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农业气象学复习


农业气象学 题型;名词解释. 判断. 选择 第一章 大气 一、名词解释题: 1. 干洁大气: 除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气,称为干洁 大气。 2. 下垫面:指与大气底部相接触的地球表面,或垫在空气层之下的界面。如地 表面、海面及其它各种水面、植被表面等。 3. 气象要素:构成和反映大气状态的物理量和物理现象,称气象要素。主要包 括气压、气温、湿度、风、云、能见度

、降水、辐射、日照和各种天气现象等 补充:温室效应。 二、填空题: 1. 干洁大气中,按容积计算含量最多的四种气体是: (1)、(2)、氩和(3)。 2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4)。 3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5)辐射。 4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6),夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分,是天气演变的重要 角色。 6. 根据大气中 (9) 的铅直分布,可以把大气在铅直方向上分为五个层次。 7. 在对流层中,温度一般随高度升高而 (10) 。 8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层,这一层上部气温随高度增高而 (12) 。 9. 根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准, 大气顶约高 (13) 千米。 答案: (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判断题: (说明:正确的打“√”,错误的打“×”) 1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外 线。 2. 二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温,产生“温室 效应”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用,使地球上二氧化碳含量逐年减 少。 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。 简答 论述

5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序,分别为对流层、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。 答案:1.对,2.错,3.错,4.对,5.错,6.对,7.对 。 四、问答题: 1. 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) 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℃,(2) 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。 第二章 辐射 一、名词解释题: 1. 辐射: 物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由辐射所传输 的能量称为辐射能,有时把辐射能也简称为辐射。 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。 3. 太阳方位角: 太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。 以正南为 0, 从正南顺时钟向变化为正,逆时针向变化为负,如正东方为-90°,正西方为 90°。 4. 可照时间:从日出到日落之间的时间。 5. 光照时间:可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。 6. 太阳常数: 当地球距太阳为日地平均距离时,大气上界垂直于太阳光线平面 上的太阳辐射能通量密度。其值为 1367 瓦?。 7. 大气质量数:太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。 8. 直接辐射:以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。 9. 总辐射:太阳直接辐射和散射辐射之和。 10. 光合有效辐射:绿色植物进行光合作用时,能被叶绿素吸收并参与光化学 反应的太阳辐射光谱成分。 11. 大气逆辐射: 大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射,投向地面的大气 辐射,称为大气逆辐射。 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。 13. 地面辐射差额:某时段内,地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。

补充 :辐射通量。太阳辐射光谱。光饱和点。光能利用率。 二、填空题: 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) 。 5. 计算坡面的太阳直接辐射通量密度坡面上的直接辐射通量密度计算式为: Rsb 坡=Rsc?am sinα 其中 α 为太阳光线与坡面的夹角。 Rsb 坡的计算步骤与 上述水平面上 Rsb 的计算类似, 但在第 2 步(计算 m)后, 应确定夹角 α 。 例 1 计 算武汉(φ 为 30°N)冬至日坡度为 20°的南坡和北坡在正午时的太阳直接辐射 通量密度(设透明系数 a=0.8)。解:已知 φ =30°,δ =-23°27',正午太阳高 度 角 为 : h=90° - |φ - δ |=90° - |30° - ( - 23°27')|=36°33' m=1/sinh=1/sin36°33'=1.6792(注意:此处计算 m 时不能用 α 代替 h)。对于 南 坡 , 正 午 时 α =h+ 坡 度 =36°33'+20°=56°33' Rsb 南 坡 =Rsc?am sinα =1367×0.81.6792 ×sin56°33'=784.14 (瓦?米-2 ) 对于北坡,正午时 α =h-坡度=36°33'-20°=16°33'(如果北坡坡度大于 h 时则无直射光,即 Rsb 北坡 =0) Rsb 北坡=Rsc?am sinα =1367×0.81.6792 ×sin16°33'=267.71 (瓦?米-2 ) 由此题可知冬季南坡暖而北坡冷的一个重要原因在于 Rsb 南坡和 Rsb 北坡的差别。 2 在 46.5°N 的某地欲盖一朝南的玻璃温室,为了减小反射 例 损失, 要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于玻璃面,试问玻璃面与地平面的夹 角应是多少?冬至日正午时到达玻璃面上的直接辐射通量密度为多少(已知太阳 常数为 1367 瓦/米 2 ,透明系数为 0.8)?解:已知 φ =46.5°,δ =-23.5°, a=0.8 (1) h=90° - φ +δ =90° - 46.5° - 23.5°=20° m=1/sinh=1/sin20°=2.923804 玻璃面与地平面的夹角 β =90°-h = 90°- 20°= 70° (2) 玻 璃 面 上 的 直 接 辐 射 通 量 密 度 为 Rsb 坡 =Rsc?am sinα =1367×(0.8)2.923804 ×sin90°=711.9 (瓦?米-2 ) 例 3 在北纬 36.5°处有 一座山,其南北坡的坡度为 30°,试求冬至日正午时水平地面上及南北坡面上 的太阳直接辐射通量密度(设大气透明系数为 0.8,太阳常数为 1367 瓦?米-2) 。 解: 已知 φ =36.5°, =-23.5°, δ a=0.8, 坡面坡度 β =30° h=90°-φ +δ =90° -36.5°+(-23.5°)=30° m=1/sinh=1/sin30°=2 水平地面上直接辐射能量 密度 Rsb=Rsc?am sinh =1367×(0.8)2×sin30°=437.4 (瓦?米-2 ) 南坡:Rsb

