农业气象学习题云南农大文档格式.docx
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4.地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季。
5.大气在铅直方向上按从下到上的顺序，为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。
6.平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动。
7.热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。
四、问答题：
对流层的主要特点是什么？
答：
对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。
对流层的主要特点有：
（1）对流层集中了80%以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次，大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象，都集中在这一气层内；
（2）在对流层中，气温一般随高度增高而下降，平均每上升100米，气温降低0.65℃，在对流层顶可降至－50℃至－85℃；
（3）具有强烈的对流运动和乱流运动，促进了气层内的能量和物质的交换；
（4）温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀，这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不均匀性而产生的。
五、复习思考题：
4.大气在铅直方向上分层的依据是什么？
5.大气在铅直方向上可分为哪几层？
其中最低的一层有什么特点？
第二章辐射
1.辐射强度：
2.太阳高度角：
太阳光线与地平面的交角。
是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。
在一天中，太阳高度角在日出日落时为0，正午时达最大值。
12、地面有效辐射：
地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即地面净损失的长波辐射。
1.常用的辐射通量密度的单位是
（1）。
2.不透明物体的吸收率与反射率之和为
（2）。
3.对任何波长的辐射，吸收率都是1的物体称为（3）。
4.当绝对温度升高一倍时，绝对黑体的总辐射能力将增大（4）倍。
5.如果把太阳和地面都视为黑体，太阳表面绝对温度为6000K，地面温度为300K，则太阳表面的辐射通量密度是地表面的（5）倍。
6.绝对黑体温度升高一倍时，其辐射能力最大值所对应的波长就变为原来的（6）。
7.太阳赤纬在春秋分时为（7），冬至时为（8）。
8.上午8时的时角为（9），下午15时的时角为（10）。
9.武汉（30°
N）在夏至、冬至和春秋分正午时的太阳高度角分别为（11），（12）和（13）。
10.冬半年，在北半球随纬度的升高，正午的太阳高度角（14）。
11.湖北省在立夏日太阳升起的方位是（15）。
12.在六月份，北京的可照时间比武汉的（16）。
13.在太阳直射北纬10°
时，北半球纬度高于（17）的北极地区就出现极昼。
14.由冬至到夏至，北半球可照时间逐渐（18）。
15.光照时间延长，短日照植物的发育速度就会（19）。
16.在干洁大气中，波长较短的辐射传播的距离比波长较长的辐射传播距离 （20）。
17.随着太阳高度的降低，太阳直接辐射中长波光的比（21）。
18.地面温度越高，地面向外辐射的能量越（22）。
19.地面有效辐射随空气湿度的增大而（23），随地面与空气温度之差的增大而（24），随风速的增大而（25）。
20.地面吸收的太阳总辐射与地面有效辐射之差称为（26）。
答案：
（1）瓦.米－2；
（2）1；
（3）绝对黑体；
（4）15；
（5）160000；
