农业气象学课后思考题

农业气象学课后思考题

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。

混合物：干洁大气、水汽和气溶胶粒子。

2、干洁大气：不含水汽和气溶胶粒子的混合空气称为干洁大气。平均分子量：28.966左右。主要成分：氮气、氧气、氩气

B干洁大气对农业生产的影响：氮是大气中含量最多的气体，氮是地球上生命体的基本成本，以蛋白质的形式存在于有机体中。氧是大气中含

量次多的气体，氧气是维持人类及动植物生命极为重要的气体。大气中的臭氧是氧分子在太阳紫外辐射的作促进分解成氧原子(O2→O+O)，然后又和氧分子化合而成(O2+O→O3)。臭氧吸收的紫外线：杀灭细菌、防治佝偻病、促进植物细胞壁和纤维素的合成二氧化碳：大气中的二氧化碳来源：海洋及陆地上的有机体的腐烂、分解、动植物的呼吸作用、石油煤等化石燃料的燃烧二氧化氮多集中于大气底部20km的气层内、在低层大气中的含量，随时间和地点而不同一般夏季含量少、冬季多、白天少，夜间多、农村少，城市、工矿区多。

3、大气的垂直分层

大气在垂直方向上物理性质是不均匀，根据大气温度的垂直分布特性并考虑垂直方向上的大气运动情况，将大气层分为以下五层。

4、对流层的主要特点

?气温随高度增加而降低(每上升100m，气温约下降0.65)?空气具有强烈的对流运动和不规则的乱流运动?气象要素水平分布不均匀

5、大气污染源

（1）工业污染源

大气污染物的主要来源，且排放量大而集中烟尘和SO2排放量占全国排放总量的84%。（2）交通运输污染源

汽车、轮船、飞机等- 一氧化碳和氮氧化物它们的排放量占总排放量的一半以上。.

（3）农业污染源

o 农业生产过程中的农药、化肥等使用不当–大气产生污染，对农产品及产品质量也有不良影响。

o 家畜饲养所带来的污染物：粪尿本身及其分解产生的恶臭、氨、醛、酰、H2S及病原微生物等。

（4）生活污染源

家庭炉灶及取暖设备在燃烧过程中向大气排放的污染物质：烟尘、二氧化碳、二氧化硫

2. 大气污染对全球气候的影响

酸雨、温室效应、臭氧层遭破坏

a.酸雨：PH<5.6时的降雨。形成途径：二氧化硫在潮湿、污浊的空气中，被大气中的金属离子催化氧化成硫酸而形成酸

酸雨的危害:使河流、湖泊酸化、危害植物正常的生长发育、使土壤酸化，降低土壤土壤肥力、

严重腐蚀城市建筑物、桥梁、机器等

b. 温室效应

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，从而对地面起保暖增温作用。?引起温室效应的气体称为温室气体。有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氟里昂、水汽等。c. 臭氧层遭破坏

影响臭氧层的化学反应物大约有一万种。氟利昂破坏性最严重，氮氧化物（NO、NO2）也能和臭氧发生反应，使臭氧分

第二章辐射．

1.名词解释

(1)辐射：自然界中的一切物体，只要它的绝对温度在零度以上，都要以电磁波的形势向外放射能量，这种放射能量的方式称为辐射

(2)辐射通量密度：单位时间、单位面积上发射或吸收的辐射能

(3)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。

(4)太阳高度角：太阳平行光线与水平面之间的夹角

(5)光合有效辐射：太阳辐射中对植物光合作用有

效的光谱成分称光合有效辐射。

(6)光照时间：可照时数与曙暮光的总和。

(7)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，垂直于太阳光线每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数。

(8)光饱和点：

(9) 直接辐射：是以平行光线的形式直接投射到地面，称之为太阳直接辐射。

(10)散射辐射：二是经过质点散射后，自天空各个方向投射到地面上的，称为散射辐射。(11)地面净辐射：单位时间、单位面积地表面吸收的太阳总辐射和大气逆辐射与本身发射的辐射之差称为地面净辐射

