第3章--温度.ppt

判断方法 3.4 空气温度及其变化 扰动方向 高度（m） 100 200 300 13℃ 12℃ 11℃ 13℃ 12℃ 11℃ 13℃ 12℃ 11℃ γ=0.8 γ=1.0 γ=1.2 11.2℃ 12.0℃ 12.8℃ 11.0℃ 12.0℃ 13.0℃ 10.8℃ 12.0℃ 13.2℃ GF GF G=F G=F GF GF A: γγd 稳定 B: γ=γd 中性 C: γγd 不稳定 合力方向 对于未饱和空气 ? ＞ ?d 不稳定； ? = ?d 中性； ? ＜ ?d 稳定。 3.4 空气温度及其变化 对于饱和空气 ? ＞ ?m不稳定； ? = ?m中性； ? ＜ ?m 稳定。 综合判据 ? ＜ ?m 时，大气处于绝对稳定状态 ? ＞ ?d时，大气处于绝对不稳定状态 ?m＜ ? ＜ ?d 时，大气处于条件稳定状态 土壤温度与生物生命活动 土温影响种子的发芽与出苗 土温影响植物根系的生长 土温影响植物块根、块茎的形成 土温影响植物对水分、养分的吸收 土温影响昆虫的生育、繁殖和移动 3.5 温度与生物生命活动 第 3 章 温度 本章主要内容： 热力学基本知识 土壤温度及其变化 水体温度及其变化 空气温度及其变化 温度与生物生命活动 物质热交换的方式 辐射热交换：下垫面和大气之间热交换的主要方式。 潜热交换：由于水相变化而传递的热量。是下垫面和大气之间的能量交换间接方式。对天气过程的形成、演变起重要作用。 分子传导：土壤中热量交换的主要方式。 3.1 热力学基本知识 流体流动热交换：是大气、海洋内部热量交换的主要方式。 平流：是水平方向上热交换的主要方式，对缓解地区间和纬度间的温差有很大作用。 对流：地面和低层大气的热量向高层大气传递的主要方式。 自由对流 动力对流 乱流：是地面和低层大气间热量交换的主要方式， 3.1 热力学基本知识 物体的热特性 热容量 质量热容量Cｍ ：单位质量的物质温度变化1℃所吸收或放出的热量。? 容积热容量Cv ：单位体积的物质温度变化 1℃所吸收或放出的热量。 Cv=ρ﹒ Cｍ 热容量大小比较：水＞土壤固体＞空气。 热特性成分 容积热容量 （×106J·m-3·℃-1） 热导率 (×106J·m-1·s-1·℃-1） 导温率 （×106m-2·S-1） 固体 2.05～2.43 0.8～2.8 0.39～1.15 空气 0.0013 0.021 16 水 4.19 0.59 0.15 3.1 热力学基本知识 导热率(λ) 定义：单位厚度间、保持单位温差时，其相对的两个面在单位时间内，通过单位面积的热量。 导热率的意义：表示物质内部由温度高的部分向温度低的部分传递热量的快慢的一种能力。 导热率大小比较：土壤固体＞水＞空气。 热特性成分 容积热容量 （×106J·m-3·℃-1） 热导率 (×106J·m-1·s-1·℃-1） 导温率 （×106m-2·S-1） 固体 2.05～2.43 0.8～2.8 0.39～1.15 空气 0.0013 0.021 16 水 4.19 0.59 0.15 3.1 热力学基本知识 3.1 热力学基本知识 土壤湿度较小的情况下，导温率随着土壤湿度的 增大而增加； 当土壤湿度增加到一定程度后，土壤到温率却呈现出减小的趋势。 砂土的热特性与土壤湿度的关系 3.2 土壤温度及其变化 土壤热量收支 土壤表面热量收支情况 白天：QS= R－P－B′－ LE 夜晚：QS= -R＋P＋B′＋ LE B B R LE P （白天） （夜间） B P R LE 3.2 土壤温度及其变化 土壤表层热量收支情况 白天：QS= R－P－B′－ LE 夜晚：QS= -R＋P＋B′＋ LE 土壤表层热量收支平衡方程： R = P + B + LE B （夜间） B Qs P LE R （白天） B R P Qs LE 3.2 土壤温度及其变化 土壤温度的日变化 日较差(△t）＝tmax(13时)- tmin(日出前) 影响日较差(△t）的因子： 太阳高度角h增大，则△t增大； 导热率λ增大，则△t减小； 热容量增大，则△t减小； 云量：晴天大，阴雨天小； 地形：凹地＞平地＞凸地； 土壤颜色：深色＞浅色 3.2 土壤温度及其变化 地表壤温度日较差最大，随深度增加，日较差愈小，40厘米以下，温度日变化基本消失。 土壤深度每增加10厘米，极值出现的时间落后2.5- 3.5小时。 3.2 土壤温度及其变化 土壤温度的年变化 年较差（△T）＝ Tmax（7月）- Tmin（1月） 影响年较