農(nóng)業(yè)氣象學(xué)試題及答案.doc

農(nóng)業(yè)氣象學(xué)試題(有答案)第一章 大氣一、名詞解釋題： 1. 干潔大氣：除去了水汽和各種懸浮的固體與液體微粒的純凈大氣，稱為干潔大氣。 2. 下墊面：指與大氣底部相接觸的地球表面，或墊在空氣層之下的界面。如地表面、海面及其它各種水面、植被表面等。 3. 氣象要素：構(gòu)成和反映大氣狀態(tài)的物理量和物理現(xiàn)象，稱氣象要素。主要包括氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)、云、能見度、降水、輻射、日照和各種天氣現(xiàn)象等 二、填空題： (說明：在有底線的數(shù)字處填上適當(dāng)內(nèi)容) 1. 干潔大氣中，按容積計(jì)算含量最多的四種氣體是： (1)、(2)、氬和(3)。 2. 大氣中臭氧主要吸收太陽輻射中的 (4)。 3. 大氣中二氧化碳和水汽主要吸收 (5)輻射。 4. 近地氣層空氣中二氧化碳的濃度一般白天比晚上(6)，夏天比冬天 (7) 。 5. (8) 是大氣中唯一能在自然條件下發(fā)生三相變化的成分，是天氣演變的重要角色。 6. 根據(jù)大氣中 (9) 的鉛直分布，可以把大氣在鉛直方向上分為五個(gè)層次。 7. 在對(duì)流層中，溫度一般隨高度升高而 (10) 。 8. 大氣中對(duì)流層之上的一層稱為 (11) 層，這一層上部氣溫隨高度增高而 (12) 。 9. 根據(jù)大氣中極光出現(xiàn)的最大高度作為判斷大氣上界的標(biāo)準(zhǔn)，大氣頂約高 (13) 千米。答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外線 (5)長(zhǎng)波 (6)低 (7)低 (8)水汽 (9)溫度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200 三、判斷題： (說明：正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”) 1. 臭氧主要集中在平流層及其以上的大氣層中，它可以吸收太陽輻射中的紫外線。 2. 二氧化碳可以強(qiáng)烈吸收太陽輻射中的紫外線，使地面空氣升溫，產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。 3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年減少。 4. 地球大氣中水汽含量一般來說是低緯多于高緯，下層多于上層，夏季多于冬季。 5. 大氣在鉛直方向上按從下到上的順序，分別為對(duì)流層、熱成層、中間層、平流層和散逸層。 6. 平流層中氣溫隨高度上升而升高，沒有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。 7. 熱成層中空氣多被離解成離子，因此又稱電離層。答案：1.對(duì)，2.錯(cuò)，3.錯(cuò)，4.對(duì)，5.錯(cuò)，6.對(duì)，7.對(duì)。 四、問答題： 1. 為什么大氣中二氧化碳濃度有日變化和年變化？答：大氣中的二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的重要原料。植物在太陽輻射的作用下，以二氧化碳和水為原料，合成碳水化合物，因此全球的植物要消耗大量的二氧化碳；同時(shí)，由于生物的呼吸，有機(jī)物的分解以及燃燒化石燃料等人類活動(dòng)，又要產(chǎn)生大量的二氧化碳。這樣就存在著消耗和產(chǎn)生二氧化碳的兩種過程。一般來說，消耗二氧化碳的光合作用只在白天進(jìn)行，其速度在大多數(shù)地區(qū)是夏半年大，冬半年??；而呼吸作用等產(chǎn)生二氧化碳的過程則每時(shí)每刻都在進(jìn)行。所以這兩種過程速度的差異在一天之內(nèi)是不斷變化的，在一年中也隨季節(jié)變化，從而引起二氧化碳濃度的日變化和年變化。在一天中，從日出開始，隨著太陽輻射的增強(qiáng)，植物光合速率不斷增大，空氣中的二氧化碳濃度也隨之不斷降低，中午前后，植被上方的二氧化碳濃度達(dá)最低值；午后，隨著空氣溫度下降，光合作用減慢，呼吸速率加快，使二氧化碳消耗減少；日落后，光合作用停止，而呼吸作用仍在進(jìn)行，故近地氣層中二氧化碳濃度逐漸增大，到第二天日出時(shí)達(dá)一天的最大值。在一年中，二氧化碳的濃度也主要受植物光合作用速率的影響。一般來說，植物夏季生長(zhǎng)最旺，光合作用最強(qiáng)，秋季最弱。因此二氧化碳濃度秋季最小，春季最大。