农业气象学知识点要点

3.五大气象要素，及其周期性变化，对农业生产的影响

答：气象要素：光：辐射、日照 热：温度 水：空气湿度、降水、蒸发 气：气压

风：风向、风速

4.辐射的特点：1、辐射要有温度；2、辐射是一种物质运动，具有能量、质量；

3、辐射可以产生热效应；4、辐射具有二象性。即波动性和粒了性。

5.太阳高度角：

太阳高度角的计算：Sinh=SinφSinδ+CosφCosδCosω

其中，φ为纬度。 δ为赤纬角，ω为时角。

赤纬角(δ) ：太阳直射到地球表面的一点到地心的连线与赤道面组成的夹角，即地球上太阳直射点所处地理纬度叫赤纬。在南北回归线之间变化，在北半球取正值，南半球取负值，即 –23.5°≤δ≤23.5° 。 时角与时间的关系：ω=（t-12）×15 °

正午时刻太阳高度角：ω=0， h=90－φ+ δ

特殊日期正午时刻太阳高度角的计算：夏至日太阳高度角：h=90－φ+ 23.5° 冬至日太阳高度角：h=90－φ－23.5° 春、秋分太阳高度角：h=90－φ

太阳高度角的变化：日变化：日出、日落，h=0；正午，h=90°

年变化：在北半球：夏季太阳高度角大，冬季小。

计算武汉(30°N)二分、二至日出、日落时间和可照时间。

可照时间：从日出到日没的时间间隔，称为可照时数（昼长）

日出日没时角的计算：

全天可照时间（t）为:

φ为纬度。 δ为赤纬角，ω为时角。ω=（t-12）×15 °

春秋分日出正东、日没正西(春分、秋分日的赤纬为 0°) 夏至：δ=23.5°冬至：δ=-23.5°

第3章 温度

1.土壤的热容量主要由什么决定？为什么？

答：在一定过程中，物体温度变化1°C所需吸收或放出的热量，称为热容量。它取决于物质本身的性质与温度。分为容积热容量和质量热容量。

2.何谓导热率？它表示什么意义？

定义：单位厚度间、保持单位温差时，其相对的两个面在单位时间内，通过单位面积的热量。单位：J/(m·s·℃) 

导热率意义：表示物质内部由温度高的部分向温度低的部分传递热量的快慢的一种能力。

3.土壤导热率随土壤湿度如何变化？

答;它随土壤湿度的增加而增大,导致潮湿土壤表层昼夜温差变化小

4.何谓导温率？它表示什么物理意义？

定义：单位体积的土壤，在垂直方向上流入或流出J焦耳的热量时，温度升高或降低的数值，也称热扩散率。单位：m2/s 

K=λ/ Cv   

意义：表示土壤因热传导而消除土层间温度差异的能力，直接决定土壤温度的垂直分布。

5.土壤的热容量、导热率、导温率三种热特性怎么变化

答：导温率语与热率成正比，与热容量成反比；在土壤湿度较小情况下，随着土壤湿度增大而增加，当土壤湿度超过一定数值后，导温率反而减小。

9.何谓温度的铅直梯度？它和干绝热直减率、湿绝热直减率有什么不同？

答：气温垂直梯度：指高度每相差100m，两端温差，也称气温垂直递减率，或称气温直减率。单位℃／100m 。与干绝热直减率及湿绝热直减率是完全不同的概念，前者表示实际大气中温度随高度的分布，后两者指气块在升降过程中气块本身温度的变化率。

10.温带山区山体的什么部位最易引种亚热带作物？为什么？

答：山腰。因为山腰易出现你逆温现象，能搞保证作物安全过冬。

11.何谓大气稳定度？如何判断大气的稳定度？

概念：当空气团受到垂直方向扰动后，大气层结使它具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度，叫大气稳定度。

判别:大气稳定与否主要决定于空气块与周围空气的轻重，而空气的轻重决定于气压和温度，在气压相同的情况下，取决于温度的高低。

当 r < rm 时，大气处于绝对稳定状态

当 r> rd时，大气处于绝对不稳定状态

当 rm < r < rd 时，大气处于条件稳定状态

12..某种植物从出苗到开花所需的有效积温是一定的，它在日均温恒为20℃的条件下从出苗到开花时间为100天，而在18℃时为125天。如果让这种植物在25℃条件下生长50天，然后转移至20℃的条件下栽培，问该植物从出苗到开花共需多少天？其生物学零度为多少？

