农业气象学概念总结。

农业气象学概念总结。

温室效应：由于大气对太阳短波辐射吸收很少，易于让大量的太阳辐射透过而到达地面，同时大气又能强烈吸收地面长波辐射，使地面辐射不易逸出大气，大气还以逆辐射返回地面一部分能量，从而减少地面的失热，大气对地面的这种保暖作用，称为“大气保温效应”，习惯称为“温室效应”。

气压：是大气压强的简称，即在单

辐射光谱:太阳辐射的波长范围，位截面积空气柱的重量。由大气的

大气活动中心:由于海陆热力差异大约在0.15-4微米之间。在这段波重量及其分子撞击力综合作用所产

生。分，割断了气压带，形成了高压和长范围内，又可分为三个主要区

太阳高度角：太阳平行光线与水平低压中心，称为大气活动中心域，即波长较短的紫外光区、波长面的夹角。较长的红外光区和介于二者之间的水平气压梯度力：指水平方向上，

焚风:气流越过山岭后，在背风坡绝可见光区。由高压指向低压，单位距离气压

光合有效辐射（PAR）：太阳辐射热下沉而形成干热的风，称为焚差。中对植物光合作用有效的光谱成风。辐射通量密度:单位时间内通过单位分。面积的辐射能，单位W〃m－2。对某地转风：在自由大气平直等压线的

暖锋:暖气团锋面向冷气团一侧推移一物体表面而言有辐照度和辐出度的气压场中，当气压梯度力和地转偏

光饱和点：在一定的光照强度范围的锋。分别。向力相平衡时的风，称为地转风。内，高照度增加，光合强度也增加，但光照度到达一定程度时，光

冷锋:冷气团锋面向暖气团一侧推移总辐射：指直接辐射辐照度（S′）风压定律：在北半球，背风而立，合强度不再随光照度的增大而增

和散射辐射辐照度（D）总和的锋。高压在右，低压在左，南半球则相强，这个光的临界点称为光饱和

反。点。

气旋：中心气压比四周低的大尺度大气逆辐射：指大气辐射投向地面

气压带：是由于地球表面纬度高低光补偿点：当光照强度降低时，光水平空气涡旋，在气压场上，又称的部分（弱于地面辐射）。

不同,接受太阳辐射的多少不同,于合强度也随之降低，植物的光合强低压。

地面有效辐射：指地面辐射与地面是形成不同的气压区域,这些区域就度和呼吸强度达到相等的光强值称

为光补偿点。反气旋：中心气压比四周高的大尺吸收的大气逆辐射δ〃Ea之差。是气压带植物的光周期：是指植物生长发育对昼夜长短的不同反应。逆温现象：在一定的条件下，有时可能出现气温随高度的增加而增加的现象，这现象叫逆温现象。三基点温度：温度对植物生命、生长和发育过程的影响，从其生理过程来讲，都有3个基点温度，简称三基点温度。

有效积温：活动积温与生物学下限温度之差。

度水平空气涡旋，在气压场上，又称高压。

霜冻：在作物生长期内，土壤和植物表面温度降到足以引起植物遭受伤害或者死亡的短时间的低温灾害。

太阳方位角：太阳光线在水平面上的投影与当地子午线的交角可照时数:指日出到日没的时间间隔，亦称昼长。

净辐射：指地球表面在任何时刻的辐射能总收入与总支出的差值（或称辐射平衡或地面辐射差额）。植物的感光性：植物的发育速度对光照长短反应的特性。

光能利用率：植物光合产物中贮存的能量占所得的能量的百分率。容积热容量：指单位体积的土壤，温度变化1℃所需吸收或放出的热量。

山谷风:当大范围气压场分布比较均匀时，在山区，白天地面风从谷地吹向山坡，称为谷风；夜间地面风从山坡吹向谷地，称为山风，这就是山谷风。

海陆风:白天，下层空气由海面吹向陆地，叫做海风；夜晚，下层空气由陆地吹向海面，叫做陆风。天气系统:一定范围内具有相似天气特征的大气系统，如气团、锋、气旋、反气旋、槽、脊等。

