农业气象学ppt课件.ppt
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1、PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益农业气象学农业气象学402 五月 2023PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 1.1.水相变化的物理过程水相变化的物理过程 2.2.水相变化中的蒸发潜热水相变化中的蒸发潜热 L=2500-2.4t L:蒸发潜热 冰的升华-融解潜热(334J/g)+蒸发潜
2、热 冰的升华潜热=2500+334=2834 J/g 一、水的相变一、水的相变第一节第一节 大气湿度大气湿度PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.1.绝对湿度绝对湿度(水汽密度水汽密度)w w(Water vapor density)(Water vapor density)单位体积空气中所含的水汽质量,称为绝对湿度单位体积空气中所含的水汽质量,称为绝对湿度(水汽密度水汽密度)。单位:单位:kg/mkg/m3 3二、空气湿度的表示方法二、空
3、气湿度的表示方法PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 比湿:比湿:单位质量湿空气中所含的水汽质量单位质量湿空气中所含的水汽质量。(用用 q q 表示;单位为表示;单位为 gg gg-1-1或或kgkgkgkg-1-1)PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 空气密度空气密度:单位体积空气中所含
4、的干空气和水汽质量之和单位体积空气中所含的干空气和水汽质量之和。(用用 a a 表示;单位为表示;单位为 kg m kg m-3-3)PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益2.2.水汽压水汽压 e(Water vapor pressure)e(Water vapor pressure)空气中的水汽所产生的分压力叫水汽压。空气中的水汽所产生的分压力叫水汽压。单位:单位:PaPa 实际水汽压(ea,actual vapor pressure):未饱
5、和空气的水汽压称实际水汽压,用ea表示。饱和水汽压(es,saturation vapor pressure):空气中水汽达到饱和状态时的水汽压称为饱和水汽压。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 饱和水汽压饱和水汽压(e es s,saturation vapor pressure),saturation vapor pressure):空气中水汽达到饱和状态时的水汽压称为饱和水汽压。空气中水汽达到饱和状态时的水汽压称为饱和水汽压。(e e
6、s s)PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益实际水汽压实际水汽压 e ea a 的计算的计算利用干湿球温度计测定干湿球温度差来计算实际水汽压。当空气未达到饱和时,湿球表面的水分就不断地蒸发,湿球温度蒸发耗热降温。当蒸发所消耗的热量与周围空气中获得的热量相平衡时,湿球温度不再下降。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障
7、用人单位和职工的合法权益 通风干湿表通风干湿表PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 蒸发所消耗的热量蒸发所消耗的热量 (ta),(tw):干湿球温度下的绝对湿度,kg/m3 L:蒸发潜热,J/g esw:、ea干湿球温度下的饱和水汽压,hPa a:空气密度,从周围空气中获得的热量从周围空气中获得的热量 Cp:空气质量热容,J/gPPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社
8、会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益3.3.相对湿度相对湿度 RH(Relative humidity)RH(Relative humidity)空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的比值。空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的比值。例题:某日在农田植被上方,用干湿球温度表测到干球温度例题:某日在农田植被上方,用干湿球温度表测到干球温度t td d=20,=20,湿球温
9、度湿球温度t tw w=17,=17,求此时农田植被上方空气的相对湿度?求此时农田植被上方空气的相对湿度?PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益4.4.饱和差饱和差 d(Saturation deficit)d(Saturation deficit)在一定温度下,饱和水汽压与实际水汽压的差值称为饱和差。在一定温度下,饱和水汽压与实际水汽压的差值称为饱和差。饱和差的大小 空气中水汽距离饱和的差值。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office O