南坡=Rsc?am sinα =Rsc?am sin(h+β )=1367×(0.8)2 ×sin60°= 757.7(瓦? 米-2 ) 北坡:Rsb 北坡=Rsc?am sinα =Rsc?am sin(h-β )=Rsc?am sin0°=0 由 此题可知, 一般来说冬季正午南坡上的太阳直接辐射最强,而对坡度大于太阳高 度角的北坡,则无太阳直接辐射。所以南坡为温暖的阳坡,北坡为阴冷的阴坡。 10. 冬半年,在北半球随纬度的升高,正午的太阳高度角 (14) 。 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°; (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: (说明:在四个答案中,只能选一个正确答案填入空格内。) 1. 短日照植物南种北引,生育期将________。 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________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________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________。 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. 加快; B. 减慢; C. 不变; D. 取决于气温。 答案: 1. A; 2. B; 3. C; 4. D;5. A 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。 答案: 1. 错; 2. 对; 3. 错; 4. 对; 5. 错; 6. 对; 7. 错; 8. 对; 9.错; 10. 错。 五、计算题 1. 任意时刻太阳高度角的计算根据公式 Sinh=sinφ sinδ +cosφ cosδ cosω 大致分三步进行: (1) 计算时角 ω ,以正午时为 0°,上午为负,下午为正, 每小时 15°; 如以“度”为单位,其计算式是 ω =(t-12)×15°其中 t 为以小 时为单位的时间; 如以“弧度”为单位,则 ω =(t-12)×2π /24 建议计算时以 角度为单位。 (2) 计算 sinh 值(所需的 δ 值可从教材附表 3 中查到,考试时一 般作为已知条件给出)。 (3) 求反正弦函数值 h,即为所求太阳高度角。例:计 算武汉(30°N)在冬至日上午 10 时的太阳高度角。解:上午 10 时:ω =(t- 12)×15° = (10 - 12)×15° = - 30° 冬 至 日 : δ = - 23°27' 武 汉 纬 度 : φ =30° ∴ sinh = sin30°sin( - 23°27')+ cos30°cos( - 23°27')cos( - 30°)=0.48908 h=29°17' 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 h=90°-|φ -δ | = 90°-|-40° -(-20°)|=70° 六、问答题: 1. 太阳辐射与地面辐射的异同是什么? 答:二者都是以电磁波方式放射能量;二者波长波不同,太阳辐射能量主要在 0.15~4 微米,包括紫外线、可见光和红外线,能量最大的波长为 0.48 微米。地 面辐射能量主要在 3~80 微米,为红外线,能量最大的波长在 10 微米附近。二者 温度不同,太阳表面温度为地面的 20 倍,太阳辐射通量密度为地面的 204 倍。 2. 试述正午太北半球阳高度角随纬度和季节的变化规律。 答: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, φ 的增大, 随 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 |>90°的地区 (极圈内),为极夜区,全天太阳在地平线以下。 4. 光照时间长短对不同纬度之间植物的引种有什么影响? 答: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。 5. 为什么大气中部分气体成分对地面具有“温室效应”? 答: 大气对太阳短波辐射吸收很少,绝大部分太阳辐射能透过大气而到达地面, 使地面在白天能吸收大量的太阳辐射能而升温。但大气中的部分气体成分,如水 汽、二氧化碳等,都能强烈地吸收地面放射的长波辐射,并向地面发射大气逆辐 射, 使地面的辐射能不致于大量逸出太空而散热过多,同时使地面接收的辐射能 增大(大气逆辐射)。 因而对地面有增温或保暖效应,与玻璃温室能让太阳辐射透 过而又阻止散热的保温效应相似,所以这种保暖效应被称为大气的“温室效 应”。 7. 试述到达地面的太阳辐射光谱段对植物生育的作用。 答: 太阳辐射三个光谱段是紫外线(0.15-0.4 微米)、可见光(0.4-0.76 微米) 和红外线(0.76-4 微米)。紫外线对植物生长发育主要起生化效应,对植物有刺 激作用,能促进种子发芽、果树果实的色素形成,提高蛋白质和维生素含量以及

