农林气象学绪论

1、 农农 林林 气气 象象 学学 刘淑明刘淑明 二、二、研究领域研究领域 （ 1 ）大气物理学）大气物理学 （2）天气学）天气学 （3）气候学）气候学 第二节第二节 农林气象学的概念、任务及研究方法农林气象学的概念、任务及研究方法 二、基本任务二、基本任务1.气象监测气象监测2.气象情报和预报气象情报和预报3.气候资源的开发、利用气候资源的开发、利用4.气象灾害的发生规律及预防气象灾害的发生规律及预防5.小气候利用与调节小气候利用与调节一、概念：一、概念： 研究农林业与气象条件的关系及相互作用规律研究农林业与气象条件的关系及相互作用规律的一门学科。的一门学科。三、研究方法三、研究方法1. 分期播

2、种法分期播种法2. 地理播种法地理播种法 3. 地理分期播种法地理分期播种法4. 人工气候室法人工气候室法5. 气候分析法气候分析法（二）初建时期：（二）初建时期：包括十六世纪中叶到十九世纪末这一包括十六世纪中叶到十九世纪末这一段时期。段时期。第三节第三节 气象学发展简史气象学发展简史 气象观测仪器我国最早发明气象观测仪器我国最早发明。（）萌芽时期：（）萌芽时期：主要是指十六世纪中叶以前。主要是指十六世纪中叶以前。 1593年意大利学者伽利略（年意大利学者伽利略（Galileo）发明了温度发明了温度表。表。 1643年意大利学者托里析利（年意大利学者托里析利（Tortice 11i）发明发明了

3、气压表。了气压表。 （三）发展时期（三）发展时期：从二十世纪以来是气象学与气俟学从二十世纪以来是气象学与气俟学的发展时期的发展时期。 这一时期总的特点是随着生产发展的需要和新技术的发展，这一时期总的特点是随着生产发展的需要和新技术的发展，不但进行地面气象观测，也进行高空直接观测，摆脱了定性描述不但进行地面气象观测，也进行高空直接观测，摆脱了定性描述阶段。进入到定量试验阶段。阶段。进入到定量试验阶段。 第第四四节节 大气的组成大气的组成及垂直结构及垂直结构 1. 干洁空气干洁空气 大气中，除了水汽和杂质以外的整个混大气中，除了水汽和杂质以外的整个混合气体，称为干合气体，称为干洁洁空气。空气。 主

4、要成分主要成分: 氮、氧、氩、二氧化碳等，还有少量的氢、氮、氧、氩、二氧化碳等，还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。 一、大气组成一、大气组成气体成分干洁空气/%分子量按容积按质量N278.0875.5228.02O220.9423.1532.00Ar0.931.2839.88CO20.030.0544.00Ne0.0018 20.18He0.0005 4.00O30.00006 48.00H20.00005 2.02Kr痕迹 83.70Xe痕迹 131.30Rn痕迹 222.00CH4痕迹 16.04干洁空气10010028.966 表表1-1 1-1 干洁

5、空气的成分（干洁空气的成分（2525公里以下）公里以下） 来源来源 :太阳的光化作用；太阳的光化作用；有机物的氧化有机物的氧化；闪电闪电 分布分布 ：在近地面层臭氧含量很少在近地面层臭氧含量很少,在在2025km高度高度处达最大值处达最大值. （1）N2 作用：作用： 臭氧能大量吸收太阳紫外线臭氧能大量吸收太阳紫外线.( 3 ) O3( 2 ) O2( 4 ) CO2 2010年年5月月冰川退缩（冰川退缩（Chacaltaya Glacier, Bolivia） 2.水汽水汽 来源来源: 大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发及植物蒸腾。湿物体

6、表面的水分蒸发及植物蒸腾。 变化变化: （1）随高度的增加而减少。）随高度的增加而减少。 （2）纬度越高，水汽含量越少。）纬度越高，水汽含量越少。 （3）远离海洋，含量越少。）远离海洋，含量越少。 作用作用: 大气中水汽是天气变化中的一个重要角色大气中水汽是天气变化中的一个重要角色 3. 大气杂质大气杂质（一）（一） 固体或液体微粒固体或液体微粒 固体微粒：烟粒、盐粒、固体微粒：烟粒、盐粒、烟尘及流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃，还有烟尘及流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃，还有细菌、微生物、植物的孢子花粉细菌、微生物、植物的孢子花粉等。等。 液体微粒：水滴、过冷水滴和冰晶等水液体微粒：水滴

