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Chapter 3 温 度 第一节 热力学的基本知识 第二节 温度 第三节 大气温度 第四节 地面和土壤温度 第五节 温度与农业 第一节 热力学的基本知识 热 容 量 热 容 量 单位质量物质温度升高(或降低)1度所吸收(或放出)的热量，称为质量热容量(Cm)，又称比热或比热容。其单位是J/(Kg·℃)或[J/(g·℃)。 热容量的应用 热容量大的物质得到或失去相同热量的条件下，温度升高或降低的程度都比热容量小的物质变化缓慢。 土壤热容量采用容积热容量。 土壤组成分为：固体物质、水、空气 影响土壤热容量的因素是：水和空气在土壤中所占的比例。水固体空气（表3-1） 土壤潮湿 vs 土壤干燥 导 热 率(λ) 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中通过单位面积的热量，称为导热率(λ)。单位：J/(cm?s?℃)或者是W/(cm?℃)。导热率表示物质输送热量的能力 导热率的应用 导热率的应用 土壤导热率表示土壤内由温度高的部分向温度低的部分传递热量的能力。导热率大说明土壤传递热量的能力强，传递热量的速度快。 当温度垂直梯度相同时，导热率大的土壤，热量容易传入深层或从深层得到热量，因而表层土壤温度变化小。如潮湿土壤与干燥土壤相比，潮湿土壤表层昼夜温差小。 导 温 率(热扩散率) 物体内热量的转移速度和数量决定于物质的导热率，而由热量的得失产生的温度升降的快慢用导温率(热扩散率)，用K表示。即单位容积的物质，通过热传导，由垂直方向获得和失去λ焦耳(J)的热量时，温度升高和降低的数值。也称为热扩散率 显然，土壤热扩散率与导热率成正比，与容热量成反比 热量收支 （一）热量收支方式 1.辐射热交换 2.传导热交换 3.流体运动热交换（对流、平流、乱流） 4.潜热交换 热量收支(平衡) （四）土壤表层的热量平衡 白天：+Qs=R-P-B-LE 夜间：-Qs=-R+P+B+LE 白天和夜间地表层热量收支差额表达式： 第二节 温 度 华氏温标、摄氏温标、热力学温标 华氏温标：1709年德国人华伦海发明。规定在标准大气压下冰的熔点为32度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每等分代表1度。符号为oF 摄氏温度：1742年瑞典人摄尔司发明。规定在标准大气压下冰的熔点为0度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每等分代表1度，符号为℃ 热力学温标又称开氏温标(绝对温标)：其每 1 度的大小和摄氏温度完全相同。它是以水的冰点作为零度，它规定分子运动停止时的温度为绝对零度(-273.16 ℃)，记符号为K 温度的测量 利用物体某一属性随温度变化作为依据，而这种属性又是可以容易准确度量的。测温方法： 接触式测量(以介质直接接触建立热平衡) 胀缩式(酒精、水银、双金属片) 电测式(电阻、热电偶、半导体) 谐振式(石英晶体) 非接触式测量(遥感) 被动式(红外、微波、光学辐射温度计) 主动式(声学测温、激光雷达) 双金属片温度计 玻璃液体温度表 汞——凝固点-38.862℃，4%铊合金-62℃；沸点356.9℃：用于干湿球温度表、最高温度表，低温不能用 酒精——凝固点-177.5℃，沸点78.5℃：用于最低温度表、不能用于高温(地表温度) 常用玻璃液体温度表 普通水银干湿球玻璃温度表(准确度±0.2℃) 测定气温、湿球温度 组成：感应球部、毛细管、标尺板、外套管、液柱 最高温度表 最低温度表 地表面温度表 曲管地温表 直管地温表 最高温度表 地面观测场 温度的测量 气温——百叶箱 地面气温——离地面1.5米左右，处于通风防辐射条件下温度表度取得温度值：正点前十分钟平均气温，最高、最低气温 地温 地表温度、最高、最低地表温度 浅层土壤温度( 5，10，15，20cm) 深层土壤温度( 40，80，160，320cm) 第三节 土壤的温度 土壤表面的热量平衡 土壤温度的时间变化 土壤温度的垂直分布 影响土温变化的因素及调节 土温农业意义 土壤地面热量平衡 R=P+B+LE 物理意义 R：辐射差额。R变化的幅度决定地表温度日变化程度。 LE：水相变化时地表得、失热量。 P：土壤和空气的热交换量。有风时，土壤表层温度日变化幅度小。 B：土壤分子传热导通量。 土壤温度的变化 最高值 最低值 较差（温度日较差、温度年较差、温度绝对年较差） 位相:最高温度和最低温度出现的时间 土壤温度的时间变化 日变化 年变化 土壤温度的时间变化 日变化 年变化 辐射型 日射型 上午转变型 傍晚转变型 土壤温度的垂直分布 土温农业意义 第四节 水体温度 水面反射率比陆面的小，在同一纬度上海洋吸收辐射