抑制植物徒长和杀菌作用等。 可见光主要起光效应,提供给绿色植物进行光合作 用的光能,主要吸收红橙光区(0.6-0.7 微米)和蓝紫光区(0.4-0.5 微米)。红 外线主要起热效应,提供植物生长的热量,主要吸收波长为 2.0-3.0 微米的红 外线。 补充:太阳辐射在大气中得衰减原因、 第三章 温度 一、名词解释题: 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。 3. 日平均温度:为一日中四次观测温度值之平均。即 T 平均 = (T02+T08+ T14+T20)÷4。 4. 候平均温度:为五日平均温度的平均值。 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。 10. 辐射逆温:晴朗小风的夜间,地面因强烈有效辐射而很快冷却,从而形成 气温随高度升高而升高的逆温。 11. 活动面(作用面):凡是辐射能、热能和水分交换最活跃,从而能调节邻近气 层和土层温度或湿度状况的物质面。 12. 容积热容量:单位容积的物质,升温 1℃,所需要的热量。 13. 农耕期:通常把日平均温度稳定在 0℃以上所持续的时期,称为农耕期。 14. 逆温层:气温随高度升高而升高的现象,称为逆温现象。发生逆温现象的 气层,称为逆温层。 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。 补充;湍流。气温垂直梯度。大气稳定度。农业界限温度。 二、填空题: 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) 。 。

4. 干松土壤与紧湿土壤相比: C 干松土 <C 紧湿土 ; 干松土 <λ 紧湿土 土 λ 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) 。 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。 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) 。 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) ℃。 答案: (1)14 时, (2)日出前后, (3)7 月, (4)1 月, (5)减小, (6)推迟, , (11)快, (12)快, (13)大, (14)受热型(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, (29)农耕期, (30)51℃, (31)1℃。 三、判断题: 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, 再到达地面,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。 答案: 1. 错; 2.对;3.对;4. 对;5. 错;6. 错;7. 错;8. 对;9 错;10. 错;11. 错 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( ) 。 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( )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( )。 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( )。 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 答案: 1.③; 2.①; 3.④; 4.②。 5. 试述气温非周期性变化的原因及主要季节 答:主要是由于大规模冷暖空气的入侵引起天气的突变所造成,如晴天突然转 阴或阴天骤然转晴。主要发生在过渡季节,如春夏或秋冬之交最为显著。 6. 空气块在作上升运动时会降温的原因是什么? 空气块作上升运动是绝热过 程。当上升运动时,因周围气压降低,气块体积膨胀,以维持与外界平衡,对外 作功,消耗能量。因为是绝热过程,所消耗的能量只能取自气块本身,所以温度 降低。 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 。 答:“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。 (重点看) 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 比较判断:γ d =1℃/100 米 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? 解:(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℃ 答: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℃。 解: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 答: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 25.7 28.8 解:已知:t5 =21.3℃,n=31 天,t6 =25.7℃,n=30 天,t7 =28.8℃, n=31 天, B=10℃ (1) Y=Σ t≥10 =n1 t1 +n2 t2 +n3 t3 =31×21.3+30×25.7 +31×28.8=2324.1℃ (2) A=Σ (T-B) =n1 (t1 -B)+n2 (t2 -B)+n3 (t3 - B)=31×11.3+30×15.7+31×18.8=1404.1℃ 答:活动积温和有效积温分别为 2324.1℃和 1404.1℃。 5. 离地面 200 米高处的气温为 20℃。此高度以上气层的气温垂直递减率平均为 0.65℃/100 米,试求离地面 1200 米高处的气温。若 1200 米处空气是未饱和状 态,当气块从此高度下沉至地面,其温度为若干? 解:已知 Z1 =200 米, Z2 =1200 米, t1 =20℃ r=0.65℃/100 米 rd =1℃/100 γ >γ d 再进行 ∴在 200~1300 米的气层中,对干空