农业界限温度:指对农业活动具有普太阳直接辐射:指以平行光线的形式遍意义的，标志着某些重要物候现直接投射到地面的太阳辐射。象或农事活动的开始、终止或者转折的温度。散射辐射:直接辐射通过大气时被

空气和其他悬浮颗粒所散射的部

蒸腾系数：作物蒸腾消耗单位重量分。的水分做制造的干物质重量。

饱和差－d:是同温度下饱和水气压与实际水气压的差值。

蒸散量：农田中作物蒸腾和土壤蒸发的总耗水量。

光照时数：指日出和日没后的一段时间内地面得到的高层大气的散射

活动积温:高于生物学下限温度的日光。平均温度。

散射：指太阳辐射被大气层中的各

降水量：从云中降落到地面的液态种气体分子、尘埃、云滴等微粒改

变传播方向而投向四面八方的现或固态水，未经蒸发、渗透和流

失，在水平面上所积聚的水层深度象。称为降水量，以MM为单位。

空气湿度:指空气中水汽含量多少或气团:物理属质水平方向上分布较为

均匀垂直方向上变化比较一致的大潮湿程度的物理量。

块空气。水汽压:指由大气中水汽所产生的压

气候带:就是围绕地球表面呈纬向带强，单位：百帕（hpa）。

状分布、气候特征比较一致的地

饱和水汽压--E:一定温度下，空气带。中所能容纳的最大水汽含量所产生的压强。

扩展阅读：气象学总结

绪论

一、气象学与水文学的关系：

1、水文气象：是研究水文循环和水分平衡中同降水、蒸发有关气象问题的一门学科。它是气象学与水文学之间的边缘学科，既是应用气象学的一个分支，又是水文学的重要组成部分，其研究成果主要用于河道、水库的防洪兴利，以及水资源的开发利用和水利水电工程的规划设计

2、陆地水文学是研究陆地上水温循环规律的科学，它包括降水的时空分布，水面、陆面和植物表面的水分蒸发，以及地表径流和河川径流的形成过程等，也研究地下水的运动规律。而降水过程和蒸发过程都与气象学有关。

3、大气中的水分循环（蒸发凝结降水）是气象学的主要研究对象之一。而降水蒸发径流又是水文学的主要研究对象。组成水量平衡方程的四要素是降水、蒸发、径流与流域蓄水变量，当流域下垫面变化不大时，径流的变化主要取决于降水与蒸发的变化。

4、在水文分析计算中，为了研究径流变化，首先就要考虑降水量、降水历时、降水面积、降水强度以及暴雨径流等因素。在推求水工建筑物设计洪水标准时，应用气象学的理论与方法，从暴雨成因上进行研究，推求出可能最大降水(PMP),然后推求可能最大洪水（PMF）。在作径流的年内变化、多年变化、探讨丰枯水期交替规律的研究时，显然必须考虑到它们的气候背景。

5、作出中长期水文预报时必须要考虑未来可能影响本地区、本流域的天气系统。至于长期水文预报，更需要分析影响水文情况长期变化的各种因素，而大气环流则是关键因素。一个地区发生的旱涝异常都是由异常大气环流长期维持所形成，因此必须研究大气环流前后期演变承替的规律。

6、在水资源的开发利用中，研究大型水利工程建成后对生态、环境的影响时，都要进行对气候影响的分析。在进行水文区划和流域水文地理分析时，又要以气候区划和流域气候形成条件的研究作为基础。

第一章

一、大气的成分：

1、大气中除了固、液态微粒及水汽以外的空气称为干洁空气，简称干空气。2、干空气主要又氮、氧、氩组成，三者合计占大气总体质量的99.96%，其余气体所占总体积不到0.1%。氮是大气中最多的气体，约占干空气质量的75%，它是地球上生命体的基本成分。氧是大气中次多的气体，占干空气质量的23%左右，是一切生命所需，且决定着有机物的燃烧、腐烂和分解过程。

