气象学原理与气候学

气象学原理与气候学试题2013-2014学年第二学期学院班级姓名学号题号一二三四五六七八总分得分一、结合课程中辐射的相关内容，举例说明农业环境中辐射资源利用问题。要求条理清楚，内容合理，重点突出，500字以上，（15分）。太阳辐射是绿色植物通过光合作用制造有机养分的唯一来源，而许多动物和微生物都靠绿色植物来获取营养，所以太阳辐射是一切生命的能量来源。农业提高光能利用率途径生产就是在人为干预下将太阳能转化为人类可以利用的生物能的过程。太阳辐射也是地球表面的主要热量来源，在很大程度上决定着生物的生存环境。另一方面，太阳辐射还具有光效应，在地球上形成昼夜和季节交替。太阳辐射对农业生物的影响包括辐射强度、光照强度和光谱成分三方面。1.光强在农业生产中的利用大多数农作物对光强要求较高，只有茶树、人参等少数作物相对耐阴。以下几个途径可以提高作物产量。增加辐射总量Su受到气候条件的限制，但如利用保护地育苗或延后生产，可利用低温时期的辐射；改善灌溉可提高对旱期辐射的利用率。提高净光合效率ε主要靠育种和创造适宜的环境条件，包括防治病虫害。ε还与温度有关，应调节田间小气候，使温度尽可能接近作物光合作用的适宜范围。提高整个群体辐射截获率Ic的途径：防止缺苗，使植被尽可能充分覆盖地面；提高苗期叶面对地面的覆盖度；培养理想株型品种2.光谱成分与农业生产（1）紫外光波长在0.315~0.4μm的紫外线对植物无害，并起成形作用，可使植物敦实矮小，叶片变厚。可提高种子萌发能力。可使果品色泽红润，提高含糖量。但一些植物要防止紫外线才可以获得良好品质，如云雾茶、生姜等。（2）可见光绿色植物进行光合作用时，可见光被叶绿素吸收并参与化学反应。可见光中蓝、紫光对植物向光性运动起重要作用。另外可见光可以用于诱杀害虫。（3）红外光红外线具有热效应，不直接参与有机质制造过程，却是影响植物热力状况的重要因素。红外线的热效应使植物的体温升高，从而促进植物的蒸腾和物质运输等生理过程，促进干物质的积累，而且外界环境温度越低，红外线热效应越大。3.提高光能利用率途径充分利用生长条件，优化耕作制度和栽培措施；选育合理的株型、叶型、高产和不倒伏品种；创造合理的叶面积，提高单位面积的光合生产率。二、结合土壤温度、水体温度、空气温度的相关内容，举例说明农业环境中热量资源的利用问题。要求条理清楚，内容合理，重点突出，500字以上，（15分）。温度对农作物的影响是通过影响作物体内各种活动而实现的。植物的生长可以看作是由各种酶催化产生的生物化学反应植物生长与温度的关系曲线应近似于酶的活性与温度的关系。1.土温的调节与农业利用我国农民在长期的生产实践中积累了丰富的经验，常采用灌溉、深耕、中耕和设置风障、营造防风林带等改善、调节农田小气候，提高地温；建造温室、阳畦，进行地膜覆盖，喷洒化学制剂等调节土壤温度，为作物生长发育创造适宜条件。（1）灌溉在暖季进行农田灌溉有降温效应，在冷季灌溉有增温效应。这种效应一般可达到1~3℃。灌溉对土温的影响程度视天气、土壤特性、植被覆盖及灌溉水量与水温而异。（2）耕翻地、锄地与镇压耕地使表层土壤疏松，空气含量增多，土壤热容量、导热率和导温率减小。在土壤增温时期（暖季或白昼），热量多集中在表层，在耕作所影响的土层中，温度比未耕地高；降温时期（冬季或夜间），热量向上传递较少，所以温度反比未耕地降低，但在耕层以下深度，土温则较高。（3）垄作在农田垄作可调节土壤温度。在暖季实行垄作可提高表层土壤温度，有利于种子发芽和幼苗生长，在垄背5cm深的土层内约可提高地温1~2℃。（4）覆盖在农田覆盖作物秸秆、枯枝落叶，可防止地面热量散失，但也阻止部分太阳辐射进入土表，冷季有显著保温作用。2.提高光热资源利用效率种植制度改革，建立稳定高效的农业生态系统，自然生态系统的角度与光热资源利用三、结合空气湿度、土壤水分的相关内容，举例说明农业环境中水资源利用问题。要求条理清楚，内容合理，重点突出，500字以上（15分）。