1、農(nóng)林氣象學(xué)農(nóng)林氣象學(xué) 第三章大氣水分第三章大氣水分 2021-6-27 2 Moisture in the atmosphere 2021-6-27 3 2021-6-27 4 2021-6-27 5 a a、b b為常數(shù)，為常數(shù)，E E0 0為為00時(shí)純水面的飽和水汽壓時(shí)純水面的飽和水汽壓6.11hPa,6.11hPa, 對(duì)于純水面，對(duì)于純水面，a a7.637.63，b b241.9241.9。 2021-6-27 6 2021-6-27 7 2021-6-27 8 TR e a w 2021-6-27 9 %100 E e r 2021-6-27 10 2021-6-27 11 5.5.

2、露點(diǎn)溫度（露點(diǎn)溫度（t td d） 當(dāng)空氣中的水汽含量不變且氣壓一定時(shí)，降低溫度使空當(dāng)空氣中的水汽含量不變且氣壓一定時(shí)，降低溫度使空 氣達(dá)到飽和，此時(shí)的氣溫稱為露點(diǎn)溫度。與氣溫單位相同。氣達(dá)到飽和，此時(shí)的氣溫稱為露點(diǎn)溫度。與氣溫單位相同。 如如t=10,e=8.72 hPa,t=10,e=8.72 hPa, 降低溫度到降低溫度到55時(shí)時(shí) （E=8.72hpaE=8.72hpa）則）則55 是是1010的露點(diǎn)溫度。的露點(diǎn)溫度。 露點(diǎn)溫度下的飽和水汽壓就是實(shí)際水汽壓。露點(diǎn)溫度下的飽和水汽壓就是實(shí)際水汽壓。 2021-6-27 12 6.飽和差飽和差 當(dāng)溫度不變時(shí)，即當(dāng)溫度不變時(shí)，即E E不變：不變

3、：水汽含量水汽含量、 e e 、d d 當(dāng)水汽含量不變時(shí)，當(dāng)水汽含量不變時(shí)，即即e e不變：溫度不變：溫度、 E E、 d d 2021-6-27 13 d d tb at E 10? 0 |例例1 1：已知：已知r r3030，t td d1515，求飽和差，求飽和差d d。 解：解： %100 E e r tb at EE 10 0 2021-6-27 14 （一）絕對(duì)濕度隨時(shí)間的變化（一）絕對(duì)濕度隨時(shí)間的變化 單波型（海洋型）單波型（海洋型） 海洋、沿海地區(qū)、海洋、沿海地區(qū)、 冬季大陸冬季大陸 雙波型（大陸型）雙波型（大陸型） 夏季內(nèi)陸、沙漠夏季內(nèi)陸、沙漠 地區(qū)地區(qū) 2021-6-27

4、15 a a 時(shí)間時(shí)間 冬季冬季 夏季夏季 一般與氣溫的年變化一致。最大值陸地出現(xiàn)在一般與氣溫的年變化一致。最大值陸地出現(xiàn)在7 7月份，月份， 沿海出現(xiàn)在沿海出現(xiàn)在8 8月份，最小值陸地出現(xiàn)在月份，最小值陸地出現(xiàn)在1 1月份，沿海出現(xiàn)在月份，沿海出現(xiàn)在 2 2月份。月份。絕對(duì)濕度的年變化還與降水的季節(jié)分布有關(guān)。絕對(duì)濕度的年變化還與降水的季節(jié)分布有關(guān)。 2021-6-27 16 二）二） 相對(duì)濕度隨時(shí)間的變化相對(duì)濕度隨時(shí)間的變化 時(shí)間時(shí)間 夜夜晝晝 T T 地面水分蒸發(fā)地面水分蒸發(fā) e e，由于，由于E E隨隨 溫度變化溫度變化比比e e快，因此快，因此 T T r r 時(shí)間時(shí)間 夜夜晝晝 海陸

5、風(fēng)（水陸風(fēng)）海陸風(fēng)（水陸風(fēng)） 晝：吹海風(fēng)，潮濕晝：吹海風(fēng)，潮濕 夜：吹陸風(fēng)，干燥夜：吹陸風(fēng)，干燥 2021-6-27 17 2021-6-27 18 mm 2021-6-27 19 影響水面蒸發(fā)的因子：影響水面蒸發(fā)的因子： 2021-6-27 20 上式中：上式中： W-W-水面蒸發(fā)速度水面蒸發(fā)速度 ( (g gcmcm-2 -2d d-1 -1 或 或 mm mmd d-1 -1） ） k k-與風(fēng)速有關(guān)的比例系數(shù)與風(fēng)速有關(guān)的比例系數(shù) P-P-當(dāng)時(shí)的大氣壓力當(dāng)時(shí)的大氣壓力 E-E-水面溫度下的飽和水汽壓水面溫度下的飽和水汽壓 e-e-貼近水面空氣的實(shí)際水汽壓貼近水面空氣的實(shí)際水汽壓 P eE