（6）二分之一；
（7）0°
；
（8）－23°
27'
（9）－60°
（10）45°
（11）83°
（12）36°
33'
（13）60°
（14）减小；
（15）东偏北；
（16）长；
（17）80°
（18）延长；
（19）减慢；
（20）短；
（21）增加；
（22）多；
（23）减小；
（24）增大；
（25）减小；
（26）地面辐射差额。
三、选择题：
1.短日照植物南种北引，生育期将___A_____。
A.延长；
B.缩短；
C.不变；
D.可能延长也可能缩短。
2.晴朗的天空呈蓝色，是由于大气对太阳辐射中蓝紫色光___B_____较多的结果。
A.吸收；
B.散射；
C.反射；
D.透射。
3.对光合作用有效的辐射包含在____C____中。
A.红外线；
B.紫外线；
C.可见光；
D.长波辐射。
4.在大气中放射辐射能力最强的物质是____D____。
A.氧；
B.臭氧；
C.氮；
D.水汽、水滴和二氧化碳。
5.当地面有效辐射增大时，夜间地面降温速度将__A__。
A.加快；
B.减慢；
D.取决于气温。
四、判断题：
1.对绝对黑体，当温度升高时，辐射能力最大值所对应的波长将向长波方向移动。
2.在南北回归线之间的地区，一年有两次地理纬度等于太阳赤纬。
3.时角表示太阳的方位,太阳在正西方时,时角为90°
。
4.北半球某一纬度出现极昼时，南半球同样的纬度上必然出现极夜。
5.白天气温升高主要是因为空气吸收太阳辐射的缘故。
6.光合有效辐射只是生理辐射的一部分。
7.太阳直接辐射、散射辐射和大气逆辐射之和称为总辐射。
8.地面辐射和大气辐射均为长波辐射。
9.对太阳辐射吸收得很少的气体，对地面辐射也必然很少吸收。
10．北半球热带地区辐射差额昼夜均为正值，所以气温较高。
五、计算题：
2、正午太阳高度角的计算
根据公式：
h=90°
－φ＋δ进行计算；
特别应注意当计算结果h>
90°
时，应取补角（即用180°
－h作为太阳高度角）。
也可根据h=90°
－|φ－δ|进行计算，就不需考虑取补角的问题（建议用后一公式计算）。
还应注意对南半球任何地区，φ应取负值；
在北半球为冬半年（秋分至春分）时，δ也取负值。
例：
计算当太阳直射20°
S时（约11月25日）在40°
S的正午太阳高度角。
解：
已知φ=－40°
（在南半球） δ=－20°
∴h=90°
－（－40°
）+（－20°
）=110°
计算结果大于90°
，故取补角，
太阳高度角为：
h=180°
－110°
=70°
也可用上述后一公式直接得
－|φ－δ|=90°
－|－40°
－（－20°
）|=70°
六、问答题：
2、试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。
由正午太阳高度角计算公式h=90°
－｜φ－δ｜可知在太阳直射点处正午时h最大，为90°
越远离直射点，正午h越小。
因此正午太阳高度角的变化规律为：
随纬度的变化：
在太阳直射点以北的地区（φ>
δ），随着纬度φ的增大，正午h逐渐减小；
在直射点以南的地区，随φ的增大，正午h逐渐增大。
随季节（δ）的变化：
对任何一定的纬度，随太阳直射点的接近，正午h逐渐增大；
随直射点的远离，正午h逐渐减小。
例如北回归线以北的地区，从冬至到夏至，正午h逐渐增大；
从夏至到冬至，正午h逐渐减小。
在｜φ－δ｜>
的地区（极圈内），为极夜区，全天太阳在地平线以下。
3、可照时间长短随纬度和季节是如何变化的？
随纬度的变化：
在北半球为夏半年时，全球随纬度φ值的增大（在南半球由南极向赤道φ增大），可照时间延长；
在北半球为冬半年时,全球随纬度φ值的增大可照时间缩短。
春秋分日，全球昼夜平分；
北半球随δ增大（冬至到夏至），可照时间逐渐延长；
随δ减小（夏至到冬至），可照时间逐渐缩短；
南半球与此相反。
在北半球为夏半年（δ>
0）时，北极圈内纬度为（90°
-δ）以北的地区出现极昼，南极圈内同样纬度以南的地区出现极夜；
在北半球冬半年（δ<
0）时，北极圈90°
+δ以北的地区出现极夜，南极圈内同样纬度以南出现极昼。