水在农业生产发展中占有极为重要的地位。我国领域内的水资源总量大约为全球大陆的中等份额，但时空分配不均，降水主要集中在盛夏季节，而且东南多、西北少，不时出现南涝、北旱的灾害。当前，我国农业发展急需重点解决水资源问题。除了应继续发扬光大精耕细作外，在耕地面积日益减少的情况下，从作物的育种、育苗、耕作、施肥、收获，直至作物产品的加工、包装、运输、销售等，都应“寓科学于农”、“寓工于农”，精细管理生产的每一个环节。鉴于我国水资源的时空分布非常不均匀，年降水量呈南高北低状态，所以，实施“南水北调工程”，兴建由长江上、中、下游三条向北输水通道，在一定地区与季节范围内不失为行之有效的措施。由于我国全年的降水量过于集中在热季，因而需想方设法提高对灌溉水资源的开源节流——在时间上，可将热季过多的降水积存在地表上下的各种库藏中；空间上，则可设法将非耕地的降水挪用到耕地上来。另外，还应积极推广滴灌、微喷等作物浇灌技术，以尽量减少地表的水分消耗。此外，在保留、革新我国农业生产发展中积淀下来的许多行之有效的特有节约水资源的措施，如分行区种、分畦筑垄、育苗移栽、多茬复种、精耕细作、有机沤肥、筑库储水、修堰分流、沟渠网络、灌溉增产、表层覆盖、护土保墒外，还可通过下述三项措施为我国农业水资源开源节流。一是推广大棚温室育苗，以提高水资源利用的时空效率。早在西汉时期，我国已经开始利用温室或窑洞栽培农作物。历代皇朝的内廷、官园，都建有温室、花洞，冬季培养果蔬、花卉等“不时之物”。如今，农业现代大棚温室具有高度机械化、全坡拱型的薄膜框架，空间成倍扩大，棚内光、温、水、肥可以任意调节，自动管理。实践证明，利用大棚温室育苗移栽，可以争取至少三分之一的大田生长时间，特别是在北方旱区，既节水，又充分利用了太阳光能。此外，水产养殖也可先在温室育好种苗，再放养到海湾预置的养殖场中培育，其收获将远胜于外海捕捞。二是推广育苗移栽技术，以提高农作物的复种指数。早在公元前十世纪，我国的农田就已采用“区种”技术——分区耕种和休闲、轮流备用。发生缺苗时，用临近野生稻苗即所谓的“别稻”来弥补、替代，随后发展为专为育苗移栽用的“秧田”。水稻秧田育秧程序异常繁琐，占用功时过多；现由旱地育秧发展到大棚温室育苗，可以调控光、温、水、肥的供应，用立体框架分格放置培育秧苗的小屉，单位面积培育出的幼苗足以供应200倍以上大田面积的栽培所需，且育出的秧苗经锻炼后还可短期低温储存，以备急需。我国耕地面积不足美国或印度的一半，因此，需要增加复种面积来补偿，即温带实行一年两作，热带一年三作，或蔬菜作物套种多作。北方农区可以在春天提早进行工厂化育苗和机械化移栽，以延长生育期，节约水分消耗，提高水资源利用效率。新兴大棚温室也可以同时进行多种作物的间、套作，借以提高复种指数。三是实行大田表层覆盖减耕与弃耕植树培草技术，以提高水土保持等功能。大田的表层结构是土地与空间进行物质、能量、信息交换的界面。原来曾被绿色植被覆盖的表土层的微细团粒，保留着植物枝叶合成的有机物和根系吸收的无机矿质等肥料，比较容易让降水渗透进耕层土壤，并能避免让水从表面轻易蒸发出去。为了维护表土层的结构，根据各地农区的不同情况，历史上曾经采用诸如沙石、绿荫覆盖等措施。近年来倡导的残茬覆盖免耕，弃耕还林，植草，封山休牧，也是保持水土的有效措施。四、结合空气运动、季风、地方性风等的相关内容，举例说明农业环境中风能资源利用及防风问题。要求条理清楚，内容合理，重点突出，500字以上，（15分）。风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。风能是一种清洁，安全，可再生的绿色能源，利用风能对环境无污染，对生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要意义。现今调整能源结构、减少温室气体排放、缓解环境污染、加强能源安全已成为国内外关注的热点。