第2章--大氣的熱能與溫度

1、本章主要內容：本章主要內容： 輻射的基本知識輻射的基本知識 太陽輻射太陽輻射 地面輻射差額地面輻射差額 土壤溫度及其變化土壤溫度及其變化 水體溫度及其變化水體溫度及其變化 空氣溫度及其變化空氣溫度及其變化22.1 輻射的基本知識 基本概念基本概念p輻射：輻射：自然界中任何物體在絕對零度以上都能以電磁波或粒子的形式向外放射能量，這種傳送能量的方式稱為輻射。v輻射的特點：輻射的特點：l輻射要有溫度；l輻射是一種物質運動，具有能量、質量；l輻射可以產(chǎn)生熱效應；l輻射具有二象性。即波動性和粒子性。3p物體對輻射的吸收、反射和透射物體對輻射的吸收、反射和透射 吸收率(a)：a=Qa/Q (0a1) 反射

2、率(r)：r=Qr/Q (0r1) 透射率(d)：t=Qt/Q (0t1) 根據(jù)能量守恒原理得：Q=Qa+Qr+Qt 即 a + r + t = 1（透明物體） a + r = 1（不透明物體） 2.1 輻射的基本知識4p黑體：黑體：對所有波長的入射輻射的 a = 1。常把a =0.970.99的物體近似看作黑體p灰體：灰體：對所有波長的入射輻射的 a 1，且吸收率不隨波長而改變。p白體：白體：對所有波長的入射輻射的r1?，F(xiàn)實中，白體也不存在，如表面磨光的銅反射率r0.97，被視為白體。2.1 輻射的基本知識5p透熱體：透熱體：對入射輻射的t=1。固體和液體一般是不透熱的。氣體對熱輻射幾乎沒有

3、反射能力，在一般溫度下的單原子和對稱雙原子氣體可視為透熱體，多原子氣體在特定波長范圍內具有相當大的吸收能力。影響固體表面的吸收和反射性質的，主要是表面狀況和顏色，表面狀況的影響往往比顏色更大。2.1 輻射的基本知識6 輻射的基本定律輻射的基本定律 p基爾荷夫定律基爾荷夫定律 在一定溫度下，任何物體對于某一波長的放射能力(e,T) 與物體對該波長的吸收率(a,T)的比值，只是溫度和波長的函數(shù)，而與物體的其它性質無關。即: 2.1 輻射的基本知識7基爾荷夫定律得出的結論：基爾荷夫定律得出的結論：p對于不同性質的物體，當它的放射能力較強時，其吸收能力也較強；放射能力較弱時，其吸收能力也較弱。p對于同

4、一物質，如果在溫度為T時放射某一波長的輻射，那么在同一溫度下，它也吸收這一波長的輻射。 解釋：解釋：1 1、夏季不宜穿深色衣服。、夏季不宜穿深色衣服。 2 2、為什么冬季化雪融冰要往地上撒一些土？、為什么冬季化雪融冰要往地上撒一些土？2.1 輻射的基本知識8p斯蒂芬斯蒂芬波爾茲曼定律波爾茲曼定律黑體總的放射能力與它本射絕對溫度的四次方成正比。即 E ET T=T=T4 4 (=5.67(=5.671010-8-8w/mw/m2 2K )K )不同溫度下黑體輻射強度與溫度的關系不同溫度下黑體輻射強度與溫度的關系 2.1 輻射的基本知識9p維恩位移定律維恩位移定律 黑體最大放射能力所對應的波長（m

