陆地表层系统野外实验原理与方法_精品文档文档格式.doc
《陆地表层系统野外实验原理与方法_精品文档文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陆地表层系统野外实验原理与方法_精品文档文档格式.doc（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（3）
阴天下空气发射的辐射能L2：
（4）
阴天的夜晚地面相较晴天额外接收的能量：
（5）
3、计算在晴天情况下某一片裸露土壤的净辐射通量，已知太阳高度角为15º
，海拔高度1200m，空气温度18℃，土壤表面温度22℃，土壤反照率设为0.15，土壤长波发射率为0.98。
根据公式
=101.3×
exp（-1200/8200）/（101.3×
cos（75º
））=3.34
（1）
其中75º
为天顶角
=1368×
0.7 3.34 =415.64
（2）
直接辐射：
=415.64×
cos（75º
）=107.58（3）
散射辐射：
=0.3（1-0.7 3.34）×
1368×
）=73.95（4）
天空晴天发射率：
（5）
晴天大气发射辐射：
（6）
所以，晴天情况下某一片裸露土壤的净辐射通量
（7）
4、假定春小麦开花所需要的大于3℃以上积温为900℃•d。
如果春小麦是正常在第119日（日序数）种植，请根据下表中的天气数据预报春小麦的开花日期。
如果种植日期延误到第150日，判断开花期会推迟到哪一天？
（下表中，Tx指最高温，Tn指最低温）
在计算积温时，一般都采用日平均气温来计算
此处℃，为日平均气温
在EXCEL中进行计算，只取大于等于3的温度计算，
计算得：
当900℃•d时，对应的天数分别为第201天和215天，
所以：
当春小麦在第119天种植时，开花日期大概在第201天；
当春小麦在第150天种植时，开花日期大概在第215天。
作业二：
1、干湿表测得的空气温度为34℃，湿球温度为22℃。
求空气的实际水汽压、水汽摩尔比、露点温度、相对湿度和饱和差。
海拔高度为1200m。
大气压：
空气温度为34℃时的饱和水汽压为：
（2）
湿球温度为22℃时的饱和水汽压为：
（3）
空气的实际水汽压：
（4）
水汽摩尔比：
（5）
露点温度：
（6）
相对湿度：
（7）
饱和差：
（8）
2、单位换算：
将空气定压比热cp（29.3Jmol-1K-1）换算为单位Jkg-1℃-1表示的值，将汽化潜热λ（44kJmol-1）换算为单位Jkg-1表示的值。
为空气的摩尔质量；
为水的摩尔质量。
3、你决定在一个0.1m3的容器内标定一个相对湿度传感器（相对湿度0.5），假定没有水汽被容器壁吸收，在容器内空气温度分别为10℃和40℃情况下，你需要向容器中注入多少的水汽才能满足标定的要求。
当容器内空气温度为10℃时，为标定传感器，容器内的实际水汽压是：
（1）
可以计算10℃时的空气饱和水汽压：
（2）
则实际水汽压为：
ea=0.5×
1.23=0.62（kPa）＝620（Pa）（3）
根据普适气体状态方程有：
（4）
nv为容器中应该有的水汽摩尔数量，换算为质量单位，则为
mv=nv×
M=0.026×
18.02=0.47（g）（5）
即，当容器内温度为10℃，应注入0.47g的水才能满足仪器标定的要求
当容器内空气温度为40℃时，为标定传感器，容器内的实际水汽压必须是：
（6）
可以计算40℃时的空气饱和水汽压：
（7）
则容器内的实际水汽压应该为
7.38=3.69（kPa）＝3690（Pa）（8）
根据普适气体状态方程，有：
（9）
M=0.142×
18.02=2.56（g）（10）
即，当容器内温度为40℃，应注入2.56g的水才能满足仪器标定的要求。
4、你呼出的空气在体温37℃下为饱和空气，如果你吸入的空气温度为20℃，相对湿度为0.2，你每分钟呼吸15次，每次吸入空气体积1升。
假定你没有其他的水分损失，计算每天你需要喝多少杯水（每杯250ml）来补充人体的水分损失。
根据理想气体状态方程，有：
（1）
其中es（37）为37℃下饱和水汽压，V为呼出空气体积，n1为呼出的水汽摩尔数，T1为水汽温度。
则每次呼出的水汽摩尔数为：
（3）
其中ea为空气实际水汽压，V为吸入空气体积，n2为吸入的水汽摩尔数，T2为空气温度。
其中：
（4）
则每次吸入的水汽摩尔数为：
（5）
设每次呼吸损失的水汽摩尔数为n，则：
（6）
设一天总的水分损失摩尔数为n总
（7）
将水量换算为质量来表达，则
总损失水量为：
（8）
已知水的密度为1g/mL
则损失的水的总体积为：
V＝874.22/1=874.22（mL）（9）
所需要补充总的杯数为：
（10）
5、如果叶片的总水势为－700Jkg-1,溶质势为-1200Jkg-1,求叶肉细胞的膨压。
一般地，叶片的总水势有叶片溶质势和叶片压力势两部分组成，因此叶片的压力势为：
（1）
根据以下公式：
（2）
可以求得叶肉细胞的膨压：
（3）
6、假定在一片冠层高度为80cm的麦田上方2m处观测到风速为3ms-1，试估算这片麦田的空气动力学粗糙度、零平面位移，和麦田冠层表面的风速。
根据农田空气动力学粗糙度和零平面位移的经验计算公式，这片麦田的空气动力学粗糙度和零平面位移分别是：
（1）
（2）
根据风廓线方程：
有：
（4）
可得：
（5）
则冠层表面的风速为：
（6）
作业三：
1、有一层湿润土壤被一层5cm厚的干土覆盖着，观测已知湿土壤表层温度为30℃，空气温度为30℃，空气实际水汽压为1.0kPa，求土壤的水分损失。
已知每1cm干土壤的水汽扩散导度为0.03molm-2s-1，空气边界层导度为0.5molm-2s-1
根据水汽扩散方程
（1）
其中，gv为水汽扩散的导度，Cvs为水汽扩散表面的水汽浓度，Cva为空气水汽浓度。
30℃时饱和空气水汽压：
（2）
水汽扩散表面的水汽浓度为：
（3）
空气水汽浓度为：
（4）
土壤水汽扩散导度为：
（5）
所以，水汽扩散的导度为：
（6）
所以土壤的水分损失：
（7）
2、通过野外实验观测获得冬小麦冠层温度为27℃，空气温度为30℃，空气相对湿度为0.2，冠层气孔导度为250mmolm-2s-1，2m高处风速为3ms-1，求叶片的水分损失速率。
已知冬小麦冠层高度为80cm。
根据水汽扩散方程：
（1）
其中，gv为水汽扩散的导度，Cvs为水汽扩散表面的水汽浓度，Cva为空气水汽浓度。
（2）
其中，gc为气孔导度，ga为空气动力学导度。
空气动力学导度：
（3）
所以水汽扩散导度为：
（4）
由得：
水汽扩散表面的水汽浓度：
（5）
（6）
所以，空气中的水汽浓度：
（7）
所以叶片的水分损失速率：
（8）
3、接上题，假定热量传输的空气动力学导度与水汽传输的空气动力学导度一样，求叶片与大气之间的热量交换（热通量）。
热量交换方程为：
升级会员 