武汉农业气候分析最新范文文档格式.docx

1、2太阳辐射和日照 太阳辐射能是地面能量的最主要来源，也是大气中一切物理现象和物理过程的基本动力，因此太阳辐射是气候形成的重要原因。下表是通过19712000年累年气候资料得到的月份123456直接辐射平均月总量738.7802.6994.41427.41806.91939散射辐射平均月总量1245.21419.61834.42296.62592.92658.9光合有效辐射991.951111.11414.418622199.92298.957891011122842.02673.41860.61519.91187.91009.22537.125992088.61657.11316.31166.

2、62689.62636.21974.61588.51252.11087.9表一：太阳辐射逐月变化表（单位：十万焦/平方米）根据表一和图一，武汉的直接太阳辐射从1月到7月是逐月上升的，7月份达到最大值（2842.0M J/m2月），；而从7月到12月，总太阳辐射是逐月递减的，到一月份太阳直接辐射最小为（1009.2MJ/m2月）。这一结果是由于武汉夏季中太阳高度角最大，冬季太阳高度角最小，所以在一年中，对武汉来说，直接辐射最大值出现在7月，最小值出现在1月，总辐射的年变化与直接辐射的年变化基本上一致。理论依据是，太阳直接辐射与太阳高度角h、大气质量数m和大气透明系数a相关。太阳直接辐射随太阳高度

3、角增大而增大，随着大气透明系数增大而增大。然而照此分析6月至8月的太阳辐射量应该相差不大，但8月份的太阳辐射明显高于6月份。这是由于6月份正值“梅雨”季节，降水量大，云层厚度也厚，大气透明系数小，所以太阳辐射量少于8月份。通过比较发现，散射辐射与太阳直接辐射的变化趋势基本相同，在5-8月份散射辐射量最大，在一月份最小只有1245.2MJ/，在六月份达到最大，这主要是因为散射辐射的大小也与太阳高度角、大气透明度、大气质量数等因素有关。但由于武汉六月份正值“梅雨”季节，降水量大，故散射辐射量出现比直接辐射高的“异常现象”。2.2.光合有效辐射PAR 太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有

4、效辐射，PAR是Photosynthetically Action Radiation的英文缩写。PAR的波长范围在0.4 0.7um，与可见光基本重合。光合有效光辐射占太阳直接辐射的比例随太阳高度角的增加而增加，最高可达45%。而在散射辐射中，光合有效辐射的比例可达60% 70%之多，所以多云天反而提高了PAR的比例。平均起来，光合有效辐射占太阳辐射的50%比较合理。可以大致按照下面的公式进行计算：PAR=0.5（Rsb+ Rsd ）从图1中可以看出，光合有效辐射与太阳直接辐射及散射辐射的变化趋势基本一致。1月到7月PAR是逐月上升的，7月份达到最大值，7月8月变化不大；而从8月到12月，P

5、AR开始逐月递减。光合有效辐射，与直接辐射和散射辐射密切相关，所以PAR变化趋势与太阳辐射总量是一致。但有适当的云量可以使散射辐射增强，PAR相应增大。PAR形成生物量的基本能源，直接影响着农作物的生长、发育，决定着农产品的产量和产品质量。提高在夏季的农业PAR利用的投入，对农业生产有重大意义。2.3日照时数和日照百分率日照时数指直接辐射照射的时间，（日照百分率=（日照时数/可照时数）100 %）日照时数（小时）104.1105.4115.6151.2181.8179.9日照百分率（）3334313943232.7241.2174.1161.6144.3136.554594746表二：日照时数

6、（小时）与日照百分率（1971-2000年）的月平均量武汉地区处于北纬30N附近，稍稍处于北回归线以北，而6-7月份太阳赤纬在北回归线附近，故6-7月份照时数应该最大，但却都低于8月份，原因是武汉地区6-7月份虽然是日可照最大的月份，但是6-7月份降雨量很大导致平均日照时间短于8月份，所以日照时数在8月份最大。8月份后太阳赤纬南移，日照时数也随之减小。12-1月份，太阳赤纬在南回归线附近，日照时数也最小。由图2 可看出有，3月日照百分率最低是31%，8月日照百分率最高是59%。按理论来讲，1月份左右太阳直射点在南回归线，白昼最短，日照百分率应该最小，但却比3月份的要大。原因是虽然3月份可照时数