5、）與其絕對溫度成反比即：m mTT=2897umK=2897umK不同溫度下黑體輻射強度與溫度的關系不同溫度下黑體輻射強度與溫度的關系 2.1 輻射的基本知識102.2 太陽輻射 日地關系日地關系p地球的公轉：地球的公轉：地球繞著太陽公轉， 公轉軌道為橢圓，公轉一周時間為365d5h48m46s，產(chǎn)生了四季。p地球的自轉：地球的自轉：地球自轉一周時間為23h56m04s，即產(chǎn)生了晝夜交替。近日 遠日1月3日7月4日1520萬公里平均距離=1496萬公里(4月3日,10月5日)1470萬公里11 天文輻射天文輻射p太陽輻射波譜太陽輻射波譜 大氣上界太陽輻射能主要集中在0.154.0m 之間，占

6、太 陽 總 輻 射 能 的 9 9 。 最 大 放 射 能 波 長m=0.475um，相當于青光。2.2 太陽輻射12 天文輻射天文輻射p太陽輻射波譜太陽輻射波譜 大氣上界太陽輻射能主要集中在0.154.0m 之間，占 太 陽 總 輻 射 能 的 9 9 。 最 大 放 射 能 波 長m=0.475um，相當于青光。2.2 太陽輻射13p太陽高度角太陽高度角太陽光線與地平面之間的夾角稱太陽高度角。h=0-90v太陽高度角的計算：太陽高度角的計算：Sinh=SinSin+CosCosCosSinh=SinSin+CosCosCos為緯度：為緯度：北半球取正值，南半球為取負值。北半球取正值，南半球

7、為取負值。為時角：為時角：時角與時間的關系：=(t-12)15 上午為負，下午為正上午為負，下午為正為赤緯角：為赤緯角：太陽直射點所在地的地理緯度叫赤緯，用表示，23.523.523.523.52.2 太陽輻射142.2 太陽輻射15l正午時刻太陽高度角：正午時刻太陽高度角：=0=0， h=900h=900+ + l特殊日期正午時刻太陽高度角的計算：特殊日期正午時刻太陽高度角的計算：n夏至日太陽高度角：h=900+ 23.5 n冬至日太陽高度角：h=90023.5 n春、秋分太陽高度角：h=900 v太陽高度角的變化：太陽高度角的變化：l日變化：日出、日落，日變化：日出、日落，h=0h=0；正

8、午，；正午，h=90h=90l年變化：北半球：夏季太陽高度角大，冬季小年變化：北半球：夏季太陽高度角大，冬季小2.2 太陽輻射16p太陽方位角太陽方位角 太陽光線在水平面上的投影與當?shù)刈游缇€間的夾角。v計算公式：計算公式：v日出日沒方位角公式：日出日沒方位角公式：v取值規(guī)定：取值規(guī)定：正南為0，正西為+90， 正北為180，正東為-90。c co os ss si in nc co os sA A2.2 太陽輻射17v討論討論l春秋分日出正東、日沒正西春秋分日出正東、日沒正西( (春分、秋分日的赤春分、秋分日的赤緯為緯為 0 0) ) l夏半年日出東偏北、日沒西偏北。夏半年日出東偏北、日沒西偏

9、北。l冬半年日出東偏南、日沒西偏南。冬半年日出東偏南、日沒西偏南。2.2 太陽輻射18p可照時數(shù)（晝長）可照時數(shù)（晝長）v定義定義從日出到日沒的時間間隔，稱為可照時數(shù)（晝長）v日出日沒時角的計算：日出日沒時角的計算：v全天可照時間（全天可照時間（t t）為）為: :tgtgcos152t2.2 太陽輻射20v可照時間隨緯度、季節(jié)變化規(guī)律：可照時間隨緯度、季節(jié)變化規(guī)律：l春、秋分日全球晝夜平分，可照時間為12h。 l夏半年北半球各地可照時間長于12h，越向北晝長越長。 l冬半年北半球各地可照時間短于12h，越向北晝長越短。 l赤道地區(qū)全年晝夜平分，可照時間為12h。2.2 太陽輻射21 大氣對太