米 设 1200 米处气温为 t2 ,气块下沉至地面时的温度为 t。(1) (t2 -t1 )/(Z2 -Z1 )=-r t2 =t1 -r(Z2 -Z1 )=20°-0.65℃/100 米×(1200-200)米 =13.5℃ (2) (t2 -to )/Z2 =rd to =t2 +rd Z2 =13.5℃+1℃/100 米×1200 米=25.5℃ 答:离地面 1200 米高处的气温为 13.5℃;气块下沉至地面时的温度 为 25.5℃。 。 第四章 水分 一、名词解释题: 1. 饱和水汽压(E):空气中水汽达到饱和时的水汽压。 2. 相对湿度(U):空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比。 3. 饱和差(d):同温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。 4. 露点温度(td ):在气压和水汽含量不变时,降低温度使空气达到饱和时的 温度。 5. 降水量:从大气中降落到地面,未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积累的 水层厚度。 6. 干燥度:为水面可能蒸发量与同期内降水量之比。 7. 农田蒸散:为植物蒸腾与株间土壤蒸发的综合过程。 8. 降水距平:是指某 地实际降水量与多年同期平均降水量之差。 9. 降水变率=降水距平/多年平均降水量×100% 10. 辐射雾:夜间由于地面和近地气层辐射冷却,致使空气温度降低至露点以 下所形成的雾。 补充;蒸发通量密度。植物的蒸腾作用。降水。 二、填空题: 1. 低层大气中的水汽,随着高度的升高而 (1) 。 2. 蒸发量是指一日内由蒸发所消耗的 (2) 。 3. 相对湿度的日变化与温度的日变化 (3) 。 4. 使水汽达到过饱和的主要冷却方式有 (4) 冷却、 接触冷却、 (5) 冷却和 (6) 冷却。 5. 空气中水汽含量越多,露点温度越 (7) 。空气中的水汽达到饱和时,则相对 湿度是 (8) 。 答案: (1)减少, (2)水层厚度, (3)相反, (4)辐射, (5) 混合, (6)绝热,(7)高, (8)100%。 三、判断题: 1. 当气温高于露点温度时,饱和差则等于零。 2. 相对湿度在一天中,中午最大,早上最小。 3. 甲地降水相对变率较乙地同时期的相对变率大,说明甲地降水量比乙地多。 4. 形成露时的露点温度在零上,出现霜时的露点温度在零下。

