9.第八章小气候

另外，坡地对局地的风和降水也都有影响，由于地形 对气流的阻挡作用，山坡的迎风面和两侧风速大，背风 坡风速小。对降水的影响远没有高大地形的显著。
（二）谷地小气候
在山区，不同的坡地具有小气候差异外，洼地和谷地 与山顶的小气候也有明显的差异。周围山地对谷地的遮蔽
作用，使谷地的日照时数比平地的少，辐射能也少。同时
（一）坡地小气候： 1、坡地对日照的影响：
由于地形相互的遮蔽，不同坡地的可照时数差异很大。 对于南坡，冬半年太阳出没的方位偏南，南坡的可 照时数与水平面相当，夏半年由于太阳出没的方位偏 北，南坡的可照时数比水平面的少，且随坡度(α)的 增大而减少。当坡度大于纬度(φ)时，则随赤纬(δ)
的增加而减小，
透射率和吸收率
2、农田中光能的分布 ★农田中的光分布主要决定于作物种类、群体结构、 发育期、栽培方式等因子，同时与太阳高度角有关
比尔－朗伯（Beer-Lambert)指数定律：
Izபைடு நூலகம்= I0 * e-KF
Iz 为作物层中高度为Z处的光照度； I0为株顶的自然光照 度；F为叶面积指数；K为叶层的消光系数
★图8－4小麦群体中不同时间光合有效辐射的 垂直分布
第六节农田小气候的改良
一、种植措施
1、种植行向：
夏半年，随纬度增高，日照时间也愈长，沿东西行向株 间的照射时间比沿南北行向株间要长，东西行向株间透光率除 中午外均比南北行向高，东西向株间气温＞南北行向。冬半
年的情况正好相反。
结论：★ 对热量需求突出的秋播作物，应考虑NS行向 ★对光照要求较高的春播作物，采取EW行向均能获 得较好的透光条件。
臵随季节、天气和土壤状况不同而略有变化，一般是西南
坡温度最高。这是因为受天气条件和土壤湿度的影响，上 午的太阳辐射能量主要用于地面凝结物和土壤的蒸发，午 后的能量则主要用于土壤热通量和感热通量。
各坡地上的气温变化趋势与地温一致，但各坡地
气温的差异比地温缓和。且随着离坡地高度的增加，
由于乱流混合作用的加强及天气的影响，坡地对气温 的影响逐渐减小。在阴雨天气条件下无影响。
第八章 小气候
第一节 小气候
第二节 第三节
小气候的概念及特点 各种小气候
小气候是指在相同的大气候特点的背景下，因下 垫面的影响使近地层和土壤上层的小范围内具有 一些独特的天气现象和气候特征的现象。受地面 性质、地形、土壤状况、地面覆盖状况及植被发 育状况的影响形成差异较大的小气候，如农田、 森林、地形、温室等等。由于人类的生产活动及 农作物生长在近地层和土壤的上层，直接受小气 候的影响，因此人类可以通过改变下垫面的性质， 在一定范围内控制小气候的变化，使其朝向人类 的意愿变化，以便影响作物的产量和品质。例如： 城市中合理植树种花，绿化庭院，改善城市下垫 面状况，可以使城市居民住宅区或工厂区的小气 候条件得到改善，减少空气污染。
★ 镇压与耕翻的效应相反，使土表紧实，反射率增大， 空隙度减小，毛细管作用加强，使上层土壤的热容量和 导热率明显增加，因此白天土壤表层为降温作用，深层 土壤为增温作用，夜间则相反。日较差减小。
★
不同的土壤在不同的天气条件下，镇压的效 应有差别。
第四节设施农业小气候
一、地膜覆盖
改变地表辐射和热量平衡，从而使土壤上层和贴地空气 层小气候发生变化
区域坡度大于26º 33´的北坡冬至日无光照。
