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海南大学2012年农业气象学

海南大学2012年农业气象学

2012 年 4 月 农业气象学 农学院 2010 级农业资源与环境 林罗添骥

六、论述题: 1.试述土温、水温和气温三者变化特征的异同。 答:三者温度日变化特征相似,都是一高 一低型。温度日较差土面最大,水面最小,空气居中。极值出现时间土面最早,水面最迟, 空气居中。三者温度年变化,在中高纬度地区,均为一高一低型。年较差土面最大,水面最 小,空气居中。极值出现时间土面和空气相似,水面落后二者约一个月。三者随深度(高度) 和纬度的变化,随深度(高度)增加白天土温(气温) 温度降低,夜间则增高、日较差和年较差 变小、极值出现时间推迟;随纬度增高日较差变小、年较差变大。水温随深度和纬度变化与 土温相似,只是变化缓和,极值出现时间更加推迟。 2.试述辐射逆温、平流逆温的成因,并举例说明逆温在农业生产中的意义。答:成因:辐射 逆温是在晴朗无风或微风的夜间,因地面有效辐射强烈而冷却,使近地气层随之降温,形成 自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。平流逆温是暖空气平流到冷的地 面上,由于空 气下层受冷地面影响而降温,形成自下而上随高度增加而增温的逆温现象。意义:逆温层的 层结稳定,抑制铅直对流的发展,可利用逆温层出现时间进行喷洒农药防治虫害,施放烟雾 防御霜冻,或进行叶面施肥等。冬季山区谷地或盆地因地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自 谷底向上的逆温层,山坡处存在一个温度相对高的暖带,此带霜期短,生长期相对较长,越 冬安全,有利于喜温怕冻的果树和作物越冬,是开发利用山区农业气候资源的重要方面。逆 温对于空气污染的严重地方却有加重危害的作用。 3.试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。答:“积温学说”认为作物 在其它因子都得到基本满足时,在一定的温度范围内,温度与生长发育速度成正相关,而且 只有当温度累积到一定总和时,才能完成其发育周期,这个温度的总和称为积温。它反映了 作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。 应用方面: ①用活动积温作为作物要求 的热量指标,为耕作制度的改革、引种和品种推广提供科学依据。 ②用有效积温等作为作 物的需热指标, 为引种和品种推广提供重要科学依据。③应用有效积温作为预报物候期和 病虫害发生期的依据等等。 局限性:积温学说是理论化的经济方法。事实上在自然条件下 作物的发育速度是多因子综合作用的结果。 如作物的发育速度不单纯与温度有关, 还与光照 时间、辐射强度、作物三基点温度和栽培技术条件等因子有关。 4.试述雾的种类及成因,并分析雾在农业生产中的意义。答:雾的种类:辐射雾:夜间地面 和近地面气层,因辐射冷却,使空气温度降低至露点温度以下而形成的雾。平流雾:当暖湿 空气流经冷的下垫面而逐渐冷却, 使空气温度降低到露点温度以下而形成的雾。 雾在农业生 产中的意义:不利方面:雾削弱了到达地面的太阳辐射,使日照时间减少,改变光质成分; 雾影响土温和气温日较差,使日较差变小;雾使空气湿度增大,减弱农田蒸散。对作物生长 发育、光合作用、产量和品质等均产生不利影响。此外,雾为病虫害提供滋生和发展条件。 有利方面:在寒冷季节,雾可减弱地面有效辐射,减轻或避免作物的冻害;雾对于以茎、叶 为主要经济价值的作物有利,如茶、麻等,可还延长营养生长期而提高产量。 5. 试述东亚季风和南亚季风的形成过程和成因。答:东亚季风和南亚季风虽然都出现在欧 亚大陆上,但其形成原因和过程是不同的。东亚季风是由海陆间热力差异形成的。东亚位于 世界上最大的大陆欧亚大陆的东部, 东邻世界上最大的海洋太平洋。 夏季大陆增暖快于海洋, 陆地上气温比海洋上高,气压较海洋上低,陆地上为印度低压,海洋上为北太平洋高压,气 压梯度由海洋指向陆地,形成了由海洋吹向陆地的夏季风,带来高温、多雨天气。冬季陆地 上降温快于海洋,陆地上温度低,气压高,为蒙古高压,海洋上为阿留申低压,气流由陆地 吹向海洋,形成了寒冷干燥的冬季风。东亚的特殊海陆分布使它成为世界上季风最发达、最 明显的地区之一。 南亚季风是由行星风带的季节性位移造成的。冬季南亚为东北信风区, 夏季,赤道低压带北移,南半球的东南信风越过赤道后变成西南风,影响南亚地区。由于东 北信风来自干燥的高纬内陆,吹冬季风期间就成为南亚的旱季,而西南风(即夏季风)来自低

