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1、第一节第一节 热量收支热量收支第二节第二节 地面和土壤的温度地面和土壤的温度第三节第三节 空气的温度空气的温度第四节第四节 温度与农业温度与农业1 1重点重点物质的热特性及其影响因素；物质的热特性及其影响因素；土温和大气温度的变化规律及其影响因素；土温和大气温度的变化规律及其影响因素；空气的绝热变化；空气的绝热变化；温度与生物之间关系的基本理论温度与生物之间关系的基本理论积温学说及其在农林业上的应用积温学说及其在农林业上的应用2 2一般了解一般了解表示温度周期性变化的特征量；气温铅直分表示温度周期性变化的特征量；气温铅直分布的表征方法；逆温；贴地层气温铅直分布布的表征方法；逆温；贴地层气温铅直
2、分布类型；大气稳定度；农业生物生命活动的基类型；大气稳定度；农业生物生命活动的基本温度；温度与植物。本温度；温度与植物。思考题思考题、在热量条件一定时，为何干土比湿、在热量条件一定时，为何干土比湿土的温度变化剧烈？土的温度变化剧烈？、为何气块在绝热上升时发生冷却，、为何气块在绝热上升时发生冷却，在绝热下降时发生增温？在绝热下降时发生增温？、活动积温？有效积温？、活动积温？有效积温？、举例说明如何求生物学最低温度？、举例说明如何求生物学最低温度？第一节第一节 热量收支热量收支物质的热属性热量收支（交换）方式热量收支（平衡）土壤、水和空气土壤、水和空气土壤、水和空气土壤、水和空气一般物质一般物质一
3、般物质一般物质物质的热属性物质的热属性热容量热容量导热率导热率导温率导温率 导热率与容积热容量之比可作为物质发生温度变化的指标，称导温率(K)，即：K/C单位：厘米2 秒-1 在一定过程中，物体温度变化1度所需吸收或放出的能量，称为热容量。单位质量的物质，温度变化1度吸收(或放出)的热量，称为质量热容量(焦克-1 度-1)，又称比热或比热容。单位体积的物质，温度变化1度吸收(或放出)的热量，称为容积热容量(焦厘米-3 度-1)。容积热容量(Cv)与质量热容量(S)的关系：Cv=Cm 物体在单位厚度间、保持单位温度差时，其相对的两个面在单位时间中通过单位面积的热流量，称为导热率(焦米-1度-1
4、秒-1)。导热率()表示物质输送热量的能力。容积热容量土土壤壤温温度度的的变变化化潮湿 or 干燥导热率导温率湿度（潮湿 or 干燥）孔隙度(紧密粘重 or 疏松)（/C）思考题：思考题：潮湿土壤和干燥土壤相比谁的表土层昼夜潮湿土壤和干燥土壤相比谁的表土层昼夜温差大？谁的深土层昼夜温差大？温差大？谁的深土层昼夜温差大？平流(流体水平方向上的流动)对流(流体垂直方向上的流动)辐射辐射 流体在加速地作水流体在加速地作水平流动时，它的内平流动时，它的内部将发生无规则的部将发生无规则的湍动，称湍流。当湍动，称湍流。当流体加速地流经不流体加速地流经不平的下垫面时，在平的下垫面时，在起伏物体的两方形起伏物
5、体的两方形成涡流。湍流和涡成涡流。湍流和涡流统称为乱流。流统称为乱流。流体的各向流动流体的各向流动 热热量量收收支支的的方方式式分子传导分子传导 乱流乱流 潜热交换潜热交换 二、热量收支的方式二、热量收支的方式三、热量收支（平衡）三、热量收支（平衡）（一）活动层和活动面一）活动层和活动面（二）地面热量收支二）地面热量收支（三）地表层的热量收支（三）地表层的热量收支R P B LE Q是指能够调节自身内部及相邻其他物质的辐射、热量、水分分布完全吸收的物质层。凡是辐射能、热能和水分交换最活跃，从而能调节邻近气层（或土层）的辐射收支、温度 高低或湿度大小的物质面，称 活动面。辐射差额辐射差额(R)地