2．什么叫做大气质量数和大气透明度? 它们各有什么特点？

大气质量数(m)是，用以表示太阳穿过大气的路程。不同的太阳高度角，太阳经过的大气质量数不同。特点：不同的太阳高度角，经过的大气质量数不同。M值的大小代表太阳倾斜入射时的大气光学路程对垂直入射时光学路程的倍数。大气透明度是指透过一个大气质量数后的辐射强度与透过前的辐射强度之比。特点：大气透明度是用透明系数α表示。大气透明度与大气中的水汽、尘埃等有关。这些物质越多，大气透明度越差，透明系数越小。

3．基尔霍夫定律及其意义？

基尔霍夫(Kirchhoff)定律：在一定温度下，物体的辐射能力与吸收率之间关系的定律。及对不同物体辐射能力强的吸收能力也强，反之亦然。意义：它把物体的反射和辐射联系在一起了，即只要知道物体的发射率就知道物体的吸收率，反之亦然。

4．在引种工作中怎样考虑作物对日照长短的要求？

a. 纬度相近地区之间，因光照时间相近，引种成功可能性大。

b. 对短日照植物南种北引：由于北方生长季

内日照时间长，将使作物生育期延长。

北种南引：由于南方春夏生长季内日照时间较短，使作物加速发育，缩短生育期。

c. 对长日照植物北中南引：由于日照时间短，将延迟发育与成熟。南种北引：由于日照时间长，将缩短生育期。

5．太阳辐射在通过大气时，受到哪些减弱作用？减弱的程度同哪些因子有关？

大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射作用，使投射到大气上界的太阳辐射不能全部到达地表面。反射作用最为重要，尤其是云层的反射作用最明显。其次为散射作用，吸收作用最小。6．什么叫地面长波辐射？低层空气增热的主要原因是什么？

地面在吸收太阳辐射的同时，又按其本身的温度向外放出的长波辐射，称为地面辐射。部分能量通过湍流交换方式传递给大气，部分能量通过地面、水面、植被等下垫面水分蒸发蒸腾作用，以潜热的方式传给大气。

7．太阳辐射光谱各成分对植物有何影响？

>1.00 微米：被植物吸收转化为热量。1.00-0.72 微米：对植物起伸长作用，0.78-0.80 微米（远

红外）：植物光周期及种子形成有重要作用。

0.72-0.61 微米（红光、橙色）：被叶绿素强烈吸收。0.61-0.51 微米（绿光）：表现低光合作用。

0.51-0.40 微米（篮紫光）：被叶绿体和黄色素较强烈地吸收，表现为次强光合作用。0.40-0.32 微米（紫外光）：成型和着色作用。0.32-0.28 微米（紫外线）：对植物有害。<0.28 微米（远紫外）：可立刻杀死植物。

8．试述地面能量平衡公式及其公式中各项的意义。Rn=H+LE+G

■部分能量通过湍流交换方式传递给大气。(H, Sensible heat) ■部分能量通过地面、水面、植被等下垫面的水分蒸发、蒸腾作用，以潜热方式传给大气。(LE, Latent heat)

■部分能量通过分子传导方式传递给土壤。（G, Soil heat flux）

9．提高光能利用率的主要途径是什么？

（1）改革种植制度与方法：间套复种、行向、行距等的调整

（2）改进栽培管理措施

（3）选育优良品种

（4）改造自然与充分利用地区的光能资源

第三章温度

一、名词解释

（1、热容量（Heat capacity):表示某物体温度升高或降低1℃所需吸收或放出的热量。用C表示，单位为J/℃。

（2、导热率

（3）、热导率：当温度垂直梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量。用λ表示，单位为J/(℃·m·s)

（4）、热扩散率：单位容积的物质，通过热传导，由铅直方向流入（或流出）λ(单位为J)的热量后，温度升高（或降低）的数值

（5）气温日较差：在一天中空气温度有一个最高值和一个最低值，两者之差为气温日较差。（6）土壤温度日较差：一天中土壤温度最高值和最低值之差，称为土壤温度日较差。

（7）三基点温度：对于作物的整个生命过程来说都有三个基点温度最适温度、最低温度、最高温度。

（8）农业界限温度：具有普遍意义的，标志某些重要的物候现象或农事活动的开始、终止或转折的温度叫农业界限温度。

（9）非绝热变化：空气与外界有热量交换，使空气内能发生变化这种变化叫做非绝热变化。（10）绝热变化：空气与外界没有热量交换，只是由于外界压力变化使空气膨胀或压缩，也会引起内能的变化。这种与外界未发生热量交换而引起的变化，称为绝热变化

