农业气象学7

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。太阳高度角、白昼长短、日地距离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20-30°N，由此向北向南逐渐减少。极地的太阳辐射总量约为赤道的83%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高低纬度之间：热量、水汽的交换◊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：38º43`N、海拔高度，95m，一月平均温度，10.8度大连：38º54`N、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Δ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。Δ海陆上空的水汽含量和降水状况发生变化。Δ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：Δ对高、低纬度间的热量传输起着重要作用Δ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Δ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Δ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。土壤温度、气温日较差减小;增加空气湿度，风沙减少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10ºS-10ºN之间终年高温多雨，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。乔木、灌木、匍匐植物、攀登植物、寄生植物2.热带气候带10º-回归线之间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营养生长在雨季，旱季一到就进入生殖生长3.副热带气候带回归线-33º之间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33º-44º之间夏季：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。Δ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越向东或低纬度，雨量减少Δ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45º-66.5º之间大陆西部海岸：受向岸西风和暖洋流的影响，气候具有海洋性气候特点。夏天不热、冬天温和、气温年较差小大陆东部海岸：冬季受干冷的离岸风影响，气候具有大陆性气候特点。夏天炎热、冬季严寒、气温年、日较差大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北半球大陆上处于极圈以北的范围内；在南半球45-50ºS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Δ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。Δ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Δ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Δ地中海气候：指纬度30-40º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Δ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Δ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Δ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200-450mmΔ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、中国气候特征季风气候明显、大陆性气候强、多种气候类型二、中国的节气和季节中国的二十四节气、中国的季节一、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。夏季风开始，雨季即开始；夏季风结束，雨季即结束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。4.20sin7.1AK(2)大陆性对气温、降水上的反应Δ气温年较差大，春温高于秋温Δ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Δ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Δ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Δ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Δ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Δ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Δ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Δ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360º；将地球公转一周划分为24份，每一份15º。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。11Hχ)(1ω)(1φγ))(1-a(1Qf(Q)Y)(375.0f(t)Y012tfQLLYi3.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f(w)f(t)f(Q)Y3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：农业气候大区光温水组合二级区：农业气候带农林制度及种植结构对热量的要求三级区：农业气候区水分条件和主要气象灾害Δ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Δ西部干旱农业气候大区干旱中温带、干旱南温带Δ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Δ辐射因素Δ局地平流或湍流因素Δ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。Δ非独立小气候由于性质不