7、、过冷水滴和冰晶等水汽凝结物。汽凝结物。（二）气态化合物（二）气态化合物 如SO2,NO2,H2S,CO,CI 二、二、 大气的结构大气的结构 （）大气的高度（）大气的高度 通常有两种方法划定大气的最大高度通常有两种方法划定大气的最大高度. 1. 根据大气中出现的某种物理现象根据大气中出现的某种物理现象。2. 根据大气密度根据大气密度。高度高度/km气压气压/hPa密度密度/gm3高度高度/km气压气压/hPa密度密度/ gm3010131225141412271899111215120194279510072055883701909252540461681930121855407363568

8、64726604034741159045228356525500.919307466600.30.410264413700.060.111226364800.010.0212193311900.0010.003131652661000.00020.0004 表表1-2 气压和密度的高度分布气压和密度的高度分布 （二）大气的垂直分层（二）大气的垂直分层 1. 对流层（对流层（0-10km） 特征：特征： （1）高度升高）高度升高,温度降低。平均温度降低。平均0.65/100m。（2）有强烈的对流和乱流运动。）有强烈的对流和乱流运动。（3）水平方向上，温度、湿度分布不均匀）水平方向上，温度、湿度分

9、布不均匀。对 下层下层（又称扰动层或摩擦层）：范围一般是范围一般是0-0-2 2kmkm高度高度。 中层：中层：范围是范围是2-62-6kmkm。 上层：上层：范围是范围是6 6kmkm到对流层顶到对流层顶。在中纬度和热带地区，这一层中常出现风速等于或大于 30米秒的强风带，即所谓的急流。急流。 对流层顶对流层顶: :对流层顶对垂直气流有很大的阻挡作用对流层顶对垂直气流有很大的阻挡作用。 2. 2. 平流层（平流层（11-5511-55kmkm） （1 1） 随着高度的增高，下部气温保持不变或微有随着高度的增高，下部气温保持不变或微有上升，上部气温随高度增加而显著升高，上升，上部气温随高度增加

10、而显著升高，到55公里高度上可达一3（图1-1）。 3. 中间层中间层 （平流层顶到平流层顶到85km） （1 1）气温随高度迅速下降。）气温随高度迅速下降。 （2 2）有相当强烈的垂直运动）有相当强烈的垂直运动。 （2 2） 对流、乱流不旺盛对流、乱流不旺盛。 4. 热成层热成层（中间层项至中间层项至800800kmkm）。 特点特点: :（1 1）随着高度的增高，气温迅速升高）随着高度的增高，气温迅速升高。 （2 2）空气处于高度电离状态）空气处于高度电离状态。5.5.外层（外层（800800kmkm高度以上）高度以上） 气温随高度的增高而升高。气温随高度的增高而升高。（ (三三) 空气的

11、空气的状态方程状态方程 空气状态常用密度（空气状态常用密度（P）、）、体积（体积（V）、）、压压强（强（P）、）、温度（温度（T）四个量来表示。四个量来表示。 1. 干空气状态方程干空气状态方程 （1）式是理想气体的状态方程，凡是严格符合这个方程的气体，叫做理想气体。实际上，理想气体并不存在，通常大气温度和压强条件下，干空气和未饱和的湿空气都十分接近理想气体。 常量TPV 对于质量为对于质量为M克理想气体，在标准状态下克理想气体，在标准状态下, TRMPV* 式中：式中：R*=8.31J/mol ,称为普适气体常数。称为普适气体常数。 对于对于 干空气干空气： TRVMPdd*TRPdddTRewwTRewwdwwRRR608. 1*2、水汽的状态方程、水汽的状态方程 以以e表示水汽压，表示水汽压，w和和Rw分分别表示水汽的密度和比气体常数，则：别表示水汽的密度和比气体常数，则：ddRR/* 3、