10、ffice PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益5.5.露点温度露点温度 t td d(Dew-point temperature)(Dew-point temperature)当空气中水汽含量一定时,在压力不变的情况下,降低温度,当空气中水汽含量一定时,在压力不变的情况下,降低温度,使空气达到饱和时的温度,称为露点温度。使空气达到饱和时的温度,称为露点温度。例题:已知北京某年初夏ta=30,露点温度td=15,求此时空气的相对湿度?PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTP
11、PT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.空气湿度的空间变化(垂直变化)大气中的水汽,随高度的增加,迅速减少。三、空气湿度的时空变化三、空气湿度的时空变化PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益2.2.空气湿度的时间变化空气湿度的时间变化(1)水汽压的日、年变化 水汽压的日变化 影响近地面空气中水汽含量随时间变化的主要因素是影响近地面空气中水汽含量随时间变化的主要因
12、素是蒸发强度蒸发强度和和乱流强度乱流强度。单峰型当温度升高时,蒸发作用增强,但,如果乱流作用不旺盛,蒸发的水多停留在低空。最高值:14-15h PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 双峰型双峰型:乱流较强的温暖季节,由于湍流的作用,绝对湿度的日变化呈乱流较强的温暖季节,由于湍流的作用,绝对湿度的日变化呈双峰型双峰型。一天中一天中有两个最小值和最高值。有两个最小值和最高值。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPP
13、T为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 水汽压的年变化水汽压的年变化 水汽压的年变化水汽压的年变化与与气温的年变化气温的年变化一致。一致。一年中有一个最高值和一个最低值。一年中有一个最高值和一个最低值。最高值出现在最高值出现在7 7、8 8月;月;最低值出现在最低值出现在1 1、2 2月。月。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益(2)(2)相对湿度的日、年变化相对
14、湿度的日、年变化 相对湿度的日变化相对湿度的日变化 一日中最大值出现在凌晨。一日中最大值出现在凌晨。最小值出现在最小值出现在14-1514-15时。时。相对湿度的年变化相对湿度的年变化 冬季最大,夏季最小。冬季最大,夏季最小。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益蒸发蒸发是指水分子从液态或固态水的自由面逸出而成为汽态的过程或现象。是指水分子从液态或固态水的自由面逸出而成为汽态的过程或现象。单位时间内单位面积上蒸发的水量称为单位时间内单位面积上蒸
15、发的水量称为蒸发速率蒸发速率,单位:,单位:g g cmcm-2-2 s s-1-1。水面蒸发、土壤蒸发水面蒸发、土壤蒸发第二节第二节 蒸发与蒸腾蒸发与蒸腾一、蒸发一、蒸发PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.1.水面蒸发水面蒸发影响水面蒸发的因子:影响水面蒸发的因子:(1 1)水源水源 水源是蒸发的根源。水源是蒸发的根源。水面、雪面、冰面、潮湿土壤和植被是蒸发的基本条件。水面、雪面、冰面、潮湿土壤和植被是蒸发的基本条件。(2 2)热源热源
16、 蒸发速度取决于热量供给。蒸发速度取决于热量供给。(3 3)饱和差饱和差 蒸发速度与饱和差成正比,饱和差越大蒸发速度与饱和差成正比,饱和差越大 蒸发速度越快。蒸发速度越快。(4 4)风速与湍流扩散风速与湍流扩散(5 5)溶质浓度溶质浓度 蒸发速度与溶质浓度成反比。蒸发速度与溶质浓度成反比。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益2.2.土壤水分的蒸发土壤水分的蒸发土壤蒸发是指土壤中的水变为水气并向大气扩散的过程。土壤蒸发的两个过程:(1)蒸发直接
17、发生在土壤表面。蒸发速度与相同条件下的水面蒸发速度几乎相同。主要受气象条件的影响。(2)水分在土壤中进行蒸发之后,水汽通过土壤的孔隙达地表后逸出土表。蒸发速度比相同条件下的水面蒸发速度小。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益土壤蒸发:土壤蒸发:除气象条件外,土壤含水量、土壤结构、性质、颜色、方位等。除气象条件外,土壤含水量、土壤结构、性质、颜色、方位等。粗糙的土壤表面蒸发强于平滑的土壤表面;粗糙的土壤表面蒸发强于平滑的土壤表面;深色土壤比浅色
