农业气象学第二章温度ppt课件.ppt

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1、第二章温度土壤温度空气的温度温度与农业热量交换方式第一节热量交换方式辐射热交换——地面大气热交换的主要方式任何温度在绝对零度以上的物体，通过辐射的放射和吸收而进行的热量交换方式。分子传导热交换——土壤中热交换的主要方式物质通过分子碰撞，所产生的表现为热量传导的动能交换方式。流体流动热交换流体在各个方向上流动时，热量随流体流动而输送的热量交换方式。根据流体流动的方向性分为：对流、平流和乱流。定义：流体在垂直方向上有规律的升降运动。作用：使上下层空气混合，产生热量交换。分类：对流：分类热力对流动力对流作用：对

2、大规模的热量传递和缓和地区之间、纬度之间温度的差异起着很大作用。乱流（湍流）——主要发生在贴地层定义：流体在各方向上的不规则运动。分类：热力乱流动力乱流定义：流体在水平方向上的流动。平流：近地气层乱流强度的时空变化：陆地比海面强山地比平原强白天比夜间强夏季比冬季强潜热交换物质在进行相态变化时所发生的热量交换。地面热量收支RLEPBRLEPB（白天）地表面热量收支示意图（夜间）地表面昼夜热量收支平衡方程：白天：R-P-B-LE=0夜间：-R+P+B+LE=0一、地面热量收支(平衡)第二节土壤温度地表层昼夜热

3、量收支平衡方程：QsQsRLEPBLERPB（白天）（夜间）地表层热量收支示意图白天：R-P-B-LE=Q夜间：-R+P+B+LE=-Q热量平衡过程地球表面吸收太阳辐射能后，会通过各种热量收支方式，产生能量的转换和输送而达到平衡，这样的物理过程称为热量平衡过程。二、土壤的热属性热容量定义：在热交换过程中，物体温度变化１℃所需吸收或放出的热量。分类：质量热容量（比热、比热容）容积热容量质量热容量：定义：单位质量的物质，温度变化１℃所需吸收或放出的热量。单位：J/(kg·℃)(或J/(g·℃))计算：容积热容

4、量：定义：单位体积的物质，温度变化１℃所需吸收或放出的热量。单位：J/(m3·℃)(或J/(cm3·℃))计算：Cm、Cv之间的关系：土壤热容量分析：土壤成分容积热容量（J/（㎝3·℃））土壤矿物质土壤有机质水空气1.9252.7084.1860.0013在土壤的组成物质中，空气的热容量最小，水的热容量最大，固体成分介于两者之间。导热率（热导率）定义及单位：定义：指物体在单位厚度间、保持单位温度差时，其相对的两个面在单位时间内通过单位面积的热流量。单位：J/（m·S·℃）(或Ｗ/（m·℃）)热流量方程：Λ

5、：导热率，Q：热容量；ΔT/ΔZ：温度梯度，负号表示热流方向由高温指向低温。方程的意义：当其他条件相同时，导热率大的物质，热流量大，传热速度快；反之则小。土壤成分导热率（W/（㎝·℃））土壤矿物质土壤有机质水空气0.02930.019970.006280.0002093土壤中固体成分的导热率最大，水居中，空气最小。土壤导热率分析：土壤导热率影响因子：土壤含水量土壤孔隙度单位：ｍ2/S(或㎝2/S)Ｋ：导温率，λ：导热率，Ｃ：容积热容量。定义：单位容积的物质，通过热传导，由垂直方向获得或失去λ焦耳（J）的热

6、量时，温度升高或降低的数值称为导温率。计算公式：导温率（导温系数、热扩散率）定义及单位：土壤导温率分析：砂土的热特性与土壤湿度的关系土壤湿度较小的情况下，导温率随着土壤湿度的增大而增加；当土壤湿度增加到一定程度后，土壤导温率却呈现出减小的趋势。土壤导温率对土壤温度分布的影响：直接决定着土壤温度的垂直分布及最高、最低温度出现的时间。三、地面和土壤温度的变化表征温度变化的几个物理量较差：指一定周期内，温度最高值与最低值之差。日较差：一日内最高温度与最低温度之差。年较差：一年中最热月平均温度与最冷月平均温度之差

7、。绝对年较差：年极端最高气温与极端最低气温之差。位相：最高温度与最低温度出现的时间差。㈠、地面温度和热量收支的关系（日变化和年变化）地面温度变化与地面热量收支示意图1．地面温度日变化曲线；2．地面热量支出日变化曲线；3．地面辐射收入日变化曲线。Tm：地面最低温度；TM：地面最高温度一天中地面最高温度、地面最低温度出现在地面热量收支相抵（平衡）的时刻。一年中地面最热月温度，一般出现在７月或８月，地面最冷月温度一般出现在１月或２月。㈡、土壤温度的变化时间变化日变化日较差的影响因子：(1)太阳高度(2)土壤热特

8、性(3)土壤颜色(4)地形(5)天气日恒温层（土温日不变层）：土壤温度日较差为零时的深度。日恒温层深度：一般深度约为40～80㎝，平均为60㎝。土壤温度的年变化年恒温层（年温度不变层）：土壤温度的年较差为零时的深度。日恒温层的影响因子：纬度、季节、土壤热特性土壤温度位相：土壤温度位相落后于地面温度，土层越深，位相落后越多。年较差：纬度深度极值：出现时间，位相。四、土壤温度的垂直分布日分布日射型（受热型）：土壤温度垂直分布图中1