东西坡上的可照时数都小于水平面上。不论冬半
年和夏半年都随坡度增大而减小，但随赤纬的增大而增
大，随赤纬的减小而减小。纬度越高，可照时数年变化
越大。
与水平面相比，坡度和坡向总是减小 日照时数。
2、坡地对辐射的影响：
由于坡地日照的差异很大，因此不同坡向的辐射
主要是地面，到作物生长旺盛期活动面则主要是
作物茎叶最密集的面，称为外活动面，此时地面
称为内活动面。
（二）小气候形成的理论基础
小气候的形成主要决定于活动面对太阳辐射的吸收、 近地层的乱流交换和土壤热交换。形成小气候差异的因素
有测点的坡向、坡度、下垫面的特征、地平的遮蔽程度、
天气条件等。
1、活动面的辐射平衡：
二、水域小气候
水域是指湖泊、水库及大的江河等，研究这些小范围 水域及其邻近地区的气候特征并应用其为国民经济服务的 气候学分支称为水域小气候。小水域和海洋一样有水的热
力特性，只不过其影响范围小，远远不及海洋。
水域小气候与陆地其它小气候的差异，主要是因为水体 的热力性质与陆地的差异较大。受水体的影响，在水体的
★水面上蒸发旺盛，空气湿度大，但由于水温升温缓
慢，水域上方空气稳定，年降水量和云量都减少，雷雨云 都沿水域周围移动，强雷暴(如冰雹等)过程越过水域时， 强度也减弱，待越过水域一定距离后又逐渐加强。
★水域表面平滑，空气流动时摩擦力小，因
此，水域上风速一般比陆地大 水域的小气候特征，可通过水域和陆地之间的局 地环流，进行热量、水汽的交换，影响周围邻近区域，
三、小气候形成的理论基础
小气候的形成，主要决定于下垫面的热量平衡、 水分平衡、近地层的乱流交换。 （一）活动面（作用面）和活动层（作用层）
活动面又称为作用面，是指能借助于辐射作用吸 收或放出热量，调节邻近气层和土层温度湿度等要 素变化的物质表面。如地面、水面、植物表面等等。
在农田中，进行热量交换的作用面不只是地 表面，而是由地面到作物表面的整个层，把这个 层称为作用层或活动层。在作物幼苗期，活动面
辐射平衡是气候形成的重要因素，也是热量平衡的基础。
★影响辐射平衡的因素：纬度、地形、下垫面的性质 ★辐射平衡是的时空分布：以农田活动层为例，图8－1
表8－1、图8－2
2、活动面的热量平衡：
对于不同的下垫面，其热量平衡方程的形式是相 同的，既有乱流热通量、蒸发耗热、土壤热通量，但在 农田和森林里，各分量的大小与裸地差异很大。如水稻
的位臵不同而不同）。
夏半年偏南坡地上的辐射总量，在低纬度地区（如
20º N以南的海南岛）比水平面的少，并随坡度的增大迅速 减少；中高纬度(如40º N以北)地区则比水平面的多，在一 定限度内随坡度的增大而增多。偏北坡地的辐射总量与南 坡相反。南北坡的差别在夏季较小。 冬半年偏南坡地上的辐射总量，都比水平面的多，且 在一定坡度以下，纬度越高，坡度越大，增加越多。偏
三、日光温室
温室布局与大气候：
美国：60%集中在南部的加州，佛罗里达等地 日本：主要集中在35°N以南地区 荷兰：最大的温室群在南部冬季较暖地区。 我国冬季温度低于世界同纬，如北京低10°C，小于-5°C的
(主要是直接辐射)分布也相差很大。南坡和北坡坡度 的大小，对辐射总量的影响最大，东坡和西坡的影响 最小。在中纬度地区，南坡的坡度增加1º ，相当于水 平面的纬度向南移1º ，北坡则相当于纬度北移1º 。即 坡度为α的南坡上的可能辐射总量与比其纬度偏低α 度的水平面的辐射总量接近（冬季和夏季因太阳出没