4、光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响？
光照长短对植物的发育，特别是对开花有显著的影响。
有些植物要求经过一段较短的白天和较长的黑夜才能开花结果，称短日照植物；
有些植物又要求经过一段较长的白天和较短的黑夜才能开花结果，称长日照植物。
前者发育速度随生育期内光照时间的延长而减慢，后者则相反。
对植物的主要生育期（夏半年）来说，随纬度升高光照时间延长，因而短日照植物南种北引，由于光照时间延长，发育速度将减慢，生育期延长；
北种南引，发育速度因光照时间缩短而加快，生育期将缩短。
长日照植物的情况与此相反。
而另一方面，对一般作物来说，温度升高都会使发育速度加快，温度降低使发育速度减慢。
因此，对长日照植物来说，南种北引，光照时间延长将使发育速度加快，温度降低又使发育速度减慢，光照与温度的影响互相补偿，使生育期变化不大；
北种南引也有类似的光温互相补偿的作用。
所以长日照植物不同纬度间引种较易成功。
而对短日照植物，南种北引，光照和温度的改变都使发育速度减慢，光照影响互相叠加，使生育期大大延长；
而北种南引，光温的变化都使发育速度加快，光温影响也是互相叠加，使生育期大大缩短，所以短日照植物南北引种一般不易成功。
但纬度相近且海拔高度相近的地区间引种，不论对长日照植物和短日照植物，一般都容易成功。
6、什么是地面有效辐射？
它的强弱受哪些因子的影响？
举例说明在农业生产中的作用。
地面有效辐射是地面放射的长波辐射与地面所吸收的大气逆辐射之差，它表示地面净损失的长波辐射，其值越大，地面损失热量越多，夜晚降温越快。
影响因子有：
（1）地面温度：
地面温度越高，放射的长波辐射越多，有效辐射越大。
（2）大气温度：
大气温度越高，向地面放射的长波辐射越多，有效辐射越小。
（3）云和空气湿度：
由于大气中水汽是放射长波辐射的主要气体，所以水汽、云越多，湿度越大，大气逆辐射就越大，有效辐射越小。
（4）天气状况：
晴朗无风的天气条件下，大气逆辐射减小，地面有效辐射增大。
（5）地表性质：
地表越粗糙，颜色越深，越潮湿，地面有效辐射越强。
（6）海拔高度：
高度增高，大气密度减小，水汽含量降低，使大气逆辐射减小，有效辐射增大。
（7）风速：
风速增大能使高层和低层空气混合，在夜间带走近地层冷空气，而代之以温度较高的空气，地面就能从较暖的空气中得到较多的大气逆辐射，因而使有效辐射减小；
而在白天风速增大可使有效辐射转向增大。
举例：
因为夜间地面温度变化决定于地面有效辐射的强弱，所以早春或晚秋季节夜间地面有效辐射很强时，引起地面及近地气层急剧降温，可出现霜冻。
七、复习思考题：
6.试分析正午太阳高度角随纬度和季节的变化规律。
7.分析可照时间随纬度和季节的变化规律。
11.对长日照作物和短日照植物进行南北引种，哪一种更易成功？
为什么？
23.何谓地面有效辐射？
它受哪些因素的影响？
第三章温度
1.温度（气温）日较差：
一日中最高温度（气温）与最低温度（气温）之差。
2.温度（气温）年较差：
一年中最热月平均温度（气温）与最冷月平均温度（气温）之差。
5.活动温度：
高于生物学下限温度的温度。
6.活动积温：
生物在某一生育期（或全生育期）中，高于生物学下限温度的日平均气温的总和。
7.有效温度：
活动温度与生物学下限温度之差。
8.有效积温：
生物在某一生育期（或全生育期）中，有效温度的总和。
9.逆温：
气温随高度升高而升高的现象。
15.三基点温度：
是指生物维持生长发育的生物学下限温度、上限温度和最适温度。
1.空气温度日变化规律是：
最高温度出现在
（1）时，最低温度出现
（2）时。
年变化是最热月在（3），最冷月在（4）月。
2.土温日较差，随深度增加而（5），极值（即最高，最低值）出现的时间，随着深度的增加而（6）。
3.水的热容量（C）比空气的热容量（7）。
水的导热率（λ）比空气（8）。
粘土的热容量比沙土的要（9），粘土的导热率比沙土（10）。
4.干松土壤与紧湿土壤相比：
C干松土<
C紧湿土；
λ干松土<
λ紧湿土