10、陽輻射減弱大氣對太陽輻射減弱p選擇性吸收選擇性吸收N N2 2：幾乎不吸收太陽輻射；O O2 2：吸收0.15-0.2um的紫外線；O O3 3：吸收0.2-0.32um的紫外線；COCO2 2：吸收1.46-2.78um的紅外線；水汽：水汽：在可見光、紅外線區(qū)都有吸收帶，但主要吸 收外0.932.85m的紅外線；水滴和塵埃：水滴和塵埃：能吸收0.59um及3um附近的太陽輻射， 但吸收作用較弱。2.2 太陽輻射22p散射作用散射作用v氣體分子散射氣體分子散射 當散射質點的直徑小于入射光波長時，散射具有選擇性，選擇短波輻射散射，對可見光來說，則選擇藍紫光散射。 此定律可解釋下列現(xiàn)象：此定律可解

11、釋下列現(xiàn)象：l晴天的中午天空呈現(xiàn)蔚藍色？l日出、日落前太陽的顏色呈紅色？l高山上的植株相對矮??？2.2 太陽輻射23v粗粒散射（漫射）粗粒散射（漫射） 當散射質點的直徑大于入射光波長時，散射不具有選擇性，不同波長的輻射同等程度的被散射。 此定律可解釋下列現(xiàn)象：l陰雨天氣天空呈現(xiàn)乳白色？l空氣污染嚴重時，天空呈灰白色的？2.2 太陽輻射24p反射作用反射作用 大氣對太陽輻射的反射作用主要是云層的反射，平均反射率為50%左右2.2 太陽輻射太陽輻射太陽輻射100%100%太陽輻射在大氣中減弱252.2 太陽輻射p減弱因素減弱因素v大氣量（大氣量（m m） 常用太陽光線通過大氣的實際射程與大氣垂直厚

12、度的比表示 。當h=90 時，即 m=1，且當太陽高度角為h時，m=1/sinhm=1/sinh當h60時，準確度可達0.01;當h30時，誤差較大。 262.2 太陽輻射v大氣透明度（大氣透明度（P P）大氣透明系數(shù)：大氣透明系數(shù)：太陽光線通過一個大氣量以后的輻射強度(S1)與投射前的輻射強度(S0)之比，即：P= S1/ S0 (0P1)。 影響因素：影響因素：水汽、水滴、塵埃；云霧；輻射波長。27 下墊面對太陽輻射的吸收和反射下墊面對太陽輻射的吸收和反射p選擇性吸收選擇性吸收 綠葉對紅橙光、藍紫光、紫外線吸收較高，對0.721.00um幾乎不吸收，波長超過1.00um后，葉片的吸收率又有

13、所增加（水分吸收），波長超過3.00um后，葉片幾乎變成黑體。2.2 太陽輻射28p下墊面對太陽輻射的反射下墊面對太陽輻射的反射v地面的干燥度越大，則r增大；v地面的粗糙度越大，則r減??；v地面的顏色越深，則r減小；v太陽高度角越大，則r減小 2.2 太陽輻射29 地面輻射地面輻射p定義：定義：地球表面按其自身溫度不斷向外發(fā)射的長波輻射，稱為地面輻射。p波譜：波譜：地面放射能量的波長絕大部分集中在3um-80um之間，能量最大的波長在10um處，為紅外線光譜區(qū)，具有熱效應。p方向：方向：向上。地面輻射是低層大氣的直接熱源。 2.3 地面輻射差額30 大氣輻射大氣輻射p定義：定義：大氣按其自身溫

14、度不斷向外發(fā)射的長波輻射。p波譜：波譜：大氣放射能量的波長絕大部分集中在4um-120um之間，能量最大的波長在15um處，為紅外線光譜區(qū)，具有熱效應。p方向：方向：v向上：向上：加熱上層空氣。v向下：向下：稱為大氣逆輻射。對地面保溫。 2.3 地面輻射差額31 地面有效輻射地面有效輻射（E0 0）p定義：定義：地面放射輻射與地面吸收的大氣逆輻射之差。p影響地面有效輻射的因素：影響地面有效輻射的因素：v空氣濕度：空氣濕度：空氣濕度增大則E0減?。籿風：風：風速增大則E0減小；v地地-氣溫差：氣溫差：增大則E0增大；v地面性質：地面性質：地表面積越大，則E0增大； 地面粗糙度，越粗糙則E0越大v