此外，由于人類燃燒大量的化石燃料，大量的二氧化碳釋放到空氣中，因而二氧化碳濃度有逐年增加的趨勢(shì)。 2. 對(duì)流層的主要特點(diǎn)是什么？ 答：對(duì)流層是大氣中最低的一層，是對(duì)生物和人類活動(dòng)影響最大的氣層。對(duì)流層的主要特點(diǎn)有： (1)對(duì)流層集中了80%以上的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽，是天氣變化最復(fù)雜的層次，大氣中的云、霧、雨、雪、雷電等天氣現(xiàn)象，都集中在這一氣層內(nèi)； (2) 在對(duì)流層中， 氣溫一般隨高度增高而下降， 平均每上升100米， 氣溫降低0.65，在對(duì)流層頂可降至50至85； (3) 具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和亂流運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了氣層內(nèi)的能量和物質(zhì)的交換； (4) 溫度、濕度等氣象要素在水平方向的分布很不均勻，這主要是由于太陽輻射隨緯度變化和地表性質(zhì)分布的不均勻性而產(chǎn)生的。 第二章 輻射一、名詞解釋題： 1. 輻射：物體以發(fā)射電磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。由輻射所傳輸?shù)哪芰糠Q為輻射能，有時(shí)把輻射能也簡(jiǎn)稱為輻射。 2. 太陽高度角：太陽光線與地平面的交角。是決定地面太陽輻射通量密度的重要因素。在一天中，太陽高度角在日出日落時(shí)為0，正午時(shí)達(dá)最大值。 3. 太陽方位角：太陽光線在地平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇€的交角。以正南為0，從正南順時(shí)鐘向變化為正，逆時(shí)針向變化為負(fù)，如正東方為90，正西方為90。 4. 可照時(shí)間：從日出到日落之間的時(shí)間。 5. 光照時(shí)間：可照時(shí)間與因大氣散射作用而產(chǎn)生的曙暮光照射的時(shí)間之和。 6. 太陽常數(shù)：當(dāng)?shù)厍蚓嗵枮槿盏仄骄嚯x時(shí)，大氣上界垂直于太陽光線平面上的太陽輻射能通量密度。其值為1367瓦?米-2。 7. 大氣質(zhì)量數(shù)：太陽輻射在大氣中通過的路徑長(zhǎng)度與大氣鉛直厚度的比值。 8. 直接輻射：以平行光線的形式直接投射到地面上的太陽輻射。 9. 總輻射：太陽直接輻射和散射輻射之和。 10. 光合有效輻射：綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，能被葉綠素吸收并參與光化學(xué)反應(yīng)的太陽輻射光譜成分。 11. 大氣逆輻射：大氣每時(shí)每刻都在向各個(gè)方向放射長(zhǎng)波輻射，投向地面的大氣輻射，稱為大氣逆輻射。 12 . 地面有效輻射：地面輻射與地面吸收的大氣逆輻射之差，即地面凈損失的長(zhǎng)波輻射。 13. 地面輻射差額：某時(shí)段內(nèi)，地面吸收的總輻射與放出的有效輻射之差。 二、填空題： 1. 常用的輻射通量密度的單位是 (1) 。 2. 不透明物體的吸收率與反射率之和為 (2) 。 3. 對(duì)任何波長(zhǎng)的輻射，吸收率都是1的物體稱為 (3) 。 4. 當(dāng)絕對(duì)溫度升高一倍時(shí)，絕對(duì)黑體的總輻射能力將增大 (4) 倍。 5. 如果把太陽和地面都視為黑體，太陽表面絕對(duì)溫度為6000K，地面溫度為300K，則太陽表面的輻射通量密度是地表面的 (5) 倍。 6. 絕對(duì)黑體溫度升高一倍時(shí)，其輻射能力最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)就變?yōu)樵瓉淼?(6) 。 7. 太陽赤緯在春秋分時(shí)為 (7) ，冬至?xí)r為 (8) 。 8. 上午8時(shí)的時(shí)角為 (9) ，下午15時(shí)的時(shí)角為 (10) 。 9. 武漢(30N)在夏至、冬至和春秋分正午時(shí)的太陽高度角分別為 (11) ， (12) 和 (13) 。 10. 冬半年，在北半球隨緯度的升高，正午的太陽高度角 (14) 。 11. 湖北省在立夏日太陽升起的方位是 (15) 。 12. 在六月份，北京的可照時(shí)間比武漢的 (16) 。 13. 在太陽直射北緯10時(shí)，北半球緯度高于 (17) 的北極地區(qū)就出現(xiàn)極晝。 