土壤的春季增温和秋季的降温比较：
沙土春季升温比粘土（11），秋季降温，沙土比粘土（12），沙土温度日较差比粘土要（13）。
5.土壤温度的日铅直分布的基本型有：
白天为（14）型；
夜间为（15）型；
上午为（16）型；
傍晚为（17）型。
6.在对流层中，若1000米的温度为16.5℃，气温铅直梯度是0.65℃/百米，到2000米处，温度应是（18）℃。
7.温度的非周期性变化，常由（19）而造成。
多发生在（20）季节。
8.当rd=1℃/100米，r=0.9℃/100米，则此时的大气层结对干空气是（21）的。
9.我国气温日较差，高纬度地区（22），低纬度地区（23），年较差随纬度的升高而（24），且比世界同纬度地区要（25）。
10.土、气、水温日较差，以土温（26），气温（27），水温（28）。
11.日平均气温稳定大于0℃持续日期，称为（29）。
12.某地某月1～6日的日均温分别是10.2，10.1，9.9，10.5，10.0，10.2℃，若某一生物的生物学下限温度为10℃，则其活动积温为（30）℃，有效积温为（31）℃。
（1）14时，
（2）日出前后，
（3）7月，
（4）1月，
（5）减小，（6）推迟，（7）大，（8）大，（9）大，（10）大，（11）快，
（12）快，
（13）大，
（14）受热型，（15）放热型，（16）上午转换型，（17）傍晚转换型，（18）10℃，
（19）天气突变及大规模冷暖空气入侵，（20）春夏和秋冬之交，（21）稳定，（22）大，
（23）小，（24）增大，（25）大，（26）最大，（27）其次，（28）最小，（29）农耕期，（30）51℃，（31）1℃。
1.对流层中气温随高度升高而升高。
2.我国气温的日较差，年较差都是随纬度升高而升高。
3.寒冷时期，灌水保温，是因为水的热容量大。
4.紧湿土壤，春季升温和秋季降温均比干松土壤要慢。
5.干绝热直减率：
rd=0.5℃/100米；
湿绝热直减率：
rm=1.0℃/100米。
6.因为太阳辐射先穿进大气，再到地面，所以地面上最高温度出现的时刻比空气的要稍后。
7.日平均气温大于5℃的日期越长，表示农耕期越长。
8.气温随高度升高而升高的气层，称为逆温层。
9.对同一作物而言，其生物学下限温度高于其活动温度，更高于有效温度。
10.正午前后，土温随深度加深而升高，气温随高度降低而降低。
11.地面辐射差额最大时，地面温度最高。
四、选择题：
1.某时刻土壤温度的铅直分布是随着深度的增加而升高，它属于（
③）。
①清晨转换型
②正午受热（日射）型
③夜间放热（辐射）型
④傍晚转换型
2.地面温度最高时，则是（
①
）时。
①地面热量收支差额等于零
②地面热量收支差额小于零
③地面热量收支差额大于零
④地面热量收支差额不等于零
3.由于水的热容量、导热率均大，所以灌溉后的潮湿土壤，白天和夜间的温度变化是（
④）。
①白天升高慢，夜间降温快
②白天升高快，夜间降温慢
③白天和夜间，升温、降温都快
④白天升高慢，夜间降温慢
4.我国温度的日较差和年较差随着纬度的升高是（
②）。
①日较差，年较差均减小
②日较差、年较差均增大
③年较差增大，日较差减小
④日较差增大，年较差减小
五、简答题：
1、地面最高温度为什么出现在午后（13时左右）？
正午时虽然太阳辐射强度最强，但地面得热仍多于失热，地面热量贮存量继续增加，因此，温度仍不断升高，直到午后13时左右，地面热收入量与支出量相等，热贮存量不再增加，此时地面热贮存量才达到最大值，相应地温度才出现最高值。
2、试述什么是逆温及其种类，并举例说明在农业生产中的意义。
气温随着高度升高而升高的气层，称为逆温层。
逆温的类型有辐射逆温、平流逆温、下沉逆温和锋面逆温。
农业生产中，常利用逆温层内气流铅直运动弱的特点，选择上午喷洒农药和进行叶面施肥以提高药效及肥效。
逆温层对熏烟防霜冻也有利。
特别是晴天逆温更显著，贴近地面温度，可比2米上的气温低3～5℃，故冬季对甘薯、萝卜等晒干加工时，为防冻应将晒制品搁放在稍高处。
六、论述题：
2.试述辐射逆温、平流逆温的成因，并举例说明逆温在农业生产中的意义。