7、相对增长，但3月份武汉受阴雨天气的影响，导致日照时间缩短，所以3月份是最低值。而由于武汉特殊的地理位置8月份可照时数达到了最大。三气温气温是表示空气冷热程度的物理量，大气温度状况是决定天气变化的重要因子之一， 因此气温既是天气预报的重要项目，也是天气预报的重要依据。 3.1气温的年变化一年中气温随时间的连续变化称为气温的年变化。一年中最冷月与最热月的月平均气温之差即为气温年较差。影响气温年较差的因子主要有纬度和海陆因素。平均温度（）3.75.810.116.821.925.7逐月气温变幅（）7.57.67.88.58.27.4极端最高温度（）24.226.928.233.536.137.4极端

8、最低温度（）-18.1-11.2-3.40.78.11328.728.323.417.711.47.28.88.939.338.837.629.822.517.817.510.21.3-7.1-10.1表三：武汉气温年变化 由表三和图三可知，随着太阳直射点的北移，太阳高度角逐渐增大，辐射量增加，同时还受副热带高压的影响，武汉地区的1-7月份温度逐渐升高，在7、8月份到达最大。 由表3、图3可知：（1）极值温度:武汉最高月平均温度为28.7,出现在7月，最低温度3.7,出现在月。（2）月际变化：从一月份开始，气温逐渐升高，到7月份达到最大值，以后气温逐渐下降一直到1月下降到最低。 （3）极端气温

9、：从表上可知夏季极端最高温度高达39.3度，而极端最低温时最低出现在一月份达到了18.1度，二者的差值为57.4度。（4）气温年较差=最热月平均温度-最冷月平均温度，算的武汉的气温年较差 为25.0，相对较大，这主要是因为武汉地处大陆性气候，夏季炎热，冬季寒冷，所以气温相差很大（5）大陆度：根据大陆度的计算公式 K=1.7A/Sin20.4=1.725/Sin（30.63）20.4=63.02（A为气温年较差，为地理纬度）由于武汉的大陆度等于63.0250，具有大陆性气候的特点，气温年较差较大。（K50 海洋性气候 K50 大陆性气候）3.2用气温划分四季春、夏、秋、冬，统称为四季，季节的划分

10、有天文季节、气候季节和自然天气季节。我国现在常用的气候四季是20世纪30年代张宝坤以侯平均温度为指标划分的，故又称温度四季。侯平均温度低于10为冬季，高于22为夏季，介于10-22之间的为春季或秋季。按此指标划分，福州至柳城一线以南无冬季，哈尔滨以北无夏季，青藏高原因海拔高度关系也无夏季，云南四季如春（秋）。此外其他各地四季都比较明显，尤以中纬更为明显。气候四季的划分，照顾了各地区的差异，为农业服务较天文四季更符合实际。 候3月8.69.610.711.612.55月19.620.421.322.222.823.59月25.925.123.921.720.811月14.813.812.3表四:

11、候平均温度表（单位：）依据气温划分四季，候平均温度低于10为冬季，高于22为年夏季，介于10至22之间的为春季和秋季。由表4可以看出，武汉的季节可以划分为明确的春夏秋冬四季，且夏冬两季持续时间比春秋两季长。春季 3月16日开始，持续时间约为 60天；夏季 5月16日开始，持续时间约为133天；秋季 9月26开始，持续时间约为 61天，冬季11月26开始，持续时间约为112天。夏冬两季各持续约4个月，春秋各持续约2个月，可以看出，夏冬两季持续时间比春秋两季长。3.3积温和农业指标温度积温是指某一时段内逐日平均气温积累之和。它是研究作物生长、发育对热量的要求和评价热量资源的一种指标。单位为，研究温