6、面热量收支地面与下层地面与下层的热量交换的热量交换(B)潜热潜热(LE)地面与近地地面与近地气层的热量气层的热量交换交换(P)R P B LE0第二节第二节 地面和土壤的温度地面和土壤的温度土壤温度土壤温度的时间变化的时间变化土土壤壤温温度度的的变变化化返回返回日日变化变化土土壤壤温温度度的的时时间间变变化化一天中，土表最高一天中，土表最高温度出现在温度出现在13时左右，时左右，最低值出现在日出前。最低值出现在日出前。一天中土壤最高温度一天中土壤最高温度与最低温度之差称为土与最低温度之差称为土温日较差。土表日较差温日较差。土表日较差最大，越向深层，较差最大，越向深层，较差越小，至一定深度后较越
7、小，至一定深度后较差为零。差为零。中高纬度，土表温度年变化特点：最热月出现在7、8月，最冷月出现在1、2月；低纬度受云量、降水的影响较大。土温年较差年较差随深度的增加而减小，直至一定深度时年较差为零，这个深度以下的层次叫土温不变层（如图）。思考题：思考题：一天中土壤一天中土壤Tmax出现的时间为什么落后于辐出现的时间为什么落后于辐射？射？以以19时为代表，此时为代表，此时上层是放热型，下时上层是放热型，下层是受热型层是受热型放热型：放热型：土土壤壤温温度度的的垂垂直直分分布布以以01时为代表，土时为代表，土温随深度增加而升高，温随深度增加而升高，热量由下向上输送热量由下向上输送受热型：受热型：
8、上午转变型：上午转变型：傍晚转变型：傍晚转变型：以以09时为代表，此时为代表，此时时5厘米以上是受热厘米以上是受热型，以下是放热型型，以下是放热型以以13时为代表，土时为代表，土温随深度增加而降低，温随深度增加而降低，热量由上向下输送热量由上向下输送思考题：思考题：井水冬暖夏凉，窖可以存菜，为什么？井水冬暖夏凉，窖可以存菜，为什么？影响土温变化的因素影响土温变化的因素土壤湿度土壤湿度土壤颜色土壤颜色土壤机械组成和有机质土壤机械组成和有机质地面覆盖物地面覆盖物地形和天气条件地形和天气条件第四节第四节 空气的温度空气的温度大气中的热量交换方式（了解）空气温度的变化（时间变化、空间分布）空气绝热变化
9、大气静力稳定度大气中的逆温近地层气温的近地层气温的近地层气温的近地层气温的日日日日变化变化变化变化空空气气温温度度的的时时间间变变化化一天中，最高气温一天中，最高气温出现在出现在14时左右，最低时左右，最低值出现在日出前后。值出现在日出前后。气温日较差随纬度气温日较差随纬度（增高而减小）、季节（增高而减小）、季节（夏季冬季，春季最（夏季冬季，春季最大）、地形（凸地平大）、地形（凸地平地凹地）、下垫面性地凹地）、下垫面性质（海洋质（海洋陆地）和天陆地）和天气状况（晴气状况（晴阴）阴）。大陆性气候区和季风大陆性气候区和季风性气候区，一年中最热性气候区，一年中最热月出现在月出现在7月，最冷月出月，最
10、冷月出现在现在1月；海洋性气候区月；海洋性气候区分别出现在分别出现在8月和月和2月。月。影响年较差的因子有影响年较差的因子有纬度纬度(增高而增大）、距增高而增大）、距海远近及地形和天气状海远近及地形和天气状况等况等。三、气温的空间分布(一)近地层气温的水平分布(二)对流层气温的垂直变化(三)近地层气温的垂直分布近近地层气温的水平分布地层气温的水平分布等温线大部分（尤其是南半球）趋向于接等温线大部分（尤其是南半球）趋向于接近东西向排列，赤道地区气温高，向两极近东西向排列，赤道地区气温高，向两极逐渐降低。逐渐降低。冬季北半球的等温线在大陆上大致凸向赤冬季北半球的等温线在大陆上大致凸向赤道，在海洋上