15、海拔高度：海拔高度：高則E0增大；2.3 地面輻射差額32 地面輻射差額地面輻射差額p定義：定義：在單位時間內，地面吸收的輻射與地面放射的輻射之差，稱為地面輻射差額（也稱凈輻射或輻射平衡）。p表達式：表達式： 晴天：晴天：R=( SR=( Sm m+i)-( S+i)-( Sm m+i)a- E+i)a- Ee e+E+Ea a=( S=( Sm m+i)(1-a)-E+i)(1-a)-E0 0陰天：陰天：R=( SR=( Sm m+i)(1-a)-E+i)(1-a)-E0 0夜間：夜間：R= -ER= -E0 02.3 地面輻射差額33p地面輻射差額的變化地面輻射差額的變化 v日變化：日變化

16、：白天輻射差額為正值，晚上為負值；日出后11.5h由負值轉為正值，日落前11.5h由正值轉為負值。v年變化：年變化：地面凈輻射年變化基本上取決于太陽高度角的變化。最大值6月出現(xiàn)，最小值12月出現(xiàn)。 2.3 地面輻射差額34v隨緯度變化隨緯度變化l緯度愈低，地面輻射差額保持正值的月份愈長；反之，保持負值月份愈長l以北半球而言，大約在北緯39處，年地面凈輻射為0，即 R 0。北緯39以南 R 0，地面熱量有盈余；以北 R0，地面熱量有虧損。2.3 地面輻射差額35 熱量傳遞的方式熱量傳遞的方式p輻射熱交換：輻射熱交換：下墊面和大氣之間熱交換的主要方式。p潛熱交換：潛熱交換：由于水相變化而傳遞的熱量

17、。是下墊面和大氣之間的能量交換間接方式。對天氣過程的形成、演變起重要作用。p分子傳導：分子傳導：土壤中熱量交換的主要方式。2.4 土壤溫度及其變化36p流體流動熱交換：流體流動熱交換：是大氣、海洋內部熱量交換的主要方式。v平流：平流：是水平方向上熱交換的主要方式，對緩解地區(qū)間和緯度間的溫差有很大作用。v對流：對流：地面和低層大氣的熱量向高層大氣傳遞的主要方式。l自由對流l動力對流 v亂流：亂流：是地面和低層大氣間熱量交換的主要方式，2.4 土壤溫度及其變化37 物體的熱特性物體的熱特性p熱容量熱容量v質量熱容量質量熱容量C C ：單位質量的物質溫度變化1所吸收或放出的熱量。 v容積熱容量容積熱

18、容量C Cv v ：單位體積的物質溫度變化 1所吸收或放出的熱量。 Cv= C v熱容量大小比較：熱容量大小比較：水土壤固體空氣。水土壤固體空氣。熱特性成分容積熱容量（106Jm-3-1）熱導率(106Jm-1s-1-1）導溫率（106m-2S-1）固體2.052.430.82.80.391.15空氣0.00130.02116水4.190.590.152.4 土壤溫度及其變化38p導熱率導熱率() () v定義：定義：單位厚度間、保持單位溫差時，其相對的兩個面在單位時間內，通過單位面積的熱量。v導熱率的意義：導熱率的意義：表示物質內部由溫度高的部分向溫度低的部分傳遞熱量的快慢的一種能力。v導熱