3、大气中的氩约占干空气质量的1%，是在自然过程中不重要的惰性气体。4、地球大气由三部分组成：干洁大气（即干空气）；水汽；悬浮在大气中的固液态杂质5、臭氧：

时空变化：(1)时间变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。(2)空间变化：水平：由赤道向两极增加。垂直：55～60km，含量极少。

20～25km，达最大值，形成臭氧层；12～15km以上，含量增加特别显著；从10km向上，逐渐增加；近地面，含量很少；

(3)作用：对紫外线有着极其重要的调控作用；对高层大气有明显的

增温作用。

6、二氧化碳：来源：生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和分解、火山喷发作用等。时空变化：(1)时间变化：a)白天、晴天、夏季时的二氧化碳浓度小于黑夜、阴

天、冬季。

b)工业革命前小于工业革命后。(2)空间变化：水平：城市大于农村

垂直：0～20km，含量最高；

20km以上，含量显著减少。(3)作用：绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。

强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。

二、大气的垂直结构：

1、对流层：

特点：(1)主要天气现象均发生在此层。

(2)温度随高度升高而降低。（平均高度每升高100m，气温下降0.65℃。）(3)空气具有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动。(4)气象要素的水平分布不均匀。

天气状况：(1)下层：摩擦作用、对流运动和乱流运动最强烈；

在接近地面约30～50m高度以下的气层称为近地气层，常有雾形成。

(2)中层：空气运动以对流为主；

有中云和直展云出现，由云滴增大成雨滴的过程多在此层进行，因而是形成降水的重要气层。

(3)上层：受地面影响更小，气温常在0℃以下，水汽含量少，各种云

均由冰晶或过冷却水滴组成。飞机飞行在此气层常出现结冰现象。

在中、低纬度地带，常出现风速等于或大于30ms-1的强风带，即所谓高空急流。

(4)对流层顶：气温随高度变化很小，甚至成为等温状态。

由低层上升而至的水汽和尘埃等多聚集在这里，使能见度恶化。

2、平流层：

特点：25km以下，气温保持不变；25km以上，气温随高度增加而显著升高。

空气运动以水平运动为主，无明显的垂直运动。

水汽和尘埃含量极少，晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适宜于飞机航行。

天气状况：平流层中水汽含量极少，透明度好，大多数时间天空晴朗，只是在底

部有分散的贝母云。平流层中空气以平流为主，气流稳定。三、基本气象要素：

1、气象要素：(1)定义：表示大气状态和特征的物理量和物理现象。

(2)天气现象：在大气中或地面上产生的降水、水汽凝结物（云除

外）、冻结物、干质悬浮物和光、电学现象，也包括一些风的特征。

2、气温：(1)定义：气温是空气温度的简称，是表示空气冷热程度的物理量。(2)在一定的容积内，一定质量的空气，其温度的高低只与气体分子运

动的平均动能有关。即这一动能与绝对温度T成正比。因此，空气冷热的程度，实质上是空气分子平均动能的表现。当空气获得热量时，其分子运动的平均速度增大，平均动能增加，气温也就升高。反之当空气失去热量时，其分子运动平均速度减小，平均动能随之减少，气温也就降低。

(3)气温决定着空气的干、湿与降水；决定着气压的大小，是影响大气

运动和大气变化的基本因素。

3、气压：定义：单位面积上所承受到的整个空气柱的质量，即大气的压力。

实质：气压的大小决定于整个空气柱质量的多少

4、湿度：(1)定义：表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。

(2)意义：大气湿度状况直接影响了云、雾、降水等天气现象的形成。(3)水汽压（e）：大气中水汽产生的那部分压力。单位：hap(4)饱和水汽压（E）：温度一定，单位体积空气中的水汽含量是有一定