11、大致凸向极地道，在海洋上大致凸向极地,而夏季相反。而夏季相反。最高温度带并不位于赤道上，而是冬季在最高温度带并不位于赤道上，而是冬季在510N处，夏季位于，夏季位于20N附近。附近。冷极出冷极出现在南极，在南极，为-90；热极出极出现在索在索马里境内，里境内，为63。近地层气温的垂直分布近地层气温的垂直分布日射型日射型 气温随高度增加而降低，以气温随高度增加而降低，以12时为代时为代表。表。辐射型辐射型 气温随高度增加而增加，以气温随高度增加而增加，以0时为代表。时为代表。上午转变型上午转变型 下部为日射型，上部为辐射型，下部为日射型，上部为辐射型，以以6时为代表。时为代表。傍晚转变型傍晚转变
12、型 下层为辐射型，上层为日射型，下层为辐射型，上层为日射型，以以18时为代表。时为代表。空气的绝热变化空气的绝热变化空空气气的的绝绝热热变变化化和和大大气气稳稳定定度度空空气气的的绝绝热热变变化化 大气稳定度大气的稳定性大气稳定度的概念大气稳定度的判断结论1.愈大，大气愈不稳定；愈大，大气愈不稳定；愈小，大气愈稳定。愈小，大气愈稳定。2.当当 m时，必然时，必然d 时，必然时，必然 m，无论空气是否达到饱和，无论空气是否达到饱和，大气总是处于不稳定状态，因而称为绝对不稳定。大气总是处于不稳定状态，因而称为绝对不稳定。3.当当 dm时，对于饱和空气来说，大气是处时，对于饱和空气来说，大气是处于不
13、稳定状态的；对于未饱和空气来说，大气是于不稳定状态的；对于未饱和空气来说，大气是处于稳定状态的。这种情况称为条件不稳定。处于稳定状态的。这种情况称为条件不稳定。大气中的逆温大气中的逆温在在一定条件下，气温随高度的增加而增加，气温一定条件下，气温随高度的增加而增加，气温直减率为负值的现象称为逆温，发生逆温的气层直减率为负值的现象称为逆温，发生逆温的气层称为逆温层（又称阻塞层）。称为逆温层（又称阻塞层）。逆温按其形成的原因，可分为辐射逆温、湍流逆逆温按其形成的原因，可分为辐射逆温、湍流逆温、平流逆温、下沉逆温、温、平流逆温、下沉逆温、地形逆温、地形逆温、锋面逆温锋面逆温和融雪逆温等。和融雪逆温等。
14、辐射逆温辐射逆温因地面辐射冷却而形成的逆温。因地面辐射冷却而形成的逆温。平流逆温平流逆温暖空气流到冷地面上形成的逆温。暖空气流到冷地面上形成的逆温。农业上对逆温的应用农业上对逆温的应用n(1)(1)霜冻发生时霜冻发生时,多有逆温层存在多有逆温层存在,采用熏烟的采用熏烟的方法方法,预防霜冻效果好。预防霜冻效果好。n(2)(2)夏季清晨，多存在逆温，喷夏季清晨，多存在逆温，喷(喷雾喷雾)农药，农药，防治病虫害效果好。防治病虫害效果好。n(3)(3)秋季，将要晾晒的农副产品，置于离地面秋季，将要晾晒的农副产品，置于离地面2 2米以上，能避免地温过低受冻。米以上，能避免地温过低受冻。n(4)(4)果树
15、嫁接时，嫁接部位处于逆温层的中上果树嫁接时，嫁接部位处于逆温层的中上部，避开低温层，嫁接部位能够安全过冬。部，避开低温层，嫁接部位能够安全过冬。第四节第四节 温度与农业温度与农业热量是生命活动的重要条件之一。也是农热量是生命活动的重要条件之一。也是农业环境的重要因子。在研究热量条件与农业环境的重要因子。在研究热量条件与农作物植物生长发育的关系时，一般都用温作物植物生长发育的关系时，一般都用温度这个物理量表示。度这个物理量表示。一、气温与农业生产的关系一、气温与农业生产的关系-1001020304050生命温度生命温度生长温度生长温度发育温度发育温度光合作用温度光合作用温度呼吸作用温度呼吸作用温
