自四方面：1 台风眼区周围云墙区的降水；2 云墙外围螺旋云带的降水；3 台风与其他天气系统相互作用产生的降水；4 与台风相联系的热带云团形成的降水 第八章 气象灾害及其防御 气象灾害的特点 种类多；范围广；频率高；灾情重；持续时间长；群发性；连锁反应 低温害：包括寒潮，冷害，冻害，霜冻等 我国主要气象灾害的空间分布东北地区：暴雨洪涝、低温冻害。华北地区：干旱、暴雨洪涝。长江中下游地区：暴雨洪涝、伏旱、台风。西北地区：干旱、冰雹、暴雨。华南地区：暴雨、干旱、冰雹、台风、低温冻害。西南地区：暴雨、干旱、冰雹、台风、低温冻害 一、冷害与植物抗冷性 冷害引起的生理生化变化 1、细胞膜系统受损；2、根系吸收能力下降；3、光合作用减弱；4、呼吸代谢失调；5、物质代谢失调 二、冻害与植物抗冻性 冻害机理 1 结冰伤害 细胞外结冰（图 11.3）脱水-机械-融冰伤害；细胞内结；蛋白质伤害的 SH基学说；膜伤害学说（二）植物对冻害的抗性 避冻性：降低含水量；合成大量可溶性物质降低冰点；通过过冷避免结冰。耐冻性：呼吸变慢，代谢减弱，进入休眠；合成保护性物质 霜冻:在植物生长季内由于土壤表面,植物表面及近地气层的温度降到 0以下,引起植物遭受冻害或者死亡的现象 霜冻的三种预测方法 1 露点法 21：00 时露点温度在 2 摄氏度以下，天气晴朗无云。2 地面温度曲线法 在北方某一时期内的一定天气类型下，夜间地面温度下降的速度很接近，日落时地面温度与夜间地面最低温度之差接近一个常数。3 米哈列夫斯基法 考虑了霜冻的到来与温度，湿度和云量的关系 M=t1（tt1）c M1=t1（tt1）2c M 预测的夜间最低气温；M1 预测的地表最低气温；t，13：00 时干球温度计的温度；t1，13：00 时湿球温度计温度；c 决定于空气相对湿度的系数 方法：所算数值2有霜冻;22有可能发生霜冻;2发生霜冻可能性极小 雹灾:从强对流云中降落到地面的冰雹,砸到农业植物,畜禽和农业设施造成损伤和破坏的过程.第九章 气候通论 气候系统概念:包括大气圈,水圈,陆地表面,冰雪圈在内的,能决定气候形成,气候分布和气候变化的统一物理系统.气候系统的四大属性:1 热力属性;2 动力属性表;3 水分属性;4 静力属性 气候形成的因子（太阳辐射；宇宙地球物理因子；下垫面；大气环流；人类活动）太阳辐射 气候形成的最根本原因；2 宇宙地球物理因子;3 下垫面;4 大气环流;5 人类活动 气候带概念:根据气象要素或气候因子带状性分布特征而划分的纬向地带,它是最大的气候区域单位.赤道气候带特点 南北纬 10 度之间的赤道无风带,本气候地内,温度在春秋分后各有一个高值点,冬夏至后各有一低值点,终年高温少变,年平均温度在 2530之间,温度年较差很小,一般在 5以下,植物生机终年不断植物分层应有尽有,年降水量一般在 10002000mm 或更多.副热带气候带特点 南北半球 25-35度之间,高温少雨,少植被,多沙漠.该气候带的气温年较差和日较差均较赤道气候带和热带气候带大,年降水大多在 1000mm 以下,有显着的年变化特征.极地气候带特点 南北半球 75-90度之间,以最热月 10等值线为其南界,在大陆上偏北,海洋上偏南.大陆性气候和海洋性气候特点 大陆性气候,夏季炎热冬季寒冷,春温高于秋温,1 月最冷,7 月最热,年、日温差较大;海洋性气候,冬暖夏凉,秋温高于春温,最冷月和最热月均落后大陆性气候一个月,年、日气温较差小 季风气候特点 风向具有明显的季节变化,夏季高温多雨,富有海洋性,冬季寒冷干燥,具有大陆性.