6、 kW 2021-6-27 21 2021-6-27 22 土壤含水量的大小和土壤的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)土壤含水量的大小和土壤的性質(zhì)、結(jié)構(gòu) 等因子，即土壤水分向上輸送的條件，等因子，即土壤水分向上輸送的條件， 稱稱土壤的供水能力土壤的供水能力。 2021-6-27 23 土壤表層變干，蒸發(fā)面下降，氣象條件土壤表層變干，蒸發(fā)面下降，氣象條件 的影響減小。的影響減小。 及及抑制土壤蒸發(fā)的措施抑制土壤蒸發(fā)的措施 土壤表層飽和，蒸發(fā)主要發(fā)生在土壤表層，土壤表層飽和，蒸發(fā)主要發(fā)生在土壤表層， 此時(shí)土壤蒸發(fā)速度接近水面蒸發(fā)速度，主此時(shí)土壤蒸發(fā)速度接近水面蒸發(fā)速度，主 要受氣象因子的影響。要受氣象因子的影響。 此階段

7、可通過(guò)淺鋤地來(lái)減小土壤蒸發(fā)。此階段可通過(guò)淺鋤地來(lái)減小土壤蒸發(fā)。 此階段可通過(guò)鎮(zhèn)壓以減小土壤孔隙度和透氣性此階段可通過(guò)鎮(zhèn)壓以減小土壤孔隙度和透氣性 的方法來(lái)達(dá)到保墑的目的。的方法來(lái)達(dá)到保墑的目的。 2021-6-27 24 此時(shí)，地表干土層已經(jīng)很厚，必須采取灌溉才此時(shí)，地表干土層已經(jīng)很厚，必須采取灌溉才 能滿足植物對(duì)水分的需要。能滿足植物對(duì)水分的需要。 除上述不同土壤蒸發(fā)階段的保墑措施外，目前廣除上述不同土壤蒸發(fā)階段的保墑措施外，目前廣 泛采用的地膜覆蓋、土壤保水劑、土壤蒸發(fā)抑制劑等泛采用的地膜覆蓋、土壤保水劑、土壤蒸發(fā)抑制劑等 都具有良好的保墑效果。都具有良好的保墑效果。 2021-6-27

8、25 2021-6-27 26 2021-6-27 27 植物蒸騰是一個(gè)生物物理過(guò)程，主要起輸送養(yǎng)分和維植物蒸騰是一個(gè)生物物理過(guò)程，主要起輸送養(yǎng)分和維 持體溫的作用持體溫的作用. . 2021-6-27 28 農(nóng)田蒸散不限于土壤表面的水分，還包括植物根系層土農(nóng)田蒸散不限于土壤表面的水分，還包括植物根系層土 壤的水分；植物通過(guò)葉片氣孔的開閉，可自行調(diào)節(jié)葉片蒸壤的水分；植物通過(guò)葉片氣孔的開閉，可自行調(diào)節(jié)葉片蒸 騰強(qiáng)度，從而影響農(nóng)田蒸散；蒸騰主要在白天，而土壤蒸騰強(qiáng)度，從而影響農(nóng)田蒸散；蒸騰主要在白天，而土壤蒸 發(fā)則晝夜均可進(jìn)行；蒸散面不僅是土面，還有葉面、莖面發(fā)則晝夜均可進(jìn)行；蒸散面不僅是土面，還

9、有葉面、莖面 等植株表面。等植株表面。 . .影響蒸散的因子影響蒸散的因子 氣象因素：氣象因素：輻射差額、溫度、濕度和風(fēng)等；輻射差額、溫度、濕度和風(fēng)等； 植物因素：植物因素：植物覆蓋度、植物種類、生長(zhǎng)發(fā)育狀況、氣孔植物覆蓋度、植物種類、生長(zhǎng)發(fā)育狀況、氣孔 數(shù)目與排列、張閉程度等；數(shù)目與排列、張閉程度等； 2021-6-27 29 資料易得，計(jì)算簡(jiǎn)單，但物理學(xué)基礎(chǔ)不夠充分，其一資料易得，計(jì)算簡(jiǎn)單，但物理學(xué)基礎(chǔ)不夠充分，其一 般般適用于計(jì)算年或生長(zhǎng)季節(jié)的蒸散量，適用于計(jì)算年或生長(zhǎng)季節(jié)的蒸散量，而對(duì)于短期而對(duì)于短期 （小于一個(gè)月），或月平均氣溫低于（小于一個(gè)月），或月平均氣溫低于00或干濕季節(jié)或干濕

10、季節(jié) 明顯的季風(fēng)區(qū)不適用。明顯的季風(fēng)區(qū)不適用。 2021-6-27 30 綜合考慮熱量平衡方程、空氣動(dòng)力學(xué)方程及一些經(jīng)驗(yàn)綜合考慮熱量平衡方程、空氣動(dòng)力學(xué)方程及一些經(jīng)驗(yàn) 關(guān)系式：關(guān)系式： 彭曼公式：計(jì)算的是開闊自由水面可能蒸發(fā)量，將它彭曼公式：計(jì)算的是開闊自由水面可能蒸發(fā)量，將它 乘上一定的系數(shù)能得出草地、裸地或農(nóng)田的最大可能乘上一定的系數(shù)能得出草地、裸地或農(nóng)田的最大可能 蒸散量。蒸散量。 2021-6-27 31 2021-6-27 32 101ln/1100ln * w w s ss ss k 2021-6-27 33 n有凝結(jié)核或凝華核的存在有凝結(jié)核或凝華核的存在 n大氣中水汽要達(dá)到過(guò)飽和

