农业气象学7.ppt

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1、第七章 气候与农业气候 气候的形成 气候带、气候型 中国气候、农业气候 农业小气候D 气候：某一地区多年的大气（统计）状态。气候要素(温度、降水)的平均值或统计量气候的概念一、太阳辐射二、大气环流三、下垫面四、人类活动第一节 气候形成因素一、一、太阳辐射太阳辐射 太阳辐射是大气、陆地和海洋的主要能量来源，也是大气中的一切物理过程和物理现象的基本动力。大气以外，未经减弱的太阳辐射，称为天文辐射。天文辐射的时空分布特点天文辐射的时空分布特点1.太阳辐射总量随纬度增高而逐渐减少。2.在北半球夏的半年，太阳辐射总量的最大值在20-30N，由此向北向南逐渐减少。3.在北半球的冬半年，太阳辐射总量的最大值

2、在赤道，由此向北，随纬度升高获得的太阳辐射能迅速减少，北极为零。4.在冬、夏半年，太阳辐射总量的差异随纬度增高而增大。纬度越高，差异越显著。5.同一纬度上，无论日总量、季总量、年总量都相同。二、大气环流二、大气环流大气环流是影响气候形成和变化的基本因素 在气候的形成中，辐射因素的影响变小。大气环流性质不同 纬度、海拔高度相似的地区带来截然不同的气候 里斯本：3843N、海拔高度，95m，一月平均温度，10.8度 大连：3854N、海拔高度，97m，一月平均温度，-4.2度 三、下垫面三、下垫面 1.海陆分布对气候的影响 海陆热特性不同，使温度分布发生变化，形成不同的气候类型。海陆上空的水汽含量

3、和降水状况发生变化。海上风速大于大陆。2.洋流对气候的影响 洋流：大规模海水的水平运动。洋流对气候的影响：对高、低纬度间的热量传输起着重要作用 大陆东、西岸气温与降水的差异 北半球，低纬度洋流呈反气旋型，东部为寒流，西部为暖流。高纬度洋流呈气旋型，东部为暖流，西部为寒流。空气与暖流接触时，有热量、水汽向上输送。空气与寒流接触时，增加气层的稳定度。3.地形对气候的影响地形本身对气候的影响 盆地：气候趋于严寒酷热 高山：使气候趋于和缓地形对邻近地区的影响 高大的山脉、高原 气流的分界线，阻滞北来的冷空气和南来的暖空气 秦岭：山南 汉中，一月平均气温2.0度 山北 西安，一月平均气温-1.3度四、人

4、类活动四、人类活动 1.植被 滥伐森林、盲目开荒 2.灌溉 灌溉：可使土壤湿润，改变土壤热特性。3.海水污染 石油泄漏、排入大量工业废油 4.大气污染 温室效应：二氧化碳、甲烷、臭氧、氟氯烃等 第二节 气候带与气候型一、一、气候带气候带气候带：环绕地球呈纬向带状分布的气候分类单位。最基本的气候因素为太阳辐射 赤道气候带 热带气候带 副热带气候带 暖温带气候带 冷温带气候带 极地气候带1.1.赤道气候带赤道气候带 10 终年高温多雨，气候湿热，终年皆夏 年平均温度：25-30；最冷月平均温度：18以上；年降水量：2000mm以上，有些地方可达10000mm以上；降水多是对流性的雷阵雨，出现时间多

5、在午后至子夜。在赤道气候带内，终年皆可生长各种植物。2.2.热带气候带热带气候带 10 温度接近赤道气候带，气候年、日较差大于赤道气候带 最热月平均气温：30以上；最冷月平均气温：20左右；年降水量：1000-1500mm；一年可划分为两个季节：多雨的热节（雨季）、少雨的冷季（旱季）在热带气候带的自然植被为疏林草原。植物生长发育具有明显的季节更替 3.3.副热带气候带副热带气候带 它处于副热带高压和信风控制之下，下沉作用强烈，温度高、降水少。地面植被缺乏而多沙漠。年、日气温日较差大，夏天最高气温可达50，冬季最低气温可至0。空气十分干燥；沙漠地区年降水量在100mm以下；在沙漠气候条件下，植物

6、生态变化大，储水组织和根系发达、或改变形态减少蒸腾 或缩短生育期4.4.暖温带气候带暖温带气候带 33 夏季：副热带高压控制下，具有副热带气候的特点；冬季：盛行西风控制下，气旋过境频繁，具有冷温带气候特点。大陆西岸最冷月平均气温：5-10以上；最热月平均气温：20-28以上；平均年较差约为 15左右 气温日较差：夏季12以上；冬季8以上 年降水量约为350-900mm 大陆东岸冬季平均气温约为10，天气变化频繁。夏季气温在25-30，盛夏可达32以上。年降水量在600-1500mm之间，夏雨多于冬雨5.5.冷温带气候带冷温带气候带 45 大陆西部海岸：受向岸西风和暖洋流的影响，气候具有海洋性气

