农业气象学之气候与农业气候PPT课件.ppt

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,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、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 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、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.赤道气候带 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，出现时间多在午后至子夜。 在赤道气候带内，终年皆可生长各种植物。 ,2.热带气候带 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.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.暖温带气候带 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.冷温带气候带 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.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 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.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，季节分配不均匀 干燥、相对湿度低、云雾较少、日照较多。,2.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.高山气候和高原气候 山地气候：因山地高度和地貌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.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、地质时代气候变迁二、历史时代气候变迁三、近代气候变迁,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1.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.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.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 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1.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365.23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.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、农业气候区划三、农业气候资源开发利用,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 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：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过程相互作用的结果。,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）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 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。,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？,5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果两者你都不占绝对优势，那你就选择善良。13、时间，抓住了就是黄金，虚度了就是流水。理想，努力了才叫梦想，放弃了那只是妄想。努力，虽然未必会收获，但放弃，就一定一无所获。14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。5、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。6、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。10、没人能让我输，除非我不想赢！11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。12、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。13、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。14、当你决定坚持一件事情，全世界都会为你让路。15、只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。,