19、率大小比較：導熱率大小比較：土壤固體水空氣。土壤固體水空氣。熱特性成分容積熱容量（106Jm-3-1）熱導率(106Jm-1s-1-1）導溫率（106m-2S-1）固體2.052.430.82.80.391.15空氣0.00130.02116水4.190.590.152.4 土壤溫度及其變化39p導溫率導溫率(K)(K)：又稱熱擴散系數(shù)：又稱熱擴散系數(shù)v定義：定義：單位體積的土壤，在垂直方向上流入或流出J焦耳的熱量時，溫度升高或降低的數(shù)值，也稱熱擴散率。 K=/ Cvv導溫率的意義：導溫率的意義：表示土壤因熱傳導而消除土層間溫度差異的能力。v導溫率大小比較：導溫率大小比較：空氣土壤固體水。空氣

20、土壤固體水。熱特性成分容積熱容量（106Jm-3-1）熱導率(106Jm-1s-1-1）導溫率（106m-2S-1）固體2.052.430.82.80.391.15空氣0.00130.02116水4.190.590.152.4 土壤溫度及其變化40v 土壤濕度較小的情土壤濕度較小的情況下，導溫率隨著況下，導溫率隨著土壤濕度的土壤濕度的 增大增大而增加；而增加；v 當土壤濕度增加到當土壤濕度增加到一定程度后，土壤一定程度后，土壤到溫率卻呈現(xiàn)出減到溫率卻呈現(xiàn)出減小的趨勢。小的趨勢。2.4 土壤溫度及其變化41 土壤熱交換的方式土壤熱交換的方式p土壤表面熱量收支平衡方程：土壤表面熱量收支平衡方程：白

21、天：白天：Q QS S= R= RP PBBLE LE 夜晚：夜晚：Q QS S=-R=-RP PBBLE LE p地表熱量收支平衡方程：地表熱量收支平衡方程： R = P + B + LER = P + B + LEB B2.4 土壤溫度及其變化42 土壤熱交換的方式土壤熱交換的方式p土壤表層熱量收支平衡方程：土壤表層熱量收支平衡方程：白天：白天：Q QS S= R= RP PBBLE LE 夜晚：夜晚：Q QS S=-R=-RP PBBLE LE p土壤表層熱量收支平衡方程：土壤表層熱量收支平衡方程： R = P + B + LER = P + B + LEB 2.4 土壤溫度及其變化43

22、 土壤溫度的日變化特點土壤溫度的日變化特點 p日較差日較差( (t t）t tmaxmax(13(13時時)- t)- tminmin( (日出前日出前) )p影響日較差影響日較差( (t t）的因子：）的因子：v太陽高度角h增大，則t增大；v導熱率增大，則t減??；v熱容量增大，則t減小；v云量：晴天大，陰雨天??；v地形：凹地平地凸地；v土壤顏色：深色淺色2.4 土壤溫度及其變化44p地表壤溫度日較差最大，隨深度增加，日較差愈小，地表壤溫度日較差最大，隨深度增加，日較差愈小，4040厘米以下，溫度日變化基本消失。厘米以下，溫度日變化基本消失。p土壤深度每增加土壤深度每增加1010厘米，極值出現(xiàn)

23、的時間落后厘米，極值出現(xiàn)的時間落后2.5- 2.5- 3.53.5小時。小時。2.4 土壤溫度及其變化45 土壤溫度的年變化土壤溫度的年變化p年較差（年較差（T T） T Tmaxmax（7 7月）月）- T- Tminmin（1 1月）月）p影響年較差影響年較差( (T T）的因子：）的因子：v緯度愈高，溫度的年較差愈大；v其余因子同日較差的因子p隨土壤深度的增加，溫度的變幅減小，隨土壤深度的增加，溫度的變幅減小，1010米以下的土米以下的土壤，為常溫層；壤，為常溫層；p土壤深度每增加土壤深度每增加1 1米，月平均溫度最大值、最小值出米，月平均溫度最大值、最小值出現(xiàn)的時間落后現(xiàn)的時間落后20