7、候特点。大陆东部海岸：冬季受干冷的离岸风影响，气候具有大陆性气候特点。夏季七月平均温度可在25以上，月平均最高达26-32；冬季平均温度多在0以下。降水主要集中在夏季 干燥大陆型冷温带：350-500mm；湿润大陆型冷温带：500-1000mm。6.6.极地气候带极地气候带 在北半球大陆上处于极圈以北的范围内；在南半球45-50S以南的地区。最热月平均温度在10以下 平均温度不足0为冻原气候 0-10可生长苔原植物，称为苔原气候。极圈以内，夏日整日有光照（极昼），冬日却整日不见光（极夜）。二、气候型二、气候型 气候型：低于气候带的第二级气候分类单位，根据气候特征所划分的类型 海洋性气候和大陆性

8、气候 季风气候和地中海气候 高山气候和高原气候 草原气候和沙漠气候1.1.海洋性气候和大陆性气候海洋性气候和大陆性气候海洋性气候：岛屿或临近海洋的地区，由于受海洋特别是来自海洋上的 暖湿气流的影响，所形成的具有一定特征的气候。冬无严寒、夏无酷暑、春温低于秋温，温度变化和缓。气温的年、日较差较小，最热月在8月，最低月在2月。降水丰富，季节分配比较均匀，云雾较多、日照较少。大陆性气候：分布于远离海洋的内陆地区，常受大陆气团控制，很少受到 海洋暖湿气团影响所形成的气候。冬季寒冷、夏季炎热、春温高于秋温、温度变化剧烈 气温的年、日较差比较大，最热月在7月，最低月在1月 降水稀少，多集中于夏季，季节分配

9、不均匀 干燥、相对湿度低、云雾较少、日照较多。2.2.季风气候和地中海气候季风气候和地中海气候 季风气候：受季风环流影响在大陆东部地区形成的夏季温暖湿润、冬季寒冷 干燥的气候类型。夏季：有来自海洋的海洋气团，海洋性气候特点突出 冬季：有来自大陆的大陆气团，大陆性气候特点突出 夏季高温多雨，冬季寒冷干燥 东亚季风最强，我国东部的广大地区、朝鲜、日本 地中海气候：指纬度30-40附近大陆西岸的夏季炎热干燥、冬季温和湿润的 气候类型。夏季：副热带高压控制下，气流下沉、干旱少雨 冬季：副热带高压南移，西风带气旋活动频繁，降水丰富 3.3.高山气候和高原气候高山气候和高原气候 山地气候：因山地高度和地貌

10、的影响而形成的特殊气候。山地气温高于同纬度自由大气气温 在一定高度上，山地云雾和降水比平地多，降水随高度增加而增大 迎风坡降水多，背风坡干燥而炎热 高原气候：因高原地形影响而形成的特殊气候。由于陆地面积大，夏季或白天，获得太阳辐射量比山地多，土温、气温比山地高 冬季或夜间，辐射面积大，有效辐射强，降温剧烈，温度变化 趋于极端 4.4.草原气候和沙漠气候草原气候和沙漠气候 草原气候：自然植被为草原的气候类型。热带草原：夏热多雨，冬暖干燥，年降水量500-1000mm 温带草原：冬寒夏暖，年降水量200-450mm 沙漠气候：空气干燥，蒸发极强，降水少，年降雨量少于100mm。白天太阳辐射和夜间地

11、面有效辐射都很强 气温日较差可达35-45度。气温年较差，热带和副热带沙漠，18度以下；温带沙漠为30度以上。第三节 气候变迁一、地质时代气候变迁一、地质时代气候变迁二、历史时代气候变迁二、历史时代气候变迁三、近代气候变迁三、近代气候变迁气候变化的原因气候变化的原因1.天文原因(太阳活动、地轴倾斜)2.地学原因(海陆变迁、大陆漂移、极冰的消长等)3.人类活动(下垫面情况、大气成份)4.火山爆发、厄尔尼诺现象第四节 中国气候一、中国气候特征 二、中国的节气和季节 一、中国气候特征一、中国气候特征1.1.季风气候明显季风气候明显（1）风上的反应 冬季：受蒙古高压的影响，盛行以偏北为主。夏季：受太平