国家对可再生能源的利用,特别是风能开发利用给予了高度重视。在我国东南沿海地区低扬程风力提水装置用于农田灌溉、水产养殖和盐场制盐等低扬程大流量提水作业；我国内陆如内蒙古北部、甘肃和青海等地风能资源较好的区域，则利用深井风力提水机组为牧民和牲畜提供饮水或进行小面积草场灌溉；此外，甘肃、新疆北部及松花江下游也属于风能丰富区，适合发展风力提水。从风力提水机组分类上讲，主要产品和技术的发展趋势：①低扬程大流量风力提水机多采用旋转式水泵，用于提取地表水和浅层地下水；②高扬程小流量风力提水机多采用往复式水泵，用于提取深层地下水；③风力提水机—微滴灌系统；④风力机—空气泵提水机组；⑤风力发展机—电泵提水系统。五、找一地点，介绍其气候特点，在此基础上进行农业环境资源规划、分析与建议，要求农业生产与气候环境和谐，既具有地方特色，趋利避害，利用与保护并重。要求条理清楚，内容合理，重点突出，3000字以上，（40分）。我的家乡在河北省，河北省环抱首都北京，地处东经113°27′～119°50′，北纬36°05′～42°40′之间。总面积18.88万平方公里，省会石家庄市。北距北京283公里，东与天津市毗连并紧傍渤海，东南部、南部衔山东、河南两省，西倚太行山与山西省为邻，西北部、北部与内蒙古自治区交界，东北部与辽宁省接壤。河北省地势西北高、东南低，由西北向东南倾斜。地貌复杂多样，高原、山地、丘陵、盆地、平原类型齐全，有坝上高原、燕山和太行山山地、河北平原三大地貌单元。坝上高原属蒙古高原一部分，地形南高北低，平均海拔1200米～1500米，面积15954平方公里，占河北省总面积的8.5%。燕山和太行山山地，包括中山山地区、低山山地区、丘陵地区和山间盆地4种地貌类型，海拔多在2000米以下，高于2000米的孤峰类有10余座，其中小五台山高达2882米，为河北省最高峰。山地面积90280平方公里，占河北省总面积的48.1%。河北平原区是华北大平原的一部分，按其成因可分为山前冲洪积平原，中部中湖积平原区和滨海平原区3种地貌类型，全区面积81459平方公里，占河北省总面积的43.4%。河北省属温带大陆性季风气候。大部分地区四季分明。年日照时数2303.1小时；年无霜期81～204天；年均降水量484.5毫米；一月平均气温在3℃以下，七月平均气温18℃至27℃，四季分明。河北省植物种类繁多，全省有204科、940属，2800多种其中蕨类植物21科，占全国的404%；裸子植物7科，占全国的70%；被子植物144科，占全国的495%其中国家重点保护植物有野大豆、水曲柳、黄檗、紫椴、珊瑚菜等。据1990年不完全统计，河北省共有陆生脊椎动物530余种，约占全国的1/4其中以鸟类居多，约420余种，占全国的361%；兽类次之，约80余种，占全国的203%左右；两栖类和爬行类较少，分别为8种和23种有国家重点保护动物91种，其中国家一级保护动物18种（兽类1种，鸟类17种），二级保护动物73种（兽类11种，鸟类62种）另外，还有国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物79种其中有两栖类3种，爬行类5种，鸟类71种我国特有的珍稀雉类褐马鸡，仅分布于河北小五台山及附近山区和山西省吕梁山区。河北省湿地资源丰富，类型众多，既有浅海、滩涂，又有陆地河流、水库、湖泊及洼地，具有重要的保护、科研价值全省湿地面积有110720572hm2，占河北省土地总面积的59%其特点是:①做为一个干旱省份，湿地资源相对较多，占全省土地总面积的59%，比全国的平均水平27%高一倍多；②.湿地类型比较全，既有海岸湿地，又有河流、湖泊、沼泽湿地；③.面积小，分布广而零散，除沿海外，没有较大面积的湿地；.④湿地相对集中分布在沿海、坝上地区，平原地区、广大山区只有零星分布；.⑤平原河流湿地因上蓄下排和气候干旱，大部分已成季节性河流或多年断流；.⑥人工湿地面积在河北省占