农业气象学课后思考题.docx

1、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

2、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

3、、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

4、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

5、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(O2O+O)，然后又和氧分子化合而成(O2+OO3)。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

6、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

7、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 ：PH1.00 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。0.3

8、2-0.28 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

9、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。用表示，单位为 J/(ms)（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）(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

10、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

11、度。活动温度的总和称活动积温。当tiB时 ti取值为014)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tiB时， (ti-B)取值为0二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

12、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。（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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、优质、高产。水分思考题1、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

18、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

19、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1415时。5、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

20、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)和风速(2-7m/s)4) 层结较稳定云是悬浮在大气中的水汽凝结物。它是由微小的水滴、过冷却水滴、冰晶单独或混合组成。形成云的主要原因是空气上升运动。云的存在和发展所必须具备的条件：1) 要有使空气中水汽发生凝结的冷却过程； 2) 水汽达到过饱和状态；3) 有凝结核；4) 必须有水汽的不断输送和补充。6、露和霜是怎样形成的？露对农业生产有何影响？露（dew）与霜（frost） 近地面空气中的水汽，直接在地表面或地物表面上凝结或凝华 夜晚或清晨，由于地面、地物表面的辐射冷却而降温，当其温度降到露点温度以下时，与辐射面接触的水汽

21、在其表面上产生凝结。（1）露对雨水缺少的干旱地区的农作物生长有重要意义。（2）露会增长病原菌的生长，故常用结露时间作为病虫害预测的重要指标。七、什么叫降水、降水量？降水是如何形成的？降水是指以雨、雪、霰、雹的形势从云中降落到地面的液态或固态水。降水量 从云中降落的液态或固态水，未经蒸发、渗透和流失，在水平面上所积聚的水层深度称为降水量。单位：mm降水的形成：云滴增大主要通过以下两种过程：凝结增长过程、云滴的碰并增长过程凝结增长过程：当云层内部存在着冰、水云滴共存，冷、暖云滴共存或大、小云滴共存的任何一种条件时，由于不同的云滴间存在饱和水汽压差，水汽从饱和水汽压大的云滴移到饱和水汽压小的云滴上，

22、使云滴增大。云滴的碰并增长：由于云内的云滴大小不一，相应地具有不同的运动速度。大云滴下降速度比小云滴快，因而大云滴在下降过程中很快追上了小云滴，大小云滴相互碰撞而粘附起来，成为较大的云滴。在有上升气流时，当大、小云滴被上升气流向上带时，小云滴也追上大云滴与之合并，成为更大的云滴。8、空气湿度对作物的影响？空气湿度对作物的影响 空气相对湿度 - 影响作物蒸腾、作物吸水 空气相对湿度 - 有些作物开花授粉 空气相对湿度 - 病虫害九、什么叫水分利用率？提高水分利用率的途径有哪些农田蒸散消耗单位重量水分所制造的干物质重量称为水分利用率。(1) 灌溉 灌溉时间：作物水分临界期 水量：根据土壤含水量、作

23、物的需求、当地雨量分配特点 方式：畦灌、沟灌、淹灌 畦灌：密植条播的窄行距作物，小麦、谷子 沟灌：宽行距中耕作物，棉花、玉米、薯类和有些蔬菜 淹灌：喜温好湿的作物，水稻(2) 种植方式：种植密度、行距与行向 土壤水分充足时，高粱、玉米等适当密植和缩小行距 行向与田面获得的辐射量有关，导致更多的水分丧失 (3) 风障 在大风情况下，风障可减少湍流交换，从而明显减少障内水分消耗，提高水分利用率。 (4) 作物种类的搭配 蒂尔(I. D. Teare)：高粱(C4)地的蒸散率比大豆(C3)地小，土壤中贮水量比大豆地多，有效利用率比大豆高出近三倍(5) 覆盖 覆盖能减少土壤蒸发，保存土壤水分。 一、名

24、词：1.气压场：气压在空间的分布状况称为气压场。 1水平气压梯度力：由于气压梯度的存在，空气从高压区流向低压区，这种促使空气流的力称之为气压梯度力（G）。2水平地转偏向力：空气在转动着的地球上运动着，当运动着的空气质点依其惯性顺着气压梯度力的方向运动时，由于地球转动而产生的使空气偏离气压梯度力方向的力，叫做地转偏向力3高气压：具有闭合等压线，中心气压高，外围气压低的气压区。 4高压脊：从高压区里延伸出来的狭长区域。在脊中，各等压线弯曲最大处的连线称脊线。 5低气压：具有闭合等压线，中心气压低，外围气压高的气压区。 6低压槽：从低压区里延伸出来的狭长区域。在低压槽中，各等压线弯曲最大处的连线称槽

25、线。 7地转风：在自由大气等压线平直的气压场中，水平压力梯度力与水平地转向力平衡时产生的风。 8梯度风：在自由大气中，空气做曲线运动时，除了受水平气压梯度力和水平地转偏向力的作用外，还受惯性离心力的作用，在这三个力达到平衡时的风，称为梯度风。 9焚风：气流翻越高大山岭时，在背风坡绝热下沉，形成又干又热的风称为焚风。10季风：大范围的盛行风向随季节有显著改变的现象称为季风。 11大气活动中心：12大气环流：地球上各种规模空气运动状况称为大气环流。 二、简答1气压与高度的关系？由于大气层的厚度随高度的增高而变薄，空气密度也随高度增高而迅速减小，所以，气压随高度增高而急剧减小。2实际大气中风是在哪几

26、种力的作用下形成的？各自所起的作用如何？水平气压梯度力：空气产生运动的直接动力 水平地转偏向力和惯性离心力只改变运动速度不改变运动方向。此外还有摩擦力3自由大气中的风和摩擦层中的风是怎样形成的？自由大气中的风是有水平压力梯度力和水平地转偏向力作用形成的。摩擦层中的风是由水平压力梯度力和水平地转偏向力以及摩擦力共同作用形成的。4三圈环流是在什么条件下形成的？假设地球表面是均匀一致的，并且没有地球自转运动。空气既无摩擦力、也无地转偏向力5地球上可分哪几种风带和气压带？为什么会出现高、低气压活动中心？6焚风、山谷风是怎样形成的？气流翻越高大山岭时，在背风坡绝热下沉，形成又干又热的风称为焚风在山区出现的随昼夜交替而转换风向的风，称为山谷风。当空气由开阔地区进入狭窄谷地时，谷口截面积小，但空气质量又不可能在这里堆积，于是气流就必须加速前进，因而形成了强风，这种风称为峡谷风7风对农业生产有哪些影响？1. 风可以调节农田小气候状态 风能影响农田湍流交换强度：增强地面与空气的热量和水分等的交换、增加土壤蒸发和作物蒸腾、增加空气中C