14. 由冬至到夏至，北半球可照時(shí)間逐漸 (18) 。 15. 光照時(shí)間延長(zhǎng)，短日照植物的發(fā)育速度就會(huì) (19) 。 16. 在干潔大氣中，波長(zhǎng)較短的輻射傳播的距離比波長(zhǎng)較長(zhǎng)的輻射傳播距離(20) 。 17. 隨著太陽高度的降低，太陽直接輻射中長(zhǎng)波光的比 (21) 。 18. 地面溫度越高，地面向外輻射的能量越 (22) 。 19. 地面有效輻射隨空氣濕度的增大而 (23) ，隨地面與空氣溫度之差的增大而 (24) ，隨風(fēng)速的增大而 (25) 。 20. 地面吸收的太陽總輻射與地面有效輻射之差稱為 (26) 。答案： (1)瓦.米2； (2)1； (3)絕對(duì)黑體； (4)15； (5)160000； (6)二分之一； (7)0；(8)2327； (9)60； (10)45； (11)8327； (12)3633；(13)60； (14)減?。?(15)東偏北； (16)長(zhǎng)； (17)80； (18)延長(zhǎng)； (19)減慢； (20)短；(21)增加； (22)多； (23)減?。?(24)增大； (25)減小； (26)地面輻射差額。 三、選擇題： (說明：在四個(gè)答案中，只能選一個(gè)正確答案填入空格內(nèi)。) 1. 短日照植物南種北引，生育期將_。 A. 延長(zhǎng)； B.縮短； C. 不變； D.可能延長(zhǎng)也可能縮短。 2. 晴朗的天空呈藍(lán)色，是由于大氣對(duì)太陽輻射中藍(lán)紫色光_較多的結(jié)果。 A. 吸收； B. 散射； C. 反射； D.透射。 3. 對(duì)光合作用有效的輻射包含在_中。 A. 紅外線； B. 紫外線； C. 可見光； D. 長(zhǎng)波輻射。 4. 在大氣中放射輻射能力最強(qiáng)的物質(zhì)是_。 A. 氧； B. 臭氧； C. 氮； D. 水汽、水滴和二氧化碳。 5. 當(dāng)?shù)孛嬗行л椛湓龃髸r(shí)，夜間地面降溫速度將_。 A. 加快； B. 減慢； C. 不變； D. 取決于氣溫。答案： 1. A； 2. B； 3. C； 4. D；5. A四、判斷題： 1. 對(duì)絕對(duì)黑體，當(dāng)溫度升高時(shí)，輻射能力最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)將向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。 2. 在南北回歸線之間的地區(qū)，一年有兩次地理緯度等于太陽赤緯。 3. 時(shí)角表示太陽的方位,太陽在正西方時(shí),時(shí)角為90。 4. 北半球某一緯度出現(xiàn)極晝時(shí)，南半球同樣的緯度上必然出現(xiàn)極夜。 5. 白天氣溫升高主要是因?yàn)榭諝馕仗栞椛涞木壒省?6. 光合有效輻射只是生理輻射的一部分。 7. 太陽直接輻射、散射輻射和大氣逆輻射之和稱為總輻射。 8. 地面輻射和大氣輻射均為長(zhǎng)波輻射。 9. 對(duì)太陽輻射吸收得很少的氣體，對(duì)地面輻射也必然很少吸收。 10. 北半球熱帶地區(qū)輻射差額晝夜均為正值，所以氣溫較高。答案： 1. 錯(cuò)； 2. 對(duì)； 3. 錯(cuò)； 4. 對(duì)； 5. 錯(cuò)； 6. 對(duì)； 7. 錯(cuò)； 8. 對(duì)； 9.錯(cuò)； 10. 錯(cuò)。 五、計(jì)算題1. 任意時(shí)刻太陽高度角的計(jì)算根據(jù)公式Sinhsinsincoscoscos大致分三步進(jìn)行：(1) 計(jì)算時(shí)角，以正午時(shí)為0，上午為負(fù)，下午為正，每小時(shí)15；如以“度”為單位，其計(jì)算式是(t12)15其中t為以小時(shí)為單位的時(shí)間；如以“弧度”為單位，則(t12)2/24建議計(jì)算時(shí)以角度為單位。(2) 計(jì)算sinh值(所需的值可從教材附表3中查到，考試時(shí)一般作為已知條件給出)。(3) 求反正弦函數(shù)值h，即為所求太陽高度角。例：計(jì)算武漢(30N)在冬至日上午10時(shí)的太陽高度角。解：上午10時(shí)：(t12)15(1012)1530冬至日：=2327 武漢緯度：=30sinh = sin30sin(2327)cos30cos(2327)cos(30)=0.48908h=29172. 