典型的季风气候区在副热带和暖温带的大陆东岸,尤以亚洲东南部最为显着.城市气候特点：空气污染严重、日照弱;热岛效应;平均风速小，有热岛环流;雾多，降水多。中国气候四大特征 1.季风气候显着 2.湿度差异大 3.降水复杂化 4.大陆性强 物候概念:指植物在一年的生长中，随着气候的季节性变化而发生萌芽、抽枝、展叶、开花、结果及落叶、休眠等规律性变化的现象 物候生产上的六个应用 A 以物候划分季节，定农时；B 编制自然历预告农时；C 为充分利用气候资源提供依据；D 为防治病虫害提供依据；E为绿化大地服务；F监测大气污染 青藏高原在我国气候上的特殊 A自成独特的气候单位；B即阻碍印度洋暖气流深入内陆又阻碍极地大陆气团向南侵入印度 小气候的概念：由于下垫面性质不同，在小范围内形成一种与大气候不同特点的气候，通称小气候 小气候的特点：范围小；差别大；稳定性强 小气候形成的基本原理 1、活动层的辐射收支 2、土壤热交换 3、活动层的乱流交换 4、潜热交换 辐射是小气候形成的热力（能量）基础，乱流交换是小气候的形成的动力基础。农业小气候的概念：是指农业生物生活环境和农业生产活动环境内的气候 农田小气候的五大特征（一）农田中光的分布 光照强度由植株顶部向下递减 1.作物生长前期：光随高度分布差别不大；2.作物生长旺期：随高度增加，光照增强；3.作物生长后期：光随高度分布差别不大。（二）农田中温度的分布 最高、最低温度出现在植株高度 H的 2/3 处 1、旱地中温度的分布 作物生长前期和后期温度分布同裸地相似。2、水田中温度的分布 同旱地相比，水田中，由于紧贴水面的一薄层，白天蒸发耗热多，夜间冷却慢，所以温度分布情况相反：白天为辐射型分布，夜间为日射型分布。（三）农田中湿度的分布 1.农田中绝对湿度的分布主要取决于蒸发和蒸腾；2.相对湿度的分布与水汽含量和温度有关。四）农田中 CO2的分布 一般情况下，白天，从清晨至中午，由于作物光合作 用吸收了 CO2，使得在作物密集的高度上 CO2的浓度最低，午后可降至最接近地面的地方，这种变化在静风条件下尤为明显。夜间，从傍晚到清晨，由于作物的呼吸作用，释放 CO2，因此农田中 CO2的浓度由下向上不断递减。五）农田中风的分布 农田中的风随高度增加而增大 农业（耕作）措施的小气候效应 1、耕翻的气象效应 耕翻使土壤疏松，增加土壤透水性和透气性，提高土壤 的蓄水能力，对下层土壤有保墒效应；耕翻使土壤的热容量和导热率减小，削弱了上下层土壤间的热时交换，增加土壤表层温度的日较差；在低温季节，耕翻土层有降温效应，下层有增温效应；在高温季节，耕翻土层有升温效应，下层有降温效应。2 垄作的气象效应 垄作使土壤疏松，其小气候效应与耕翻相同；垄作增加了土壤表面与大气的接触面积，白天增加对太阳辐射的吸收面，热量在土壤表面，温度比平作高；夜间垄上的有效辐射大，垄温比平作温度低；垄作使土壤的蒸发面增大，上层土壤干燥疏松，下层土壤湿润；有利于排水防涝；有利于通风透光。3 镇压的气象效应 镇压可以减小土壤的透气性和透水性，增加土壤的毛管水量，加速土壤水分的蒸发。在土壤干燥时，镇压具有提墒作用；镇压增加了土壤的热容量和导热率，加强了上下层土壤间的热量交换，可减小土壤温度日较差；镇压地夜间表现为增温效应，白天表现为降温效应。