16、度（）（一）农作物生命活动的基本温度范围（一）农作物生命活动的基本温度范围作物生长发育过程中的作物生长发育过程中的最低温度、最适温度、最高温度最低温度、最适温度、最高温度。水稻水稻1012 3032 3638 小麦小麦34.5 2022 3032 棉花棉花1314 2835 玉米玉米810 3032 4044 光合作用光合作用 05 2025 4050 呼吸作用呼吸作用 10 3640 50三基点温度的特点：三基点温度的特点：作物生长发育的最适温度接近最高温度。作物生长发育的最适温度接近最高温度。最高温度多在最高温度多在3040度。度。最低温度与最适温度差距较大，但常遇到。最低温度与最适温度差
17、距较大，但常遇到。（二）三基点温度：（二）三基点温度：（三）（三）农业界限温度农业界限温度农业界限温度农业界限温度对农业生产具有普遍意义的，标志对农业生产具有普遍意义的，标志某些重要的物候现象或农事活动的开始、终止或转折某些重要的物候现象或农事活动的开始、终止或转折的温度。的温度。日平均温度在日平均温度在0 0度度以上的持续期称以上的持续期称农耕期农耕期。日平均温度在日平均温度在5 5度度以上的持续期称以上的持续期称生长期生长期。日平均温度在日平均温度在1010度度以上的持续期称以上的持续期称活跃生长期活跃生长期日平均温度在日平均温度在1515度度以上的持续期称以上的持续期称喜温活跃生长期喜温
18、活跃生长期日平均温度在日平均温度在2020度度以上的持续期称以上的持续期称热带亚热带植物生热带亚热带植物生长活跃期。长活跃期。（四）积温（四）积温积温：某一段时间内逐日平均气温的累积之和。积温：某一段时间内逐日平均气温的累积之和。单位为单位为 d d或或 。积温的种类：积温的种类：活动积温活动积温生物在某一生长发育期内活动温度的总和。生物在某一生长发育期内活动温度的总和。Y=Ti (TiY=Ti (Ti大于大于B)B)B B为为日均温。日均温。TiTi（活动温度）：等于或高于生物学最低温度的日均温。（活动温度）：等于或高于生物学最低温度的日均温。有效积温有效积温生物在某一生长发育期内有效温度的
19、总和。生物在某一生长发育期内有效温度的总和。=(Ti=(Ti）有效温度有效温度活动温度与生物学最低温度之差。活动温度与生物学最低温度之差。例题：水稻萌发的生物学下限温度是例题：水稻萌发的生物学下限温度是 1010，在其萌发期间，有连续五天的温度分别是：在其萌发期间，有连续五天的温度分别是：11.011.0、12.512.5、9.99.9、10.110.1、10.010.0。问：这五天的活动积温和有效积温分别是多少？问：这五天的活动积温和有效积温分别是多少？Y=11.0+12.5+10.1=33.6 A=（11.0-10.0）+（12.5-10.0）+（10.1-10.0）=3.6（五）生物学最低温度的计算（五）生物学最低温度的计算 =(Ti=(Ti）（）（）为生物学最低温度，为生物学最低温度，为某生育期的平均温度。为某生育期的平均温度。为某生育期的天数。为某生育期的天数。例：香春苗在例：香春苗在和和条件下顶芽解除休眠完成萌条件下顶芽解除休眠完成萌动分别需要天和天，计算香春萌芽的生物学最低动分别需要天和天，计算香春萌芽的生物学最低温度？温度？B=8.33 B=8.33