生物学零度:生物生长发育过程中的最低温度

13.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。

14.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  A=n(T－B)=(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:Y=20℃×31＋30℃×22=1280℃

        有效积温:A=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℃。

第4章 水分

1.简述各种湿度特征量的定义和表示的意义。

水汽压（e）：大气中水汽部分产生的压力，可以直接表示空气中的水汽含量

饱和水汽压（E）：饱和空气中水汽所产生的压力。

绝对湿度(α):单位体积空气所含水汽的质量。直接表示空气中的水汽含量

相对湿度(r)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比，r=100%*e/E

饱和差(d)：同一温度下的饱和水汽压与实际水汽压之差。

露点温度(τ或td)：在空气中水汽含量不变、气压一定的条件下，当温度下降到空气中水汽达到饱和时的温度。露点温度下的饱和水汽压就是实际水汽压

温度露点差：

2.空气湿度的表示方法有哪些？哪些是直接反映空气含水量的？哪些是间接反映空气含水量的？什么叫相对湿度？它和温度有什么关系？水汽压、相对湿度的年变化、日变化有哪些规律？

答：表示方法有水汽压和饱和水汽压、绝对湿度、相对湿度、饱和差、露点温度、温度露点差。水汽压、绝对湿度、露点温度直接反映空气含水量，相对湿度、饱和差、温度露点差间接反映。

相对湿度：气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比，与温度成反比关系。

水汽压日变化：单峰型（海洋型）双峰型（大陆型），

年变化：水汽压的年变化主要取决于蒸发量，故与气温变化一致。最高值在7、8月，最低值在1、2月。

相对湿度日变化：内陆：相对湿度的日变化与气温相反。沿海：在海滨或湖泊附近，受海陆风或湖岸风的影响，相对湿度的日变化与气温一致

年变化：一般与气温的年变化相反，冬季较大，夏季较小。在季风气候区，相对湿度的变化规律与气温一致，即夏季大，冬季小。由于这些地区夏季有海风带来水汽，冬季却是大陆吹来的较干燥的气流。

3.土壤中的水分是通过哪些方式蒸发的？试针对这些方式提出保墒措施。

答：表面直接蒸发：即水分沿毛细管上升到土壤表面后才蒸发，如潮湿土壤

内部蒸发：水汽通过土壤孔隙扩散出土表，如干涸土壤。

措施：松土（培土）：如潮湿土壤；镇压：如干涸土壤；深中耕：如积水土壤

4.降水是如何形成的？为什么在云中，冰水共存或大小水滴共存时有利于降水的形成？

答：降水的形成条件：宏观条件：充沛的水汽和空气的上升运动

微观过程：云滴增长成为降水质粒的过程。

冰水共存或大小水滴共存时，云中的实际水汽压介于两者状态的饱和水汽压之间，发生凝结增长，存在冰晶效应，大小水滴的水汽转移现象。所以有利于降水形成。

5.影响水面蒸发快慢的因素有哪些？

答：影响水面蒸发的因素：蒸发面的温度，饱和差，风速，气压，蒸发面的性质和形状

6.十雾九晴”、“十雾九雨”各指什么雾？

答：“雾兆晴天”、“十雾九晴”、“久雨见雾晴”，都指的是辐射雾。

“十雾九雨”指的是：平流雾、平流辐射雾

7.当气温为15.0℃时，饱和水汽压为17.1hPa，在气温为26.3℃时，饱和水汽压为34.2hPa，现测得气温为26.3℃，水汽压为17.1hPa，试求相对湿度和露点是多少？

解：∵ r= e / E×100％，据题意当t =26.3℃，

则：E=34.2hPa， e =17.1hPa

∴r =17.1 / 34.2×100％=50％

又当t=15.0，则E=17.1hPa，此时t=td (露点温度)

答：相对湿度为50％，露点温度为15℃。

8.温度为20℃，水汽压为17.1hPa的一未饱和气块，从山脚海平处抬升翻越1500m的高山，凝结产生的水滴均降在迎风坡，求该气块到达山背风坡海平面处的温度和相对湿度(已知rd =1℃/100米，rm=0.5℃/100米，且温度为10℃，15℃，20℃，25℃时的饱和水汽压分别为12.3，17.1，23.4，31.7hPa，忽略未饱和气块升降时露点的变化)。