12、度对作物生长、发育的影响，既要考虑到温度的强度，又要注意到温度的作用时间。农业指标温度： 是指能指示农作物生长发育、田间作业的温度。农业气象中通常使用的有活动积温和有效积温两种 。活动积温（Y）： 高于生长下限温度（B）的日平均温度（ti）为活动温度，如日平均气温0的活动积温和日平均气温10的活动温度等。活动温度则是指作物在某时期内活动温度的总和。即：（tiB）当ti小于生长下限温度时，ti=0，某种作物完成某一生长发育阶段或完成全部生长发育过程，所需的积温为一相对固定值。有效积温（A）：平均温度（ti）与生长下限温度（B）之差。而有效积温是指作物在某时期内有效温度之和。查资料得，在武汉，作物

13、生长期的起始和中止日期分别约为2月10日和12月24日，持续时间为317天。所以武汉适宜作物生长。积温作为表征地区热量的标尺，常作为气候区划和农业气候区划的热量指标，以衡量该地区的热量条件能满足何种作物生长发育的需要。积温对农业生产的重要意义在于：积温是作物与品种特性的重要指标之一；利用作物发育速度与温度的相关关系，可以用积温作为预报作物的发育期，收获期，病虫害发生时期预报等的重要依据；积温是热量资源的主要标志之一，可以根据积温的多少分析热量资源，确定作物是否成熟，并预计能否高产优质等。由气温年变化曲线图可得：（1）10的积温起止日期、持续日数 从气温年变化曲线图可知，初始日为3月16日，终止

14、日为11月20日，持续日数为250天；（2）5作物生长期的起止日期、持续日数从气温年变化曲线图可知，初始日为2月10日，终止日为12月20日，持续日数为315天。农业常用界限温度及其意义（参照课本）：0土壤冻结和解冻；农事活动开始或终止。冬小麦秋季停止生长和春季开始生长（有人采用3），冷季牧草开始生长。0以上持续日数为农耕期 。 5早春作物播种；喜凉作物开始或停止生长，多数树木开始萌动。冷季牧草积极生长。5以上持续日期称为生长期或生长季。10春季喜温作物开始播种与生长，喜凉作物开始迅速生长。15喜温作物积极生长，春季棉花、花生等进入播种期，可开始采摘茶叶。稳定通过15的终日为小麦适宜播种的日期

15、；水稻此时已停止灌浆；热带作物将停止生长。20水稻安全抽穗、开花的指标，热带作物正常生长。4降水4.1降水的年变化 降水量是指从天空降落到地面上的降水,没有经过蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度。月平均降水量（mm）29.0455.0698.92138.57170.62213.95297.4991.7376.4963.1345.8528.55表五：武汉逐月平均降水量（19912000年）从图五可以看出，武汉地区降水的基本趋势是从一月份到六月份逐渐递增，六月份以后逐步下降，降水主要集中在夏季，而秋冬两季降水量较少，所以武汉既有可能出现旱灾也有可能出现涝灾。武汉属季风气候区，夏季，在太平洋副热

16、带高气压和印度低压控制下，东南季风盛行，带来大量降水。6月大雨带在江淮地区徘徊，形成“梅雨”气候，造成武汉6月降水大量增加，极大地缓解了炎热气候，为农作物生长创造了良好条件。但每年梅雨季节“入梅”、“出梅”的日期早晚不同，会增加旱涝灾害的发生，对农业生产造成不利影响。4.2降水的季节分布3 4 56 7 89 10 1112 1 2年总量平均降水量（mm）136.04201.0561.8247.55446.46平均季总量408.11603.15185.47142.651339.38各季占百分比3047%4503%1385%1065%100%表6：武汉降水的季节分配（19912000） 由表六可