2012 年 4 月 农业气象学 农学院 2010 级农业资源与环境 林罗添骥

纬广大的海洋上,高温高湿,它的到来即标志着南亚雨季的开始。 6. 实际大气中的风是在哪几种力作用下产生的?各自所起的作用如何?答:实际大气中的 风是在水平气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力四个力的作用下产生的。水平气 压梯度力是使空气开始运动的原始动力,只要有温度差就会有气压差、气压梯度,由此产生 气压梯度力,空气就可以开始运动,而且气压梯度的方向就是空气开始运动的方向。地转偏 向力是由于地球自转而产生的,是一种假想的力。在北半球,它永远偏于运动方向的右面, 只能改变运动的方向,不能改变运动的速度,且随纬度的增高而增大,赤道上为零,极地最 大,因此,在低纬度地区,地转偏向力常可忽略不计。当空气运动的轨迹是曲线时,要受到 惯性离心力的作用,这个力由曲率中心指向外围,大小与风速成正比,与曲率半径成反比。 在多数情况下,这个力数值很小,仅在龙卷风、台风中比较明显。摩擦力总是阻碍空气的运 动,既存在于空气与下垫面之间(外摩擦),也存在于不同运动速度的空气层之间(内摩擦)。 摩擦力一般在摩擦层(2km 以下的大气层)比较重要,且越近地面摩擦力越 大,在 2km 以 上的自由大气中可忽略不计。 7.海陆风形成的原因,影响。答:海陆风是由于海洋与陆地热力性质的差异而造成的。白天, 海水和陆地地表同时吸收太阳辐射能, 但土壤热容量小而升温快, 形成由陆地指向海洋的温 度梯度,由此造成气压梯度从海洋指向陆地,空气在水平气压梯度力的作用下,由海洋流向 陆地,是为海风;到夜晚,绿地降温迅速,温度反而比海洋上空气温低,陆地形成高压,海 洋上相对低压,在气压梯度力的作用下,风向逆转,由陆地指向海洋,形成陆风。海陆风对 沿海地区天气、气候以及工农业有较大影响。海风将海洋上的水汽大量地送到陆地上,增加 了空气的湿度,常在沿海地区形成云雾,有时会造成降水;海陆风还使得沿海地区空气温度 变化相对和缓,日较差与年较差都有较大的减小。但海风也会增加植物的蒸腾,使叶片损害 等,所以沿海地区需要种植防护林来降低风速并保护农作物正常生长。 8.山谷风形成的原因,影响。答:白天,上坡上得到太阳辐射能,温度增加,但同高度的谷 中自由大气由于离地面距离远,增温缓慢,形成由山坡指向上个的水平温度梯度,上坡上空 气形成相对低压,而山谷上空空气形成相对高压,在气压梯度力的作用下,空气沿山谷流向 山坡, 而山坡空气膨胀上升, 在高空形成补偿气流, 此称为谷形环流; 夜晚的情况正好相反, 气压梯度方向为山坡指向山谷,空气由山坡流向山谷,山谷中空气被抬升,形成山风环流。 山谷风对山区天气和农业生产都有较大的影响,夜晚山风下沉谷底,谷中空气倍抬升,若空 气中水汽含量比较高,容易形成云雾现象,所以山区往往多雾,甚至会出现夜雨现象;同时 冬季时,山风将山上的冷空气带到谷底堆积,称“冷湖” ,使谷底气温脚底,往往引起农作 物的霜冻,而山腰由于谷中暖空气的抬升,气温一般较高,形成由谷底到山腰的逆温层,所 以喜温的热带作物一般要求种植在山腰。 9.焚风形成的原因。答:当空气翻越高大山岭时,在山的迎风坡绝热上升,当上身气流温度 下降到其露点温度以下时,水汽凝结而降落,饱和空气继续上升,温度按照湿绝热直减率下 降,翻越山岭后,在背风坡空气绝热下沉,温度按照干绝热过程上升,由于空气携带的水汽 在迎风坡大量凝结降落,所以到达山脚后的气流变得又干又热,形成焚风。


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