5. 当干燥度小于 0.99 时,为湿润,大于 4 为干燥。 答案: 1. 错, 2. 错, 3. 错, 4. 对, 5. 对 四、选择题: 1. 当饱和水汽压为 8hPa,相对湿度为 80%,则水汽压为( )。 ①6.4hPa, ② 4.6hPa, ③8.0hPa, ④4.0hPa 2. 当相对湿度为 100%时,则( )。 ①气温高于露点,饱和差=0; ②气温=露 点,饱和差大于零; ③气温=露点,饱和差=0; ④气温低于露点,饱和差小于 零。 3. 中午相对湿度变小,主要因为气温升高,从而使( )。 ①e 增大,E 不变; ② E 比 e 更快增大 ③E 减小,e 更快减小; ④蒸发量增大,E 降低。 答案: 1.①; 2.③; 3.②。 五、简答题: 1. 何谓降水变率?它与旱涝关系如何? 答:降水变率=降水距平/多年平均降 水量×100%。它表示降水量变动情况,变率大,说明该地降水量距平均值的差 异大,即降水量有时远远超过多年的平均值,这样就会出现洪涝灾害;相反,有 时降水量远远少于平均降水量,则相应会出现严重缺水干旱。 2. 相对湿度的日、年变化规律如何? 答:相对湿度的日变化与气温日变化相 反。最大值出现在凌晨,最小值出现在 14~15 时。年变化一般是冬季最大,夏 季最小。 但若受海陆风及季风影响的地方, 其日、 年变化, 有可能与气温相一致。 3. 影响农田蒸散的主要因子是什么? 答:有三方面:(1)气象因子。包括辐射 差额、温度、湿度和风等; (2)植物因子。包括植物覆盖度、植物种类、生育状 况等; (3)土壤因子。包括土壤通气状况、土壤含水量、土壤水的流动情况等。 六、论述题: 1. 试述雾的种类及成因,并分析雾在农业生产中的意义 答:雾的种类:辐射雾:夜间地面和近地面气层,因辐射冷却,使空气温度降 低至露点温度以下而形成的雾。 平流雾: 当暖湿空气流经冷的下垫面而逐渐冷却, 使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。 雾在农业生产中的意义: 不利方面: 雾削弱了到达地面的太阳辐射,使日照时间减少,改变光质成分; 雾影响土温 和气温日较差,使日较差变小;雾使空气湿度增大,减弱农田蒸散。对作物生长 发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。此外,雾为病虫害提供滋生和 发展条件。有利方面:在寒冷季节,雾可减弱地面有效辐射,减轻或避免作物的 冻害;雾对于以茎、叶为主要经济价值的作物有利,如茶、麻等,可还延长营养 生长期而提高产量。 补充:人工降雨方法 水分利用率途径

七、计算题: 1. 当饱和差为 1hPa,相对湿度为 80%,求饱和水汽压是多少? 解:已知 d=E-e =1hpa U = e / E=0.8 则:e = E-1 又(E-1)/E=0.8 ∴E= 5 (hPa) 答:饱和水汽压为 5hPa。 第五章 气压和风 一、名词解释题: 1 低气压:又称气旋,是中心气压低,四周气压高的闭合气压系统。 2 高气压:又称反气旋,是中心气压高,四周气压低的闭合气压系统。 3 地转风:当地转偏向力与气压梯度力大小相等,方向相反达到平衡时,空气 沿等压线作直线运动所形成的风。 4 季风:大范围地区的盛行风向随季节而改变的风,其中 1 月和 7 月风向变换 需在 120°以上。 5 海陆风:在沿海地区,由于海陆热力差异,形成白天由海洋吹向陆地,夜间风 由陆地吹向海洋,这样一种昼夜风向转变的现象。 6 山谷风:在山区,白天风从谷地吹向山坡,夜间由山坡吹向山谷这样一种以日 为周期的地方性风。 7 焚风:气流越山后在山的背风坡绝热下沉而形成的干而热的风。 8 标准大气压:温度为 0℃,在纬度 45°的海平面上的大气压力,其值为 1013.2hPa。 补充;气压场、行星风系, 二、填空题: 1. 按照三圈环流理论,北半球有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 四个气压带和 (5) 、 (6) 、 (7) 三个风带。 2. 季风以 (8) 为周期,海陆风以 (9) 为周期,且海风 (10) 陆风。 3. 作用于空气运动的力有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) ;其中在高层大气 中, (15) 力可以忽略;而空气作直线运动时, (16) 力可以忽略。 4. 白天, 由山谷吹向山坡的风是 (17) 风, 夜晚, 由陆地吹向海洋的风是 (18) 风。 5. 风向规定为风的 (19) 向,由南向北运动的空气,风向为 (20) 。 答案:(1)赤道低压带, (2)副热带高压带, (3)副极地低压带, (4)极地高压 带, (5)东北信风带, (6)盛行西风带, (7)极地东风带, (8)年, (9)日, (10) 强于,(11)水平气压梯度力, (12)地转偏向力, (13)摩擦力, (14)惯性离心 力, (15)摩擦力,(16)惯性离心力, (17)谷, (18)陆, (19)来, (20)南