17、以看出，总体上武汉降水季节分配不均，降水量主要集中在春夏两季，占全年的72.3%，而秋冬两季降水量较少。故武汉出现旱灾和出现涝灾的概率比较大4.3降水变率 降水相对变率D：一段时间内的降水距平与多年平均降水量的百分比。或月降水变率（）46.0353.4837.6641.1232.9342.4560.9865.7565.0261.8764.8368.12表七：1991-2000月降水变率 各月平均相对变率 计算方法： 由表七可知武汉最大降水变率为九月份，最小降水变率为五月份。从图中可以看出武汉降水不稳定。由上图可以看出武汉地区各月的平均相对变率D均大于25%，相对变率平均值为53.4%，武汉最大

18、降水变率为八月份，最小降水变率为五月份。因此，武汉每年降水量的变动较大，容易发生旱涝灾害，对农业生产带来严重损害。4.4干燥度干燥度 是指一地一定时段内的水面可能蒸发量与同期降水量的比值。反映了某地、某时段水分的收入和支出状况。干燥度是表征气候干燥程度的指数。因此，它比仅仅使用降水量或蒸发量反映一地水分的干湿状况更加确切。K=W0/R其中： W0为一定时段内的水面可能蒸发量，R为同期降水量。W0约为大于10度的活动积温的0.16倍。干燥度划分为：K 1.0 湿润 1.0K1.5 半湿润 1.5K4.0 半干旱 4.0K 干旱通过计算，武汉地区的干燥度K=0.60，所以武汉地区的气候属于湿润气候

19、。五农业气候生产潜力农业气候生产潜力是以气候条件来估算的农业生产潜力，即在当地光、热、水等气候资源条件下，假设作物品种、群体结构、土壤肥力和栽培技术都处于最适宜状态时，单位面积可能达到的最高产量。1.光合生产潜力 计算方法： f（Q）= 3.75 10-9Q （kg/m2） =3.75 10-5Q（kg/ha） 其中 Q 为投射到单位面积上总辐射量 2.光温生产潜力 其计算方法是： y（Q,t）=f（Q） g（t） 其中，g（t）为温度订正系数，详见课本 3.气候生产潜力 p（Q,t,W）=f（Q） g（t） h（W） 由于武汉地区水分不是限制因子，所以h（W）取1，气候生产潜力数值上等于光温

20、生产潜力。光合生产潜力光温生产潜力气候生产潜力4月13965.000 4072.194 16499.250 7645.752 6月17242.126 13624.728 7月20171.626 8月19771.500 14809.500 8773.148 10月11913.750 3763.554 年总114372.750 77822.500 籽粒产量40030.462 27237.876 根据气候生产潜力的计算公式，并取经济系数0.35，得到武汉农业生产潜力为2.73104kg/ha，武汉农业气候生产潜力的中值区六农业气候分析武汉位于北半球中纬度地带，属于亚热带季风（湿润）气候，雨量充沛，日

21、照充足，四季分明，总的来说体，气候条件良好。但武汉的农业气候变化频率高而且大，只要能利用好、掌握好武汉农业气候的特点，充分利用大自然赋予武汉的资源，那我们武汉的农业将位列全国领先。为什么这么说呢？下面根据近30年武汉气候特点及变化特点，武汉大致有下面三个优势：第一，武汉阳光充足，辐射量非常丰富，温度适中。从太阳辐射逐月直方图可以看出，无论是年辐射量还是日照量，均是非常充足的。而且，武汉光合有效辐射较大，直接说明只要利用好了，农业潜力将大大提高。另外武汉的活动积温积温值大，有培育出优质农产品的潜力。第二，生命之源是水，水资源是否丰富也是影响作物生长的重要因素。武汉位于长江中下游地区，是大自然给我们的礼物，在春夏两季，武汉降雨量非常充足，进一步巩固了武汉水资源的优势，这样农作物有了充足的阳光和水分，所以生长也不受限制。最后，农作物生产潜力较大，为武汉农产品的发展做了一个很好的准备。总之，武汉冬温夏热、四季分明，降水丰沛，季节分配比较均匀，加上武汉地处水资源丰富的偏内陆地带，造就了武汉作为一个农业生产发达地区的坚实基础。