11、狀態(tài)大氣中水汽要達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài) (2)(2)降低空氣溫度?？諝獾睦鋮s降低空氣溫度。空氣的冷卻 （改變（改變E E）的方式有以）的方式有以 下幾種：下幾種： 第三節(jié)第三節(jié) 水汽凝結(jié)水汽凝結(jié) (1)(1)增加大氣中的水汽含量，如暖水面蒸發(fā)增加大氣中的水汽含量，如暖水面蒸發(fā) ( (改變改變e) e) ； 2021-6-27 34 （一）地面的水汽凝結(jié)物（一）地面的水汽凝結(jié)物 2021-6-27 35 2021-6-27 36 2021-6-2737 2021-6-2738 2021-6-2739 霧霧 凇凇 2021-6-2740 2021-6-2741 2021-6-2742 2021-6-274

12、3 2021-6-2744 2021-6-2745 美麗的冰棱鏡美麗的冰棱鏡 2021-6-27 46 2021-6-27 47 2021-6-27 48 2021-6-27 49 。 2021-6-27 50 2021-6-27 51 2021-6-27 52 2021-6-27 53 2021-6-2754 淡積云 2021-6-2755 2021-6-2756 濃積云 2021-6-2757 積雨云 2021-6-2758 卷云 2021-6-2759 鉤卷云 2021-6-2760 高層云 2021-6-2761 層云 2021-6-2762 透光卷積云 2021-6-2763 透光高

13、積云 2021-6-2764 透光層積云 2021-6-2765 堡狀云 2021-6-2766 莢狀云 龍卷風(fēng) 2021-6-27 67 2021-6-27 68 。 2021-6-27 69 。 2021-6-27 70 (四四)雹雹 2021-6-27 71 2021-6-27 72 xxd n i i d n d 1 1 %100 x d D 2021-6-27 73 %100 x d D 2021-6-27 74 2021-6-27 75 2021-6-27 76 2021-6-27 77 一、水分對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的一般影響一、水分對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的一般影響 1 1、水分是植物體的重要組

14、成部分；、水分是植物體的重要組成部分； 2 2、水分是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)拿浇?；、水分是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)拿浇椋?3 3、水分支撐和維持生物細(xì)胞的緊張度；、水分支撐和維持生物細(xì)胞的緊張度； 4 4、水分作為反應(yīng)物質(zhì)，參加了植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程一系列、水分作為反應(yīng)物質(zhì)，參加了植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程一系列 的化學(xué)反應(yīng)，是合成有機(jī)物的原料。的化學(xué)反應(yīng)，是合成有機(jī)物的原料。 在具體方式上，水分以過(guò)渡水和存留水這二種形在具體方式上，水分以過(guò)渡水和存留水這二種形 式參與作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。式參與作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。 2021-6-27 78 二、植物生長(zhǎng)的需水量二、植物生長(zhǎng)的需水量 、蒸騰系數(shù)、蒸騰系數(shù) 蒸騰系數(shù)：形

15、成一克干物質(zhì)所需（蒸騰）的水量，就稱蒸騰系數(shù)：形成一克干物質(zhì)所需（蒸騰）的水量，就稱 為植物的蒸騰系數(shù)。為植物的蒸騰系數(shù)。 作物名稱作物名稱蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù) 水稻水稻500-800 玉米玉米250-300 小麥小麥450-600 蔬菜蔬菜500-800 葡萄葡萄182 2021-6-27 79 三、作物水分臨界期三、作物水分臨界期 (Water-critical period of crop) 作物對(duì)水分供應(yīng)最敏感的時(shí)期，稱為作物水分臨作物對(duì)水分供應(yīng)最敏感的時(shí)期，稱為作物水分臨 界期。界期。 作物作物水分臨界期水分臨界期 水稻水稻抽穗到開花抽穗到開花 玉米玉米開花到乳熟開花到乳熟 小麥小麥孕穗到抽穗孕穗到抽穗 西紅市西紅市結(jié)實(shí)到果實(shí)成熟結(jié)實(shí)到果實(shí)成熟 瓜類瓜類開花到成熟開花到成熟 2021-6-27 80 四、相對(duì)濕度與植物四、相對(duì)濕度與植物 1.相對(duì)濕度過(guò)高（相對(duì)濕度過(guò)高（U90），不利于植物授粉，植物延），不利于植物授粉，植物延 遲開花；有利于孢子形成和萌發(fā)，易產(chǎn)生病害。暴雨、遲開花；有利于孢子形成和萌發(fā)，易產(chǎn)生病害。暴雨、 大雨對(duì)小型昆蟲有沖殺作用。大雨對(duì)小型昆蟲有沖殺作用。 2.相對(duì)濕度過(guò)低，果實(shí)變小，易產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生蟲害。相對(duì)濕度過(guò)低，果實(shí)變小，易產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生蟲害。 2021-6-27