解：∵e=17.1hPa 当t =15℃时，

则水汽饱和：E15 =17.1hPa

凝结高度为：Zd =(20－15)×100=500米

T1500米=20－(1.0×500/100)－0.5(1500－500)/100=10℃

∴t山背脚 =10+1×1500/100=25℃

r = e/E×100％ =12.3/31.7×100％=39％

答：背风坡海平面上的气温为25℃，相对湿度为39%。

第5章 气压和风

1.在某山脚处测得气压为1013hPa，气温为19℃，山顶处气压为880hPa，气温为12℃，求山的高度。

解：由拉普拉斯压高公式： Z2-Z1=18400(1+αtm)LgP1/P2 可解

P1，P2为Z1和Z2分划为两点高度上的气压；t=(t1＋t2)/2，为Z2和Z1高度间的平均气温（℃）,α是膨胀系数=1/273。

2.空气主要受哪些力的影响？各有什么特点？

答：水平气压梯度力：高压指向低压，它力是在空气开始运动后才产生和起作用的。

水平地转偏向力：北半球，与运动方向相垂直并指向运动方向的右方；南半球相反。只能改变空气运动方向，不能改变运动速度。

惯性离心力：离开曲率中心指向外缘，并与运动方向相垂直。当空气作曲线运动时才起作用

摩擦力：与运动方向相反。摩擦力可以改变空气运动速度，不能改变运动方向。

3.三圈环流有关知识

低纬环流

由于赤道地区气温高，气流膨胀上升，高空气压较高，受水平气压梯度力的影响，气流向极地方向流动。又受地转偏向力的影响，气流运动至北纬30度时便堆积下沉，使该地区地表气压较高，又该地区位于副热带，故形成副热带高压。赤道地区地表气压较低，于是形成赤道低气压带。在地表，气流从高压流向低压，形成低纬环流。

中纬环流和高纬环流(极地环流)

　 在地表，副热带高压地区的气压较高，因此气流向极地方向流动。在极地地区，由于气温低，气流收缩下沉，气压高，气流向赤道方向流动。来自极地的气流和来自副热带的气流在60度附近相遇，形成了锋面，称作极锋。此地区气流被迫抬升，因此形成副极地低气压带。气流抬升后，在高空分流，向副热带以及极地流动，形成中纬环流和高纬环流。

三风四带：三风——信风带（北半球东北信风带和南半球东南信风带）、中纬度盛行西风带、极地东风带。四带——赤道低压带、副热带高压带、副极地低压带、极地高压带。

4.一团气温为30℃，露点温度为25℃的气块从海平面开始翻越一座3000m的高山，凝结产生的水滴都降落在迎风坡，试计算翻山后气块到达海平面时的气温和相对湿度(忽略未饱和空气作垂直运动时水汽压的变化)。

5.一块温度为20℃、露点温度为15℃的空气从海平面开始翻越一座2500m的高山，忽略空气作绝热变化时露点温度的变化，试计算该空气块翻山后到达背风坡海平面时的温度、露点温度和相对湿度(取湿绝热直减率rm=0.5℃/100m)。

解：已知山脚时t=20℃， td=15℃， 山高2500m

当空气块刚开始越山时，按rd上升，

到500m高度处下降了5℃，气温为15℃。此时空气达到饱和，即凝结高度为500m。

由500m向上，按rm上升，

到山顶时的气温为t=15-(2500-500)×0.5/100=5℃，

此时空气仍为饱和状态，水汽压等于5℃下的饱和水汽压，查表得：e =Et=5 =8.7hPa

空气块下降时，气温按rd增加，到山脚时的气温为

t=5+2500×1/100=30℃

若设下降过程中没有水汽的损失，到山脚时的水汽压仍为山顶时的水汽压。

e=8.7hPa， td=5℃

U=e/E×100%=8.7/42.5×100%=20.5%

答：到山脚时的温度、露点温度、相对湿度分别为30℃，5℃和20.5%。

第六章 天气学基本知识

1.什么是气团？影响我国的气团主要有哪些？它们对我国各季的天气有什么影响？

答：定义：指在水平方向上，温度、湿度和大气稳定度等物理属性比较均匀且垂直方向上变化很小的大块空气。

影响我国的气团：变性极地大陆气团（主要），热带太平洋气团（主要），热带大陆性气团，赤道气团，热带南海气团。

a变性极地大陆气团（主要）：来自西伯利亚、蒙古地区。冬季可影响我国各地，夏季仅影响我国北方和西北地区。在这种气团控制下，天气晴朗寒冷干燥。

b热带太平洋气团（主要）：来自热带太平洋和南海的热带海洋气团。夏季，除西北部分地区外，全国各地均可受其影响；冬季仅影响华南与西南地区。该气团控制的地区常出现对流性天气。