24、302030天。天。2.4 土壤溫度及其變化46 土壤溫度的垂直分布特點土壤溫度的垂直分布特點 p受熱型受熱型( (日射型日射型) )p放熱型放熱型( (輻射型輻射型) )p清早過渡型清早過渡型p傍晚過渡型傍晚過渡型2.4 土壤溫度及其變化47 水體的物理特性水體的物理特性p水的熱容量大水的熱容量大 p水是半透體水是半透體p水的流動性大水的流動性大p潛熱熱交換大（蒸發(fā)耗熱多）潛熱熱交換大（蒸發(fā)耗熱多） 水溫的變化水溫的變化p日變化：水溫最高出現(xiàn)在日變化：水溫最高出現(xiàn)在15-16h15-16h，最低出現(xiàn)在，最低出現(xiàn)在8-9h8-9h。p年變化：水溫最高月為年變化：水溫最高月為8 8月，最低月為月

25、，最低月為2-32-3月。月。p隨緯度的變化：高緯度變化小，低緯度變化大。隨緯度的變化：高緯度變化小，低緯度變化大。2.5 水溫及其變化48p垂直變化垂直變化2.5 水溫及其變化v夏季：夏季：水表層趨于等溫分布。在等溫層以下有一個躍變層。躍變層以下是等溫層。v冬季：冬季：水溫的垂直分布幾乎呈等溫狀態(tài)。當水面溫度降到4以下時，表層冷水不再下沉，使水面以下的水溫在4左右。 p垂直變化垂直變化v夏季：夏季：水表層趨于等溫分布。在等溫層以下有一個躍變層。躍變層以下是等溫層。p垂直變化垂直變化v冬季：冬季：水溫的垂直分布幾乎呈等溫狀態(tài)。當水面溫度降到4以下時，表層冷水不再下沉，使水面以下的水溫在4左右。

26、 v夏季：夏季：水表層趨于等溫分布。在等溫層以下有一個躍變層。躍變層以下是等溫層。p垂直變化垂直變化49 氣溫的周期性變化氣溫的周期性變化p氣溫的日變化氣溫的日變化 v最大值：最大值：141415h15h出現(xiàn)出現(xiàn)v最小值：日出前出現(xiàn)最小值：日出前出現(xiàn)v日較差（日較差（t t）：）：t= tt= tmaxmax - t- tminmin2.6 空氣溫度及其變化50v影響日較差的因子：影響日較差的因子：l緯度：緯度：高緯度日較差小，低緯度日較差大；l季節(jié)：季節(jié)：夏季的日較差大，冬季的日較差??；l天氣：天氣：晴天日較差大，陰天日較差??；l地形：地形：凹地平地凸地；l海拔高度：海拔高度：海拔高度越高，

27、日較差越??；l下墊面狀況：下墊面狀況：陸面日較差大，海面日較差小； 砂土、松土大，粘土、潮濕土壤小 裸地日較差大，覆蓋地日較差小。2.6 空氣溫度及其變化51p氣溫的年變化氣溫的年變化 v最大值：最大值： 7 7月（大陸）、月（大陸）、8 8月（海洋）月（海洋）v最小值：最小值：1 1月（大陸）、月（大陸）、2 2月（海洋）月（海洋）v日較差（日較差（t t）：）：t= tt= tmaxmax - t- tminmin2.6 空氣溫度及其變化52v影響氣溫年較差的因子：影響氣溫年較差的因子：l緯度：緯度：高緯度年較差大，低緯度年較差?。籰距海遠近：距海遠近：遠海年較差大，近海年較差??；l海拔高