12、洋副热带高压的控制，盛行偏南为主。（2）温度上的反应 冬季：盛行干冷的季风，气候寒冷、干燥 夏季：盛行暖湿的季风，气候炎热、湿润（3）降水上的反应 夏季风为我国大陆上空水汽的主要输送者。2.2.大陆性强大陆性强(1)大陆度 表示一个地区受大陆影响反映大陆气候程度的指标或特征值。；K值变化范围：0-100 台湾、海南岛、川滇40；华南地区、青藏高原50；新疆、内蒙古、东北，70-80。(2)大陆性对气温、降水上的反应 气温年较差大，春温高于秋温 雨量集中于夏季，对流性降水多，降水变率大 3.3.具有多种气候类型具有多种气候类型 东北地区：湿润、半湿润温带地区。冬季严寒漫长，夏季短；低温寒害和干旱

13、 华北地区：湿润、半湿润暖温带地区。冬季寒冷、干燥，夏季炎热、多雨，常有暴雨；春旱、夏涝严重 华中、华南中部地区：湿润亚热带地区。冬季冷湿、春雨多，初夏梅雨、盛夏高温伏旱、夏秋多台风 常发生旱涝灾害 华南热带湿润地区：终年气候暖热、长夏无冬，降水丰沛而干湿季分明 内蒙古温带草原半干旱、干旱季风气候：冬长而寒冷、夏短而温暖，降水少、降水变率大，春旱严重 西北温带和暖温带：干旱少雨，昼夜温差大，冬夏温度变化激烈 青藏高原：寒冷、干旱二、中国的节气和季节二、中国的节气和季节1.1.中国的二十四节气中国的二十四节气 二十四节气的划分是从地球公转轨道上所处的相对位置推算出来的。地球公转一周需时为365.

14、23天；公转轨道为360；将地球公转一周划分为24份，每一份15。立春、立夏、立秋、立冬：表示农历四季的开始；春分、夏至、秋分、冬至：表示昼夜长短的更替；雨水、谷雨、小雪、大雪：反映降水；小署、大暑、处暑、小寒、大寒：反映温度；白露、寒露、霜降：既反映降水，又反映温度；惊蛰、清明、小满、芒种：反映物候。2.2.中国的季节中国的季节（1）天文四季 春季：从春分到夏至 夏季：从夏至到秋分 秋季：从秋分到冬至 冬季：从冬至到春分 （2）气候四季 候平均温度为指标而划分的季节。候平均温度低于10为冬季；高于22为夏季；介于10-22为春季或夏季。第五节 农业气候资源一、农业气候生产潜力二、农业气候区划

15、三、农业气候资源开发利用一、农业气候潜力分析一、农业气候潜力分析1.光合生产潜力单位面积、单位时间内，由当地太阳辐射所决定的产量上限为光合生产潜力。2.光温生产潜力 单位面积、单位时间内，由当地太阳辐射和温度所决定的产量上限。3.气候生产潜力 单位面积单位时间内，由当地太阳辐射、温度和水分等气候因素所决定的产 量上限为气候生产潜力。4.我国农业气候生产潜力的分布二、农业气候区划二、农业气候区划指在农业气候分析的基础上，以对农业地理分布有决定意义的农业气候指标为依据，遵循农业气候相似原理和地域分布规律，将某一地区划分为若干个农业气候条件有明显差异的区域。农业气候区划系统 一级区：农业气候大区 二

16、级区：农业气候带 三级区：农业气候区 东部季风农业气候大区 北温带、中温带、南温带、北亚温带、中亚温带等10个气候带 西部干旱农业气候大区 干旱中温带、干旱南温带 青藏高原气候大区 高原寒带、高原亚寒带、高原温带三、中国农业气候资源三、中国农业气候资源 中国农业气候资源（1）光能资源丰富（2）热量资源丰富 （3）东南季风区水份充沛，雨热同季（4）西北干旱区干燥少雨（5）地形复杂，气候多样，灾害频繁第六节 农业小气候农田小气候农业设施小气候一、小气候的概念小气候小气候：在小范围地区内，由于下垫面某些构造和特性的不同，造成热量和水分收支差异，在近地气层和土壤上层中出现的一种局地气候。二、小气候形成

17、的物理基础1.小气候形成因素 辐射因素 局地平流或湍流因素独立小气候 由小范围下垫面性质和构造不同而产生辐射收支差异形成的小气候，称独立小气候。非独立小气候 由于性质不同的临近地段移来的空气影响而形成的小气候，称为非独立小气候。2.活动面与活动层 活动面：由于辐射作用直接吸热和放热，从而影响其上下物质层热状况的表面，称为活动面。活动层：实际上，辐射能的吸收和放射、水分的蒸发和凝结等，不只是 发生在一个面上，而往往发生在一定厚度的物质层中，这个物 质层就称为活动层。三、农田小气候农田小气候：农田小气候：农田小气候是以农作物为下垫面的小气候。它是农田贴地气层和土层与农作物群体之间生物学和物理学两种