成因：
辐射逆温是在晴朗无风或微风的夜间，因地面有效辐射强烈而冷却，使近地气层随之降温，形成自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。
平流逆温是暖空气平流到冷的地面上，由于空气下层受冷地面影响而降温，形成自下而上随高度增加而增温的逆温现象。
意义：
逆温层的层结稳定，抑制铅直对流的发展，可利用逆温层出现时间进行喷洒农药防治虫害，施放烟雾防御霜冻，或进行叶面施肥等。
冬季山区谷地或盆地因地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自谷底向上的逆温层，山坡处存在一个温度相对高的暖带，此带霜期短，生长期相对较长，越冬安全，有利于喜温怕冻的果树和作物越冬，是开发利用山区农业气候资源的重要方面。
逆温对于空气污染的严重地方却有加重危害的作用。
3.试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。
“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时，在一定的温度范围内，温度与生长发育速度成正相关，而且只有当温度累积到一定总和时，才能完成其发育周期，这个温度的总和称为积温。
它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。
应用方面：
①用活动积温作为作物要求的热量指标，为耕作制度的改革、引种和品种推广提供科学依据。
②用有效积温等作为作物的需热指标，为引种和品种推广提供重要科学依据。
③应用有效积温作为预报物候期和病虫害发生期的依据，等等。
局限性：
积温学说是理论化的经济方法。
事实上在自然条件下作物的发育速度是多因子综合作用的结果。
如作物的发育速度不单纯与温度有关，还与光照时间、辐射强度、作物三基点温度和栽培技术条件等因子有关。
七、计算题：
1.某地在200米处气温为19.9℃，在1300米处气温为7.8℃。
试求200～1300米气层中干空气块的大气稳定度。
解：
据题意先求出γ：
γ＝（19.9－7.8）/（1300－200）＝1.1/100米
再进行比较判断：
γd＝1℃/100米
γ>
γd
∴在200～1300米的气层中，对干空气块是不稳定状态。
2.某作物从出苗到开花需一定有效积温，其生物学下限温度为10℃，它在日均气温为25℃的条件下，从出苗到开花需要50天。
今年该作物5月1日出苗，据预报5月平均气温为20.0℃，6月平均气温为30.0℃，试求该作物何月何日开花？
所需活动积温及有效积温各是多少？
（1）求某作物所需有效积温（A）：
由公式
n=A/（T－B） 得：
A=n（T－B）
则
A=（25℃－10℃）×
50=750℃
（2）求开花期：
5月份有效积温为：
A5=（20℃－10℃）×
31=310℃
从五月底至开花还需有效积温：
750－310=440℃
还需天数n=440/（30－10）=22天，即6月22日开花
（3）求活动积温与有效积温：
活动积温=20℃×
31＋30℃×
22=1280℃
有效积温=750℃
该作物于6月22日开花，所需要的活动积温和有效积温分别为1280℃和750℃。
3.育种过程中，对作物进行杂交，要求两亲本花期相遇，已知杂交品种由播种到开花，母本不育系和父本恢复系各要求大于10℃的有效积温分别为765℃和1350℃，试问父本播种后，母本何时播种为宜？
已知父本播种后，天气预报日平均温度为25℃。
A母=765℃，A父=1350℃，T=25℃，B=10℃
n＝（A父－A母）/（T－B）
=（1350－765）/（25－10）=585/15=39天
父本播种后39天母本播种。
4.某作物品种5月1日出苗，7月31日成熟。
其生物学下限温度为10℃，这期间各月平均温度如下表。
试求全生育期的活动积温和有效积温。
月
份
5
6
7
月平均温度（℃）
21.3
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