28、度：海拔高度：隨高度增高年較差變小；l地形：地形：凹地平地凸地l云和降水：云和降水：多的地區(qū)年較差小，少的地區(qū)年較差大。2.6 空氣溫度及其變化53 氣溫的非周期性變化氣溫的非周期性變化 氣溫的非周期性變化，受大氣水平運動的影響發(fā)生的，例如：倒春寒，秋老虎。可以加強或減弱甚至改變氣溫的周期性變化2.6 空氣溫度及其變化54 氣溫的垂直分布氣溫的垂直分布p氣溫垂直梯度：氣溫垂直梯度：指高度每相差100m兩端溫差，也稱氣溫垂直遞減率，或稱氣溫直減率。單位100m 。 即：即： = - T/Z= - T/Zv0時，隨高度增加氣溫降低，稱常溫大氣。 v =0時，隨高度增加氣溫無變化，稱等溫大氣。v0時

29、，隨高度增加氣溫升高，稱逆溫大氣。 整個對流層的氣溫直減率平均為0.65/100m2.6 空氣溫度及其變化55p各個層次上的氣溫直減率各個層次上的氣溫直減率v整個對流層平均氣溫直減率：0.65/hmv對流層上層：0.650.75 /hmv對流層下層：0.30.4 /hm2.6 空氣溫度及其變化56p近地氣層氣溫垂直分布近地氣層氣溫垂直分布v 0 時，稱為日射型v 0 時，稱為輻射型v早晨轉變型v傍晚轉變型2.6 空氣溫度及其變化57 大氣中的逆溫大氣中的逆溫p概念概念v逆溫：逆溫：對流層中氣溫隨高度的增高而升高的現(xiàn)象。v逆溫層：逆溫層：當發(fā)生逆溫時，冷而重的空氣在下，暖而輕的空氣在上，不易形成

30、對流運動，使氣層處于穩(wěn)定狀態(tài)，阻礙了空氣垂直運動向上發(fā)展，因而又稱阻塞層阻塞層。 2.6 空氣溫度及其變化58p逆溫的分類逆溫的分類（按成因）（按成因）v輻射逆溫：輻射逆溫：v平流逆溫：平流逆溫：v地形逆溫：地形逆溫：v下沉逆溫：下沉逆溫： 2.6 空氣溫度及其變化59 氣溫的絕熱變化氣溫的絕熱變化p干絕熱變化：干絕熱變化：干空氣或未飽和的濕空氣，在升降運動中，氣塊內部既沒有發(fā)生水相變化，也沒有與外界進行熱量交換的過程。用d表示， d d =1/100m =1/100m。p濕絕熱變化：濕絕熱變化：飽和濕空氣，在升降運動中，氣塊內部發(fā)生水相變化，但沒有與外界進行熱量交換的過程。用m表示， m m

31、 =0.5/100m =0.5/100m。2.6 空氣溫度及其變化60 大氣靜力穩(wěn)定度大氣靜力穩(wěn)定度p定義：定義：處在靜力平衡狀態(tài)中的大氣，當空氣團受到垂直方向的外力因子擾動后，大氣層結（溫度和濕度的垂直分布）使其具有返回或遠離原來平衡位置的趨勢和程度，稱為大氣靜力穩(wěn)定度。 2.6 空氣溫度及其變化61p分類：分類：穩(wěn)定中性不穩(wěn)定穩(wěn)定中性不穩(wěn)定2.6 空氣溫度及其變化62p大氣靜力穩(wěn)定度的判斷大氣靜力穩(wěn)定度的判斷 大氣穩(wěn)定與否主要決定于空氣塊與周圍空氣的輕重，而空氣的輕重決定于氣壓和溫度，在氣壓相同的情況下，取決于溫度的高低 通常用氣溫直減率（通常用氣溫直減率（）與上升氣塊的干絕熱直減）與上升