18、过程相互作用的结果。农田小气候特征农田小气候特征(1)农田中光的分布 进入农田植被中的太阳辐射，受到植被中茎叶的多次反射、吸收和投射 作用而减弱，减弱的程度与作物群体结构、种类、发育期、栽培方式等 因子以及太阳高度有关。RS:植冠内任一叶层获得的辐射强度R0:植冠顶部的辐射强度L：叶面积指数K:消光系数(Extinction coefficient)（2）农田中温度的分布特征 农田中的温度状况，主要决定于农田的辐射、湍流交换及蒸散耗热状况等 作物生长初期 作物生长盛期（3）农田中湿度的分布特征 农田中湿度的分布和变化，主要决定于农田蒸散和温度，以及湍流交换强度 作物生长初期：作物生长盛期：（4

19、）农田中风的分布特征 农田株间风速的分布与作物高度、密度以及栽培技术措施有关。（5）农田中二氧化碳的分布特征农田中二氧化碳的分布和变化，取决于大气中二氧化碳的浓度，土壤与作物呼吸作用释放的二氧化碳量，以及作物光合作用对二氧化碳的吸收量，与风速、农田湍流交换等气象条件等有关。四、农业设施小气候（1）温室内的辐射 温室内的光和辐射状况与覆盖物的光学性质有密切关系。覆盖材料可影响不同波长光的透过率 温室的方位和结构影响透光率（2）温室内的温度 温室内的温度主要决定于比面积大小、通风换气状况、覆盖材料的 辐射特性和蒸散耗热等因素，并随室外天气变化而变化。（3）温室内的湿度由于在温室中，温度较高，蒸散量

20、较大，四周密闭，因此室内相对湿度比较高。在夜间或阴天低温时，相对湿度更大，多处于饱和或接近饱和状态。（4）温室内的二氧化碳 温室内的二氧化碳来源：土壤有机物质分解、作物呼吸作用过程 温室内的二氧化碳消耗：作物的光合作用 夜间：二氧化碳的积累过程 日出后，随着光合作用的加强，浓度迅速下降 五、林地小气候（1）林内的辐射 投射到林冠层上方的太阳辐射，10%被林冠反射 79%被林冠吸收 11%到达树林下层（2）林内的温度 林冠对温度的作用是缓热或缓冷作用。（3）林内的湿度 林内水汽主要来自于林地土壤蒸发和植物的蒸腾。林内：水汽来源充足，白天温度比林外低，风速小，湍流作用弱等,林内相对湿度、绝对湿度比

21、林外大。（4）林内的风 林木对空气运动具有阻碍作用。林内风速与离林缘距离的关系式：（5）防护林带的小气候效应 防护林带的最大小气候效应是防风，使风速和湍流交换减弱，林带防风效果决定于气流通过林带后动能的消耗程度，动能的消耗程度与林带结构、风向与林带的交角、林带宽度等有关。林带的防风效应林带的防风效应 透风系数：当风垂直林带时，林带背风面林缘处，林带高度以下的 平均风速与旷野同一高度的平均风速之比。疏透度：林带垂直面上透光空隙的面积与林带面积之比。紧密结构：透风系数0.3以下；疏透度20%以下。疏透结构：透风系数0.4-0.5；疏透度30-50%。透风结构：透风系数0.6以上；疏透度60%以上。

22、林带的热力、水分效应林带的热力、水分效应（a）林带对太阳辐射的影响 遮荫作用、反射作用 地面长波辐射 （b）林带对温度的影响 与林带的结构、天气类型、风速、林带内作物生长发育状况等因子有关。晴朗的白天，靠近背风林缘处的温度稍高于空旷地。夜间，靠近林缘处温度稍高。（c）林带的水分状况的影响 由于林带有效地减弱了风速和湍流交换，林网内作物蒸腾和 土壤蒸发的水分逗留在近地层大气中的时间比较长。近地面的绝对湿度、相对湿度通常比空旷地高一些。思考题（第七章 气候与农业气候）1什么叫气候带和气候型？2试比较大陆性气候与海洋性气候、季风气候与地中海气候？3什么叫大陆度、季风气候？我国的气候有什么特点？4在我国大部分地区，一年中的降水为什么主要集中在春、夏季？5什么叫小气候、活动面、活动层、农田小气候？