限度，空气达到此限度时为饱和湿空气，饱和湿空气中的水汽所产生的那部分压力，即最大水汽压。

(5)相对湿度(f)：表示方法：空气中的实有水气压e与同温度下饱和水

气压E的百分比，用f表示。

意义：相对湿度直接反映了空气距离饱和的程度。对湿度越大，越接近饱和，当达到100%时，空

气就达饱和状态，此时水汽就要开始凝结。

(6)饱和差(d)：定义：在一定温度下，饱和水汽压E与实际空气中水汽

压e之差称饱和差（d）。即d=E-e。

意义：d表示实际空气距离饱和的程度。d越大，越不

饱和；d=0，空气达饱和状态；d0，说明不饱和；d0，过饱和。

(7)比湿(q)：定义：在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水

汽质量加上干空气质量）的比值，称比湿（q）。

(8)水汽混合比(γ)：定义：一团湿空气中，水汽质量与干空气质

量的比值称水汽混合比(γ)(单位：g/g)

(9)露点(Td)：定义：在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷

却达到饱和时的温度，称露点温度，简称露点（Td）。单位：℃或K

结论：气压一定时，露点的高低只与空气中的水汽含量

有关，水汽含量越多，露点越高，所以露点也是反映空气中水汽含量多少的物理量。(10)总结：上述大气湿度的表示方法中，水汽压（e）、比湿（q）、水汽

混合比（γ）、露点等基本上表示了空气中水汽含量的多少。

而相对湿度、饱和差、温度露点差则表示了空气距离饱和的

程度。

第二章

一、辐射的基础知识：

1、辐射及其特性：

辐射：物体以电磁波或粒子流形式向周围传递或交换能量的方式。辐射能：物体以辐射的方式传递交换的能量。基本特性：波粒二象性

在气象学上，称太阳辐射为短波辐射，地球和大气辐射称为长波辐射。2、辐射的度量和单位：辐射通量、辐射通量密度

辐射通量及单位：定义：单位时间通过任意面积上的辐射能量。单位：Js-1或W

辐射通量密度（E）及单位：定义：单位面积上的辐射通量。单位：Js-1m-2或Wm-2

辐射通量密度又被称为辐射强度、辐射能力或放射

能力。

3、辐射的基本定律：

(1)普朗克定律：依据量子理论导出了绝对黑体对单色波的辐射强度与波长、温

度的关系。

(2)维恩位移定律：定律：绝对黑体的放射能力最大值对应的波长(λm)与其本

身的绝对温度(T)成反比。

意义：物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短，随着

物体温度不断增高，最大辐射波长由长向短位移。太阳辐射是短波辐射，人、地面和大气辐射是长波辐射。

(3)斯蒂芬波尔兹曼定律：定律：黑体的总放射能力（ET）与它本身绝对温度

（T）的四次方成正比。

意义：物体温度愈高，其放射能力愈强。(4)基尔荷夫定律(选择吸收定律)

定律：在一定温度下，任何物体对于某一波长的放射能力(eλ,T)与物体对该

波长的吸收率(aλ,T)的比值，只是温度和波长的函数，而与物体的其它性质无关。

推论：对不同性质的物体，放射能力较强的物体，吸收能力也较强；反之，

放射能力弱者，吸收能力也弱，黑体的吸收能力最强，所以它也是放射能力最强的物体。

对同一物体，如果在温度T时它放射某一波长的辐射，那么，在同一温度下它也吸收这一波长的辐射。

二、太阳辐射：1、太阳辐射光谱

太阳辐射能随波长的分布曲线。

图中：

实线是大气上界的太阳辐射光谱；

虚线是温度在6,000K时的黑体辐射光谱。

2、太阳辐射：单位时间内投射到单位面积上的太阳辐射能量。

太阳常数：当地球位于日地平均距离时(约为1.496×108km)，在地球大气上

界投射到垂直于太阳光线平面上的太阳辐射强度。

1981年世界气象组织推荐的太阳常数是1367Wm-2，常采用的太

阳常数值为1370Wm-2

3、太阳辐射在大气中的减弱：

(1)减弱方式：a)吸收作用：主要的吸收成分：氧、臭氧、水汽和CO2

b)散射作用：当太阳辐射通过大气时，遇到大气中的各种质点，太

阳辐射能的一部分散向四面八方，称为散射。

太阳辐射通过大气时，由于空气分子散射的结果，波长较短的光

被散射得较多。雨后天晴，天空呈青蓝色就是因为辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射的缘故。而在日出和日落时，当太阳高度角较小时，太阳辐射在到达地面前所经过的光学厚度很大，蓝色光被散射殆尽。所以太阳光呈红色。