18、土壤蒸发强;深色土壤比浅色土壤蒸发强;高地比谷地、凹地蒸发强;高地比谷地、凹地蒸发强;南坡比北坡强南坡比北坡强PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 二、植物蒸腾二、植物蒸腾植物体内的水分通过体表以气态水的形式向外界大气输送的植物体内的水分通过体表以气态水的形式向外界大气输送的过程称为蒸腾。过程称为蒸腾。植物从土壤中吸收的水分,植物从土壤中吸收的水分,大部分通过蒸腾起到大部分通过蒸腾起到输送养分输送养分和和降低体温降低体温的作用。的作用。从叶肉
19、细胞开始向外扩散 到达大气的过程与物理电学中电流、电压、电阻关系有些类似。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益叶片内的饱和水气压与大气中的未饱和的水汽压叶片内的饱和水气压与大气中的未饱和的水汽压形成压差形成压差;相当于电压;相当于电压;水分水分 叶片叶片大气:有四种阻抗,大气:有四种阻抗,rmrm、rsrs、rbrb、rara,相当于电阻;,相当于电阻;电流电流=电压差电压差/电阻电阻 水汽水汽=水汽压差水汽压差/阻抗阻抗 E:水汽蒸发率,k
20、g/m2s raPPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 植物的蒸腾系数植物的蒸腾系数蒸腾系数蒸腾系数:植物形成单位重量干物质时所消耗的蒸腾水量,用植物形成单位重量干物质时所消耗的蒸腾水量,用K KT T表示。表示。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益植物蒸腾与植被下土壤蒸发的综合过程,称为植物
21、蒸腾与植被下土壤蒸发的综合过程,称为农田蒸散农田蒸散。“可能蒸散”美国学者桑斯威特提出矮小的绿色植物充分覆盖的开阔地表面上,植物对水分的输送没有或矮小的绿色植物充分覆盖的开阔地表面上,植物对水分的输送没有或仅有微小阻力,并保持水分充分供应时的仅有微小阻力,并保持水分充分供应时的农田蒸散农田蒸散。ETP(Potential Evapotranspiration)测定蒸散的仪器:渗水测量器、可能蒸散表、重量渗水测定器等。蒸散计算公式 三、农田蒸散三、农田蒸散(Evapotranspiration)(Evapotranspiration)PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office
22、PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.1.水分平衡法水分平衡法 获取数据比较容易,误差较大获取数据比较容易,误差较大PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益2.2.桑斯威特法桑斯威特法 美国中西部半干旱地区多年田间试验的数据美国中西部半干旱地区多年田间试验的数据 植物生理和物理机制在蒸散过程中的重要作用植物生理和物理机制在蒸散过程中的重要作用 计算月平均
23、可能蒸散计算月平均可能蒸散 ETETP P(For estimating monthly(For estimating monthly ETETP P)算法简单,资料易得。算法简单,资料易得。不适合月平均气温低于零度的地区。不适合月平均气温低于零度的地区。计算短期值误差会大,长期效果会好些。计算短期值误差会大,长期效果会好些。PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益3.3.彭曼法彭曼法考虑了净辐射、空气温度、水汽压以及风速等因素,运用空气动力学和
24、能量考虑了净辐射、空气温度、水汽压以及风速等因素,运用空气动力学和能量平衡概念,提出了自由水面的可能蒸发量的公式。平衡概念,提出了自由水面的可能蒸发量的公式。运用彭曼公式估算农田可能蒸散运用彭曼公式估算农田可能蒸散ETETP P:ETETP P=f=f1 1E E0 0 f f1 1:夏季夏季 0.8 0.8;冬季;冬季 0.6 0.6 物理意义明确,有较严密的理论依据;测量比较简单物理意义明确,有较严密的理论依据;测量比较简单PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用
25、人单位和职工的合法权益4.4.彭曼彭曼-蒙泰斯法蒙泰斯法蒙泰斯将输送阻抗概念输送阻抗概念引入彭曼公式,使彭曼公式既能用于有充分灌溉条件下垫面的蒸散情况,也可用于供水有限下垫面的蒸散情况。自动测量仪器、快速反应仪器以及计算机水平的迅速发展PPTPPT文档演模板文档演模板 Office Office PPTPPT为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益5.鲍恩比法(1926):鲍恩比(Bowen ratio)Kh=KV(大气中热量湍流交换系数与水汽湍流交换系数相同)假设下:PPTPPT文档演模板文档演模板 Office O
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