2.何谓锋？锋面附近为何常为大风、阴雨天气？

答：定义：冷气团与暖气团之间的交界面称锋面。锋面与地面的交界线称为锋线，锋线简称为锋。

由于这个交接面上冷空气密度大，暖空气密度小，冷空气下沉，将一部分能量供抬升暖空气所用，一部分能量供给大气运动，于是常见大风天气，而由于暖空气在爬升的过程中，绝热降温、冷却、水汽凝结，于是形成降雨，有时候还可以产生雷暴天气。

3.锋如何分类？各类锋的天气有什么异同点

暖锋：锋面坡度小，约为1/150 ；雨区较宽在锋前，多属连续性降雨。地面锋线移过本地后，天气逐渐晴朗，气温升高，气压升高。

冷锋：a 缓行冷锋：锋面坡度较小，约为1/100；雨区相对较窄在锋后，多属连续性降雨。锋线过境后，气温降低，气压升高，风力减小。

b 急行冷锋：移速快，锋面坡度大，约为1/70；雨区窄，锋线过境时，往往是狂风暴雨，电闪雷鸣，但持续时间短，锋线一过境天气立即转晴，但是气温急剧下降，气压上升。多出现在夏季。

准静止锋；其天气特征与缓行冷锋相似，锋面坡度小, 约为1/250；雨区宽；下绵绵细雨，锢囚锋：锢囚锋显著特征是在锢囚锋的两则均为降水，降水区域和强度大。锢囚锋分为：冷式、暖式和中性。

4.气旋和反气旋中的气流有何不同？为何形成截然不同的天气？

答;气旋;中心气压比四周气压低的水平空气涡旋。在北半球，空气作逆时针旋转；南半球相反。反气旋：中心气压比四周气压高的水平空气涡旋。在北半球，气流为呈顺时针方向流动

气旋：气流向低压中心汇集，迫使中心空气上升，绝热冷却，水汽凝结，成云降雨。

反气旋： 气流从中心向外流散，使地面高压中心对应高空空气下沉，绝热增温，相对湿度小，水汽蒸发，云消雾散。中心地区以下沉气流为主，不利于云雨形成，。

5.太平洋副高内部和周围天气有什么不同？为什么？

答：内部多晴天。因为在副高控制的地区，有很强的下沉气流，有时出现下沉逆温。

西部和北部多阴雨天气,副高的北侧为中纬度的西风带，冷暖空气常在此相遇。由于气流辐合上升，在副高西北部， 形成云和连阴雨天气。

南部晴天，多台风。因为副高的南侧盛行东风气流。

6.副高的季节变化和短期变化对我国天气有何影响？正常年份副高在我国有何活动规律

答：(1) 季节变化对我国的影响 副热带高压的位置和强度是随季节而变化的。一般冬季副热带高压的位置偏南，强度也弱，对我国影响较小；夏季副热带高压位置偏北，强度较大，对我国影响也较大。从冬到夏，副热带高压向北偏西方向移动，势力逐渐增强；而从夏到冬，副热带高压则向南偏东方向移动，势力逐渐减弱。随着副热带高压的南北进退，我国大陆雨带也随之南北移动。

（2)正常年份副高在我国的活动规律：

6月中下旬，副高脊线第一次北跳，越过20°N，徘徊于20°N～25°N之间，高压脊的西端可达到120°E，江淮流域梅雨开始。

7月上中旬，副高脊线第二次北跳，越过25°N，徘徊于25°N～30°N之间江淮流域梅雨结束，炎热盛夏开始；黄河流域雨季开始。

7月底8月初，副高脊线第三次北跳，越过30°N， 黄河流域雨季结束， 华北、东北地区雨季开始。

9月上旬，副高脊线第一次回跳到25°N附近，华北、东北地区雨季结束，黄河流域秋雨开始，长江中下游进入秋高气爽的天气。

10月旬，副高脊线第二次回跳到20°N以南，黄河流域雨季结束，长江中下游秋雨开始。

7.槽(脊)前后天气有什么不同？为什么？

槽线前部，常有降水天气，槽线后部，天气好转，为晴朗天气。脊前槽后盛行干冷西北气流，多晴朗天气；脊后槽前盛行西南暖湿气流，易成云致雨。

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