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第二章 温度（5学时） 温度是下垫面和大气热量变化的表征值，地面温度和空气温度的变化对天气、气候以及植物的生长发育有重要的影响。本章将讨论温度的变化特点、变化规律及其温度对农林生产的影响。 内容提要 ： 1、热量交换方式； 2、土壤的热特性和土壤的热量平衡方程； 3、土温的变化规律及影响因子； 4、气温的变化规律及影响因子； 5、大气稳定度的判断依据； 6、积温的种类及计算； 7、温度与农林生产。 重点和难点： 1、土壤的热量收支平衡方程式，影响土温变化的因子； 2、气温的时空变化，大气稳定度的判定 第一节 土壤、空气及其之间的热量交换方式 地球表面接受太阳辐射能，在下垫面本身、下垫面和空气，空气层之间，进行多种形式的热量交换，使地面温度、下层土壤温度、大气温度发生变化。 分子热传导是土壤中热量交换的主要方式。分子热传导过程的强弱对土壤层内热状况的形成有着重要意义。 三、对流 低层空气 高层空气 空气在垂直方向上大规模的，有规律的升降运动称为对流，根据其形成原因可分为如下两种： 2、动力对流（强迫对流） 常发生在空气水平流动遇到山脉，或其它外力作用下引起的垂直运动。 动力对流的升降速度慢，一般在0.1—10cm/s之间，但水平范围广，可达到几百km至几千km。 四、平流 地区 地区 大规模空气的水平运动称为平流。 平流运动是水平方向上热量交换的主要方式。对缓和地区之间和纬度之间的温度差异有很大作用。 乱流可使空气在各个方向得到充分混合，并伴随着热量的交换。 乱流是地面和空气、空气和空气之间热量交换的重要方式之一。对缓和贴地气层的温度变化，起着十分重要的作用。 六、潜热 地面 空气 第二节 土壤温度 一、影响地面温度变化的因子 (一）地表面热量平衡 根据能量守恒原理： 地表面热量收支差额（热量平衡） = 地面热量收入– 地面热量支出 综合考虑，地表面的热量收入和支出项有： R：土壤表面与空气层间以辐射形式进行交换的热通量 项（辐射差额） P：土壤表面与空气间以湍流形式进行交换的热通量项 B：土壤表面与下层土壤间以分子传导形式进行交换的 热通量项 LE：土壤表面与空气层间以潜热形式进行交换的热通量 项 不同的下垫面性质，地面热量差额各项大小不同。例如，干燥疏松的沙质与潮湿紧密的粘质土壤相比，沙质土壤的 LE 项几乎为零，B 也很小，地面净得辐射能 R 后，主要用于 QS 和 P 的昼夜交换，使地面和空气温度变化剧烈，相对而言，潮湿粘性土壤的温度变化表现的和缓些。 （二）土壤的热力学特性 土壤温度的升高和降低不但受地面热量收入多少的支配，还将受到土壤本身的热力学特性的影响。土壤的热力学特性包括：热容量、导热率、导温率等。 当土壤获得或失去相等的热量时，热容量越大的土壤，升温或降温的幅度越小。 土壤热容量的大小主要决定于土壤的组成成份和组成比例： 一般来说，改变土壤热容量的主要因素是土壤水分与土壤孔隙度的大小。土壤的热容量随着土壤湿度的增加而增大，随着土壤孔隙度增加而减少。 在自然情况下，单位体积土壤孔隙的变化并不很大，所以热容量的改变，主要决定于土壤孔隙中水分的改变，也就是说主要决定于土壤湿度。 土壤的孔隙度可以人为地改变。例如，翻犁中耕后的土壤，孔隙度增大，若是土壤水分含量没有显著的增加，则土壤热容量必然减小。镇压以后的土壤，孔隙度减小，热容量增加。 春季时，干燥的沙质土壤，由于迅速升温，农事活动可以相应提早九天至十几天。 （二）导热率（λ）---表示土壤传递热量的能力。  ----单位：J/m.s.℃（焦耳/米.秒.度） 导热率的大小，也决定于土壤的组分及其比例： 土壤湿度增加时，使土壤导热率变大； 土壤空气多孔隙度大，使土壤导热率变小。 另外，土壤中有机质含量也影响导热率，有机质含量多，导热率变小。 （三）导温率（K） 表示土壤传递温度和消除层次间温度差异的能力。 可用此式表达： K=λ/CV 据研究，干土起初因湿度上升，导温率是增大的，当土壤湿度20～30%土壤的导温性能最好，土壤湿度再增加导温率反而减少，所以土壤太干或太湿导温率都不好。 二、土壤中热量的传递 白天，土壤表面热量-------→土壤深层 夜间，土壤深层热量-------→土壤表面 三、土壤温度的日、年变化