32、氣塊的干絕熱直減率（率（d d）或濕絕熱直減率（）或濕絕熱直減率（m m）的對比來判斷。）的對比來判斷。2.6 空氣溫度及其變化63 A: B: C: 2.6 空氣溫度及其變化64v對于未飽和空氣對于未飽和空氣 d d 不穩(wěn)定；不穩(wěn)定； = = d d 中性；中性； d d 穩(wěn)定。穩(wěn)定。v對于飽和空氣對于飽和空氣 m m不穩(wěn)定；不穩(wěn)定； = = m m中性；中性； m m 穩(wěn)定。穩(wěn)定。v綜合判據(jù)綜合判據(jù)l m m 時，大氣處于絕對穩(wěn)定狀態(tài)時，大氣處于絕對穩(wěn)定狀態(tài)l d d時，大氣處于絕對不穩(wěn)定狀態(tài)時，大氣處于絕對不穩(wěn)定狀態(tài)l m m d d 時，大氣處于條件穩(wěn)定狀態(tài)時，大氣處于條件穩(wěn)定狀態(tài)2.

33、6 空氣溫度及其變化65p積溫積溫v積溫學說積溫學說l在其他因子基本滿足的前提下，溫度因子對生物發(fā)育起著主導作用；l生物開始發(fā)育要求一定的下限溫度；l完成全生育期或某個發(fā)育期，要求一定的積溫。2.6 空氣溫度及其變化66v積溫的種類及計算積溫的種類及計算l活動積溫活動積溫(Y)(Y)：生物某生育期或全生育期活動溫度總和。 活動溫度：活動溫度：高于生物學下限溫度(B)的日平均溫度。nitY1i（tiB） 2.6 空氣溫度及其變化67l有效積溫有效積溫(A)(A)：生物某生育期或全生育期有效溫度的累積。 有效溫度：有效溫度：活動溫度與生物學下限溫度(B)的差值。 BtAni1i2.6 空氣溫度及其

34、變化68l凈效積溫：凈效積溫：植物某一生育期或全生育期的凈效植物某一生育期或全生育期的凈效溫度的總和。溫度的總和。 凈效積溫：凈效積溫：當實際溫度超過該生育期最適溫度時，其超過部分對生物的發(fā)育是無效的，其活動溫度應以最適溫度代替。此時的凈效溫度等此時的凈效溫度等于最適溫度于最適溫度(t(t0 0) )與生物學下限溫度與生物學下限溫度(B)(B)之差。之差。niiBtmBt10)()(（Btit0）A=凈效積溫常用來預測雜交水稻制種時的花期。凈效積溫常用來預測雜交水稻制種時的花期。2.6 空氣溫度及其變化69l負積溫：負積溫：冬季一段時間內低于0的日平均溫度總和。表示一地冬季或越冬某時段的嚴寒程

35、度l地積溫：地積溫：一段時間內某一深度土層日平均溫度總和。研究土溫對種子出苗速率的影響時用。l危害積溫：危害積溫：逐日（或逐時）高于或低于臨界溫度的累積值。研究高溫（低溫）對作物的危害時用。2.6 空氣溫度及其變化70應用舉例：應用舉例：1 1、某植物生長期間連續(xù)十天的溫度分別是：、某植物生長期間連續(xù)十天的溫度分別是：14.514.5、15.015.0、20.020.0、24.124.1、23.823.8、 23.023.0、22.522.5、22.722.7、21.121.1、20.8 20.8 ，其該生育期生物學下限溫度，其該生育期生物學下限溫度是是1515，最適溫度是，最適溫度是 202

36、02323，問：這十天的活動積，問：這十天的活動積溫、有效積溫和凈效積溫分別是多少？溫、有效積溫和凈效積溫分別是多少？解：(1) Y=20.0+24.1+23.8+23.0+22.5+22.7+21.1+20.8=178.0 (2) A=5.0+9.1+8.8+8.0+7.5+7.7+6.1+5.8=58.0 (3) A=5.0+8.0+8.0+8.0+7.5+7.7+6.1+5.8=56.1 2.6 空氣溫度及其變化712 2、某作物從出苗到開花需一定有效積溫，其生物學下限溫度為、某作物從出苗到開花需一定有效積溫，其生物學下限溫度為1010，它在日均氣溫為，它在日均氣溫為2525的條件下，從出苗到開花需要的