三、判断题: 1. 在赤道和极地都存在有地转偏向力,但赤道上没有惯性离心力。 2. 顾名思义,季风就是季节性的风,如春季为春季风,夏季为夏季风等。 3. 高大山体的迎风坡,云雾往往比背风坡多。 4. 当空气作绝热上升运动时,气温要逐渐升高,气流越过山后,在山的背风坡 下沉,气温将下降。 5. 在山区的山谷风,夜间由山坡吹向山谷。 6. 一团湿空气从海平面沿一山坡上升,其温度必然会升高。 7. 海陆风以日为周期,白天风由海洋吹向陆地,晚上相反。 8. 夏季影响我国大部分地区的大气活动中心是太平洋高压和阿留申低压。 答案:1.错,2.错,3.对,4.错,5.对,6.错,7.对,8.错 四、简答题: 1. 海平面气压场有哪几种基本类型?各自所对应的天气如何? 答:按照气压的分布,海平面气压场有五种基本类型:①低气压,即等压线封 闭的中心气压低四周气压高的区域,常常带来阴雨天气。②高气压,即等压线封 闭的中心气压高,四周气压低的区域,常常对应晴好天气。③低压槽,即由低气 压向高气压延伸的狭长区域,它的天气与低压天气类似。④高压脊,即由高气压 向低气压延伸的狭长区域,天气与高气压天气类似。⑤鞍形气压区,即两个高压 和两个低压交错相对的中间区域,这个区域的天气一般无明显规律,常常取决于 是偏于高压还是低压,从而具有相应的天气。 2. 海陆风的成因。 答:由于海陆热力差异,白天陆地增温比海洋快,使陆地 上空气温度高,密度小,气流上升,近地形成低压区;海洋上空气温度低,密度 大而下沉,形成高压区。气压梯度由海洋指向陆地,使空气自海洋流向陆地,即 海风。夜间陆地降温比海洋快。于是情况与白天相反,空气自陆地流向海洋,即 陆风。 3. 为什么高大山体的迎风坡多云雨? 答:由于空气受高大山体阻碍,沿着迎风坡绝热上升,按干绝热规律降温;到一 定高度(凝结高度)时,空气达到饱和状态,然后按湿绝热规律上升降温,空气中 水汽凝结,成云致雨。故迎风坡多云雨。 5. 分析焚风成因及其对农业生产有何影响? 答:焚风是由于气流遇到高大山脉阻挡被迫爬坡时,在山的迎风坡水汽凝结成 云和雨,而在背风坡绝热下沉,温度升高,湿度下降而形成的一种干热风。初春 的焚风可使积雪融化,利于灌溉,也可提早春耕,有利作物生长。夏末秋季的焚 风可使谷物和水果早熟,提早收获。另一方面,焚风出现时,由于短时间内气温 急剧升高, 相对湿度迅速下降, 使作物蒸腾加快, 引起作物脱水枯萎, 甚至死亡,

造成作物减产或无收。强大的焚风还能引起森林火灾、旱灾、高山雪崩等。 6. 何谓大气活动中心?影响我国的有哪些? 答:由三圈环流模式所导出的地球表面的气压带和行星风带的分布均未考虑地 表物理状况的影响。由于地球表面海陆性质的差异,气压带和风带发生断裂,形 成性质各异的一个个气压中心, 这些中心统称为大气活动中心。影响我国的大气 活动中心夏半年有北太平洋高压和印度低压,冬半年有蒙古高压和阿留申低压。 五、综合论述题: 2. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的?各自所起的作用如何? 答:实际大气中的风是在水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力 四个力的作用下产生的。 水平气压梯度力是使空气开始运动的原始动力,只要有 温度差就会有气压差、气压梯度,由此产生气压梯度力,空气就可以开始运动, 而且气压梯度的方向就是空气开始运动的方向。 地转偏向力是由于地球自转而产 生的,是一种假想的力。在北半球,它永远偏于运动方向的右面,只能改变运动 的方向, 不能改变运动的速度, 且随纬度的增高而增大, 赤道上为零, 极地最大, 因此,在低纬度地区,地转偏向力常可忽略不计。当空气运动的轨迹是曲线时, 要受到惯性离心力的作用,这个力由曲率中心指向外围,大小与风速成正比,与 曲率半径成反比。在多数情况下,这个力数值很小,仅在龙卷风、台风中比较明 显。摩擦力总是阻碍空气的运动,既存在于空气与下垫面之间(外摩擦),也存在 于不同运动速度的空气层之间(内摩擦)。摩擦力一般在摩擦层(2km 以下的大气 层)比较重要,且越近地面摩擦力越大,在 2km 以上的自由大气中可忽略不计。 补充: 能看懂等高面图 和等压面图 会画大气环流图


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