气象学第9章.pptVIP

第九章 小气候与农业小气候 小气候形成的物理基础 不同类型小气候特征 技术措施的小气候效应 第一节 小气候形成的物理基础 一、小气候概念及其特点 概念：在小范围地面状况和性质不同的地段，由于它们的辐射特性、贴地层的乱流交换和水分交换过程的不同而形成的气候，称为小气候(microclimate)。 小气候是决定于小地形和环境，是微观的;而大气候是决定于大地形、地理纬度、距海远近和大气环流等因素，是宏观的。 特点: 气象要素值具有明显的日变化； 气象要素具有明显的脉动性； 气象要素的垂直梯度远大于水平梯度； 垂直梯度也具有明显的日变化。 二、能量交换的层面 （一）作用面 概念 : 作用面又称活动面，所谓活动面是指能借助于辐射作 用吸收热量和放出热量，从而调节邻近气层或土壤层温、湿度 状况的物质面。 不同性质的活动面，其辐射、热力、动力和水文等特性不同，从而形成不同的小气候特点，它们的性质差异是形成小气候差异的根本原因.另外,活动面的位置是由下垫面的特性和构造决定的。 （二）作用层或活动层 我们把能够全部吸收净辐射引起自身温度日变化和年变化的 一层称为作用层或活动层。 (三)边界效应 所谓边界效应(border effect)，从小气候角度看就是指农田边行能获得较多的光照和较好的通风，使得作物在较好的光照和二氧化碳，供给的条件下，形成产量增加的效应。这已放大量实践所证实。实行间作和套种能改善田间小气候，扩大边界效应就是其王要效应之一。 三、小气候形成的物理基础 (一) 活动面的净辐射 活动面的净辐射是形成小气候的能量基础。 (9-1) 从式中不难看出，只要方程右边一项或多项发生变化，就会引起净辐射R值的改变，在上式各分项中，受活动面影响最大的是反射率。在太阳辐射相同条件下，反射辐射可以相差很大。如潮湿黑钙土反射串为5％一8％，水稻田12％，棉田20％一22％ （二）活动面的热量平衡 活动面的热量平衡是形成小气候要素变化的依据。 裸地活动面的热量平衡方程式如下: (9-2) 。 式中P为活动面与大气的湍流交换;B为活动面与土壤的 热交换，LE为裸地蒸发耗热。 农田与裸地相比,其热量平衡方程更为复杂,但是经过简化 可以得到与裸地形式一样的方程如下: (9-3) 式中，P为活动面与大气的湍流交换；B为活动面与土壤热量交换；LEc为农田总蒸发耗热。 （三）活动面的乱流交换 乱流交换运动是小气候形成的动力基础。 乱流交换的强弱，主要取决于空气的乱流扩散能力和近地层中温度、湿度、二氧化碳等气象要素的垂直梯度. 活动面的乱流热通量、水汽通量和CO2通量分别表示为 乱流热通量： (9-4) 水汽通量： (9-5) CO2通量： (9-6) 乱流热通量P一般白天为正,夜间为负.乱流交换的这种变化，决定了近地气层中气温的昼夜变化.另外，农田中乱流交换强