c)反射作用：参与反射作用的物质：大气中较大的尘粒和云滴、云

层。

(2)减弱因素：a)大气质量：太阳光通过大气路径的长度与大气铅直厚度之比。大气质量m随太阳高度的增高而减小，当太阳高度低时，m值的增大特别迅速。

b)大气透明系数：定义：透过一个大气质量(m＝1)后的太阳辐射强

度(S1)与透过前的太阳辐射强度(S0)之比

影响因子：海拔、水汽、微尘、云雾

第三章

一、了解绝热过程：

1、绝热：如果一个封闭系统在变化过程中与外界不发生热量交换，称这种过程

为绝热过程，简称绝热。

非绝热过程：在实际大气中，运动中的一团空气(气块)吸收太阳短波辐射、

地球大气的长波辐射，并且和周围空气之间有热量交换，这些热量使得实际空气的热量有所增加，故称之为非绝热过程。

2、干绝热过程：如果升价气块内部既没有发生水相变化，又没有与外界交换热

量，称这种过程为干绝热过程。

3、湿绝热过程：(1)湿空气中的水汽凝结后，过程的进行可能有两种情况：

a)凝结成水滴和冰晶仍留在气块内，而且随着气块垂直向上；b)凝结物雨滴、雪花等一部分或全部降落。

(2)湿绝热过程：饱和湿空气在上升过程中，与外界没有热量交

换，该过程称为湿绝热过程。

4、假绝热过程：潮湿空气块上升，饱和前温度按干绝热直减率减小，饱和以后

俺湿绝热直减率减小。当气块中水汽凝结，成为雨滴、雪花等部分或全部降落后，气块中水分含量减少，下降过程按干绝热直减率或介于干、湿绝热直减率之间的直减率(它大于上升过程中的湿绝热直减率)增温，气块回到原来高度上时，其温度就变成另一个较高的温度，这种过程是个不可逆过程。严格说是非绝热的，所以称为假绝热过程。

二、大气中的逆温(看书):

1、在一定条件下，对流层中也会出现气温不随高度变化或随高度增加温度升高的现象，前者称为等温层，后者称为逆温层。从热力学的角度，无论是等温层还是逆温层都表示大气层结是稳定的。

2、辐射逆温：由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温，未成辐射逆温。3、湍流逆温：由于低层空气的湍流混合而形成的逆温，称为湍流逆温。

4、平流逆温：暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却作用，愈

近地表的空气降温愈多，而上层空气受冷地表面的影响小，降温较少，于是产生逆温现象。

5、下沉逆温：因整层空气下沉而造成的逆温，称为下沉逆温。

6、锋面逆温：同一数值的等温线的位置在暖空气中要比在冷空气中高，当它穿

过锋面时，便发生转折，当冷暖空气的温度差别很大时，就可以出现逆温。

第四章

1、海平面气压场的基本型式（气压系统）低压（低气压、气旋）

D逆时针旋转

向中心辐合绝热上升多阴雨天气

高压（高气压、反气旋）

G顺时针旋转

向四周辐散绝热下沉多晴好天气

槽（低压槽）脊（高压脊）D

G

2、高空气压场的基本型式（气压系统）

高压

顺时

G针旋转

低压

逆时

D针旋转

槽脊

脊线脊前G

D槽后

槽前

脊后3、水平方向作用于空气的力水平气压梯度力G水平地转偏向力A惯性离心力C摩擦力R

4、地转偏向力的方向：与运动方向垂直

北半球指向运动方向的右侧南半球指向运动方向的左侧5、弯曲等压线的气压场中的风C≠0

空气所受的力：G、A、C梯度风：A+C+G=0

GD逆时针

AG顺时针旋

V

AC旋转

VGC转

在自由大气层中，风沿着等压线吹。

自由大气层中的白贝罗风压定律：(判断风压关系的定律）北半球，背风而立，低压在左，高压在右，南半球相反。

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