（11）大气稳定度:空气块受到垂直方向扰动后，大气层结(温度和湿度的垂直分布)使该空气团具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度，称为大气稳定度。

（12）日、年恒温层

(13)活动积温：高于生长下限温度(B)的日平均温度(ti)为活动温度。活动温度的总和称活动积温。当ti

14)有效积温：有效温度是指日平均温度(ti)与生长下限温度(B)的之差。有效温度的总和称有效积温。当ti

二．土壤的热特性有哪些？它们是怎样影响土壤温度的变化？

1.热容量、描述土壤热容量的物理量有三种：热容量、质量热容量和定容热容量

2.热导率当物体不同部位之间存在温差时，就会

产生热能的传递，热流的方向总是由高温指向低温。物体传递热量的能力用热导率来表示。3.热扩散率：热扩散率是指在一定的热量得失情况下，土壤温度变化快慢的一个物理量

热扩散率直接决定着温度传播的速度，因此，影响土壤温度的铅直分布、最高、最低温度出现的时间

三、为什么高纬度地区土壤温度的年变化较低纬度地区大？

因为太阳的年辐射变化随维度的增高而增大。四．影响地温、气温日较差的因素？

影响土壤温度日较差的因素

（1）太阳高度：是影响土壤温度日变最主要和最基本的因子。正午时刻太阳高度角大的季节和地区，一日内太阳辐射日变化大,因而土壤温度日较差就大。

（2）土壤热特性：热导率大的土壤，当土壤表面获得热量时，有较多的热量传向深层;当土壤表层冷却时，又有较多的热量自深层传至表层,因而土表日较差小。

（3）土壤颜色：深色土壤表面日较差比浅色土壤日较差大。<土壤反射率有关>

（4）地形：与平地或凹地相比，凸起地由于通风良好，乱流交换旺盛，白天温度

不易升高，夜间温度不易降低，因而凸起地的日较差小。

（5）天气：与晴天相比，因为阴天的云层能消弱太阳辐射，白天使地面增温少，

而夜间又减少了地面的长波辐射，因而阴天的日较差小。

影响气温日较差的因素

（1）纬度：气温日较差主要决定于正午的太阳高度角，而正午的太阳高度角是随纬度的升高而减小的。因此，气温日较差是随纬度的升高而减小。

2.季节：夏季日较差大于冬季。中高纬度地区，春季日较差最大。< 气温日较差不仅与白天的最高温度值有关，还取决于夜间的最低温度

3. 地形：低凹地的气温日较差大于凸地的气温日交差。

4. 下垫面性质：陆地日较差大于海洋；沙土、深色土、干松土壤的日交差大于粘土、浅色土和潮湿紧密地土。

（5.）天气：晴天日较差大于阴雨天的日较差；

大风天的日较差较小。

5．在正常天气情况下，土壤最高温度出现在正午后，而不是在辐射最强的正午，说明其原因？6．逆温层是怎样形成的？在农业生产实践中怎样利用逆温？一定条件下对流层中温度随高度的增加而增加的现象叫做逆温。出现逆温的气层叫做逆温层。形成原因有:辐射逆温、平流逆温、下沉逆温、锋面逆温。

辐射逆温：由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温，称为辐射逆温。在晴朗无云或少云的夜晚，地面因强烈的有效辐射而很快冷却，使贴近地面的气层也随之降温。

平流逆温：当暖空气平流到冷的地面或冷的水面上时，由于近地面气层的空气受冷的地面的影响大，降温较多；而上层空气受地面影响小，降温也较少。

逆温现象在农业生产中的应用

■有霜冻的夜晚，往往有逆温存在，气层处于最稳定状态。此时燃烧干草、化学物质等，这些物质的燃烧所形成的烟雾会被逆温层阻挡而弥漫在贴地气层，使大气逆辐射增加，防霜冻效果好。

