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第二章 温 度 土壤温度 空气的温度 温度与农业第一节 土壤温度一、影响土壤温度的因子㈠、热量收支(交换)方式 辐射热交换 任何温度在绝对零度以上的物体，通过辐射的放射和吸收而进行的热量交换方式。 分子传导热交换 物质通过分子碰撞，所产生的表现为热量传导的动能交换方式。 流体流动热交换 流体在各个方向上流动时，热量随流体流动而输送的热量交换方式。 热力对流 分类动力对流 分类：根据流体流动的方向性分为：对流、平流和乱流。 对流： 定义：流体在垂直方向上有规律的升降运动。 作用：使上下层空气混合，产生热量交换。 平流： 定义：流体在水平方向上的流动。热力乱流 分类：动力乱流 作用：对大规模的热量传递和缓和地区之间、纬度之间 温度的差异起着很大作用。 乱流（湍流）： 定义：流体在各方向上的不规则运动。 乱流交换系数： 当单位质量的空气涡团所含物理属性的梯度等于１时，因乱流作用所引起该物理属性的通量。单位：ｍ2/S 近地气层乱流强度的时空变化： 陆地比海面强 山地比平原强 白天比夜间强 夏季比冬季强 潜热交换物质在进行相态变化时所发生的热量交换。RRLELEPPBB（白天）（夜间） 地表面热量收支示意图 ㈡、热量收支(平衡) 地面热量收支 地表面昼夜热量收支平衡方程：白天：R-P-B-LE=0夜间：-R+P+B+LE=0RRLELEPPQs Qs BB（白天）（夜间）地表层热量收支示意图 地表层昼夜热量收支平衡方程：白天：R-P-B-LE=Q夜间：-R+P+B+LE= -Q 热量平衡过程 地球表面吸收太阳辐射能后，会通过各种热量收支方式，产生能量的转换和输送而达到平衡，这样的物理过程称为热量平衡过程。㈢、物质的热属性 热容量 定义：在热交换过程中，物体温度变化１℃所需吸收或放出的热量。质量热容量（比热、比热容） 分类：容积热容量 质量热容量： 定义：单位质量的物质，温度变化１℃所需吸收或 放出的热量。 单位：J/(kg·℃)(或J/(g·℃)) 计算： 容积热容量： 定义：单位体积的物质，温度变化１℃所需吸收或 放出的热量。 单位：J/(m3·℃)(或J/(cm3·℃)) 计算： Cm 、Cv 之间的关系： 土壤热容量分析：土壤成分容积热容量（J/（㎝3·℃ ））土壤矿物质土壤有机质水空气1.9252.7084.1860.0013 在土壤的组成物质中，空气的热容量最小，水的热容量最大，固体成分介于两者之间。 导热率（热导率） 定义及单位： 定义：指物体在单位厚度间、保持单位温度差时，其 相对的两个面在单位时间内通过单位面积的热 流量。 单位： J/（m·S·℃）(或Ｗ/（m·℃）) 热流量方程：Λ：导热率， Q：热容量； ΔT/ΔZ：温度梯度，负号表示热流方向由高温指向低温。 方程的意义： 当其他条件相同时，导热率大的物质，热流量大，传热速度快；反之则小。 土壤导热率分析：土壤成分导热率（W/（㎝·℃）） 土壤矿物质土壤有机质水空气0.02930.019970.006280.0002093 土壤中固体成分的导热率最大，水居中，空气最小。 土壤导热率影响因子： 土壤含水量 土壤孔隙度 导温率（导温系数、热扩散率） 定义及单位： 定义：单位容积的物质，通过热传导，由垂直方向获 得或失去λ焦耳（J）的热量时，温度升高或降 低的数值称为导温率。 单位：ｍ2 /S(或㎝2 /S) 计算公式：Ｋ：导温率，λ：导热率，Ｃ：容积热容量。 土壤导温率分析： 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 土壤导温率对土壤温度分布的影响： 直接决定着土壤温度的垂直分布及最高、最低温度出现的时间。二 、地面和土壤温度 表征温度变化的几个物理量 较差：指一定周期内，温度最高值与最低值之差。 日较差：一日内最高温度与最低温度之差。 年较差：一年中最热月平均温度与最冷月平均温度之差。 绝对年较差：年极端最高气温与极端最低气温之差。 位相：最高温度与最低温度出现的时间差。 地面温度变化与地面热量收支示意图1．地面温度日变化曲线；2．地面热量支出日变化曲线；3．地面辐射收入日变化曲线。Tm：地面最低温度；TM：地面最高温度 ㈠、地面温度和热量收支的关系 一天中地面最高温度、地 面最低温度出现在地面热 量收支相抵（平衡）的时 刻。 一年中地面最热月温度， 一般出现在７月或８月， 地面最冷月温度一般出现 在１月或２月。 ㈡、土壤温度的变化 时间变化 日变化 日较差的影响因子：(1)太阳高度(2)土壤热特性 (3)土壤颜色(4)地形 (5)天气 日恒温层（土温日不变层）：土壤温度日较差为零时的深度。 日恒温层深度：一般深