2、种植密度：
生育初期，影响不大，随着植株的长大，密度增加＞ 郁闭程度随之增加＞光强减小。 对温度的影响：白天明显，密度增加＞温度降低，＞农田 消耗水分量增多，土壤湿度降低，空气湿度上升。
密度过大还使农田中植被对气流的阻力增加，阻碍农田内 外的空气交换。
二、灌溉措施
1、灌溉影响农田的辐射和热量平衡 ：
由于地形的影响，与周围空气的热量和水分交换受到很大 的限制，与山顶差异较大。
白天，谷底和谷坡吸收辐射增温，但与周围空旷地段 的交换较慢，而坡顶与周围大气交换快，因此谷地的气
温比坡顶高；夜间辐射冷却，特别是晴朗的天气，由于
冷空气在谷底的堆积，造成谷底温度明显低于坡顶，出 现逆温现象，可使山坡上的作物不易遭受低温灾害。由 于谷地的热力差异，常常引起局地环流山谷风，在不同 季节风速的大小不同。
上方和内部形成独特的小气候。
水域气候的主要特征是: ★由于水面对太阳辐射的反射率小，透射率大，水面获
得的辐射能量比陆面多，而且通过传导和对流将热量贮存于 深层水体，起到“热汇”作用；冷却时，它又能通过水下的 湍流交换和水面辐射交换及蒸发将热量送回到邻近空气，起 到“热源”作用。因此，水域上方气温变化缓慢。
田的蒸发耗热多，沙漠中的乱流热交换则更明显。
表8－2棉花发育期热量平衡分量值
第二节 地形和水域小气候
一、地形小气候
地形的差异是引起小气候差异的主要原因之一。由于山 脉的走向、坡地的方位、坡度不同，导致各下垫面得到的 热量和水分不同，同时由于地形的阻挡作用使气流运动发 生变化，造成山坡和谷地及不同坡地温度、湿度、风等要 素分布状况的差异，进而直接影响植被的分布和发育状况。 我国地形东低西高，山地、高原和丘陵约占陆地面积的2/3， 盆地和平原约1/3，因此研究地形小气候，可以开发和充分 利用山地的气候资源。
地面复盖物：
不透明的：瓦片、草帽、泥瓦盆、蒲包、草席等。夜间覆盖 透明：纸罩、纸垅、玻璃窗、塑料薄膜等。
二、塑料大棚
对蔬菜育苗及早熟栽培，解决周年供应，扩大 栽培面积，提高产量等方面都有很大作用 结论： ★ 对热量需求突出的秋播作物，应考虑NS行向 ★对光照要求较高的春播作物，采取EW行向均能获 得较好的透光条件。
形成有限水域岸边的小气候。
有限水域对其岸边的影响与水域的面积、深浅、 距水域的远近及盛行的风向有关。面积越大、水越深 影响越大，对下风方向的岸边影响最大。
第三节农田小气候
一、农田中太阳辐射和光能的分布
1、农田中的太阳辐射 ★ 到达农田植被表面的太阳辐射被植被吸收、散 射、反射。表8－3绿叶对不同波段的平均反射率、
第一节
小气候与农田小气候
一、 小气候的概念 一、小气候的概念
在相同的大气候背景下，局部地区由于其下垫
面性质的不同,在小范围内形成一种与大气候不同
特点的独特的气候状况,通称小气候。
二、 小气候的特点
1.范围较小 它的垂直尺度大致包括整个贴地气 层 (2m以下), 水平尺度从几毫米到几十千米或稍 大一些。 2.差别大 因尺度很小 , 局地差异不易被大规 模空气运动所混和, 故在垂直方向或水平方向上的 气象要素差异很大。 3.稳定性强 小气候的规律具有相对的稳定性。 但不同季节和天气类型略有差异。