■喷洒农药时，为使农药能均匀地洒落在植株上，也往往利用清晨的逆温层，使药剂不能向上乱飞。

■在寒冷季节需要凉晒一些农产品时，为避免地面温度过低受冻，可将晾晒的东西置于一定高度之上。〈一般2m高度处的气温比地面温度高3-5℃〉

7．什么叫绝热变化？怎样利用绝热直减率来判断大气的稳定度？

大气稳定度的判断

当该空气块(团)受到外力作用，作垂直运动时，只要它本身的绝热直减率(d或m)与周围空气的温度垂直梯度不一致，那么它到达新的高度时其温度与周围空气的温度就不相同。

导致该空气团(块)的密度与周围空气密度的不相同。最终产生向上或向下的力。

当空气块的重力小于浮力时，空气块向上运动。当空气块的重力大于浮力时，空气块向下运动。当空气块的重力等于浮力时，空气块不运动。

8.试述积温在农业中的应用及其局限性。

积温在农业生产中的应用

(1) 积温是作物或品种特性的重要标志之一，通

过分析引进或推广地区的温度条件能否满足作物生育所要求的积温，为作物引种服务，以避免引种或推广的盲目性。

(2) 积温可作为物候期、收获期、病虫害发生时期的预报的重要依据。

(3) 积温是热量资源的主要标志之一根据积温多少，确定某作物在某地种植能否正常成熟，预计能否优质、高产。

水分

思考题

一、名词解释：

（1)、水汽压: 空气中的水汽所产生的分压力叫水汽压。

1．实际水汽压：未饱和空气的水汽压称实际水汽压，用ea表示

2．饱和水汽压：空气中水汽达到饱和状态时的水汽压称为饱和水汽压。

3．饱和差：饱和水汽压与实际水汽压的差值称为饱和差。

4．露点温度：当空气中水汽含量一定时，在压力不变的情况下，降低温度，使空气达到饱和时

的温度，称为露点温度。

5．相对湿度：空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的比值。

6．绝对湿度：单位体积空气中所含的水汽质量称为绝对湿度或水汽密度。

7．蒸腾系数：植物形成单位重量干物质时所消耗的蒸腾水量，用KT表示。

8．农田蒸散：植物蒸腾与植被下土壤蒸发的综合过程，称为农田蒸散。

9．可能蒸散：在一个平坦开阔的地表，其上生长有旺盛且能完全覆盖地面的绿色矮小植物在无热平流干扰且永远有充足供水条件下的农田蒸散。

10．作物水分临界期：作物对水份最敏感的时期称为水分临界期

二、怎样计算绝对湿度（水汽密度）？

三、影响水面蒸发快慢的因素有哪些？

（1）水源水源是蒸发的根源。水面、雪面、冰面、潮湿土壤和植被是蒸发的基本条件。（2）热源蒸发速度取决于热量供给。

（3）饱和差蒸发速度与饱和差成正比，饱和差越大蒸发速度越快。

（4）风速与湍流扩散

（5）溶质浓度蒸发速度与溶质浓度成反比。四、相对湿度的年变化、日变化有哪些规律？

相对湿度的变化主要取决于温度。相对湿度的日变化与温度的日变化相反，一天的最高值出现在清晨，最低值出现在14—15时。

五、水汽发生凝结必须具备什么条件？雾、云的形成有什么相同和不同？

1.空气中水汽达到过饱和状态（1）通过蒸发，增加空气中的水汽，使水汽压大于饱和水汽压。（2）使含有一定量水汽的空气冷却，使饱和水汽压减小。

2. 空气中有凝结核或凝华核近地层中的凝结物

（1）辐射雾：夜间，地面和近地面气层辐射冷却，使近地层的温度降低，当温度降至露点温度以下时，空气中的水汽凝结形成的雾，称为辐射雾。

(2)平流雾：平流雾是暖湿空气移动到冷的下垫面上，其下层冷却降温，水汽凝结形成雾，这种由于空气平流而形成的雾，称为平流雾。

形成条件：1) 下垫面与暖湿空气的温差较大2) 暖湿空气的湿度大3) 适宜的风向(由暖向冷)和