正午太陽高度角的計(jì)算根據(jù)公式： h=90進(jìn)行計(jì)算；特別應(yīng)注意當(dāng)計(jì)算結(jié)果h90時(shí)，應(yīng)取補(bǔ)角(即用180h作為太陽高度角)。也可根據(jù) h=90| 進(jìn)行計(jì)算，就不需考慮取補(bǔ)角的問題(建議用后一公式計(jì)算)。還應(yīng)注意對(duì)南半球任何地區(qū)，應(yīng)取負(fù)值；在北半球?yàn)槎肽?秋分至春分)時(shí)，也取負(fù)值。 例 計(jì)算當(dāng)太陽直射20S時(shí)(約11月25日)在40S的正午太陽高度角。解：已知= 40(在南半球) =20h=90(40)+(20)=110計(jì)算結(jié)果大于90，故取補(bǔ)角，太陽高度角為：h=180110=70也可用上述后一公式直接得h=90| = 90|40(20)|=70 3. 計(jì)算可照時(shí)間大致分三步：(1) 根據(jù)公式： cos0 = tgtg 計(jì)算cos0 的值。(2) 計(jì)算反余弦函數(shù)值0 ，得日出時(shí)角為0 ，日落時(shí)角為+0(3) 計(jì)算可照時(shí)間20 /15(其中0 必須以角度為單位)。 例 計(jì)算11月25日武漢的可照時(shí)間。解：由附表3可查得=20，武漢緯度=30cos0 =tgtg=tg30tg(20)=0.2101380 =77.87 即：日出時(shí)角為77.87(相當(dāng)于真太陽時(shí)6時(shí)49分)，日落時(shí)角為77.87(相當(dāng)于真太陽時(shí)17時(shí)11分)。 可照時(shí)間=20/15=277.87/15=10.38小時(shí)4. 計(jì)算水平面上的太陽直接輻射通量密度根據(jù)公式： Rsb=Rsc?am sinh大致分三步進(jìn)行計(jì)算：(1) 計(jì)算太陽高度角的正弦sinh (參看第1，2兩部分)。(2) 計(jì)算大氣質(zhì)量數(shù)，一般用公式 m=1/sinh(3) 計(jì)算Rsb例1 計(jì)算北京(取=40N)冬至日上午10時(shí)水平面上的太陽直接輻射通量密度(設(shè)Rsc=1367瓦?米-2 ，a=0.8)。解：已知=40,=2327(冬至日)，=30sinh=sin40sin(2327) + cos40cos(2327) cos(30)=0.352825m=1/sinh=1/0.352825=2.8343Rsb=Rsc?am sinh=13670.82.83430.352825=256.25 (瓦?米-2 ) 例2 計(jì)算武漢(為30N)在夏至日正午時(shí)的太陽直接輻射通量密度(已知a=0.8)。解：已知=30，=2327，正午太陽高度角為h=90=90302327=8327m=1/sinh=1.00657Rsb=Rsc?am sinh=13670.81.00657 sin8327=1084.87 (瓦?米-2)例3 當(dāng)太陽直射南半球緯度18時(shí)，試求我國(guó)緯度42處地面上正午時(shí)的直接輻射通量密度(已知大氣透明系數(shù)為0.7，太陽常數(shù)為1367瓦?米-2)。 解：已知=42 =18 a=0.7正午時(shí)：h=90+=904218=30m=1/sinh=1/sin30=2Rsb=Rsc?am sinh=1367(0.7)2 sin30=334.9 (瓦?米-2 )5. 計(jì)算坡面的太陽直接輻射通量密度坡面上的直接輻射通量密度計(jì)算式為：Rsb坡=Rsc?am sin其中為太陽光線與坡面的夾角。Rsb坡的計(jì)算步驟與上述水平面上Rsb的計(jì)算類似，但在第2步(計(jì)算m)后，應(yīng)確定夾角。例1 計(jì)算武漢(為30N)冬至日坡度為20的南坡和北坡在正午時(shí)的太陽直接輻射通量密度(設(shè)透明系數(shù)a=0.8)。解：已知=30，=2327，正午太陽高度角為：h=90|=90|30(2327)|=3633m=1/sinh=1/sin3633=1.6792(注意：此處計(jì)算m時(shí)不能用代替h)。對(duì)于南坡，正午時(shí)=h+坡度=3633+20=5633Rsb南坡=Rsc?am sin=13670.81.6792 sin5633=784.14 (瓦?米-2 )對(duì)于北坡，正午時(shí)=h坡度=363320=1633(如果北坡坡度大于h時(shí)則無直射光，即 Rsb北坡 =0)Rsb北坡=Rsc?am sin=13670.81.6792 sin1633=267.71 (瓦?米-2 )由此題可知冬季南坡暖而北坡冷的一個(gè)重要原因在于Rsb南坡和Rsb北坡的差別。例2 在46.5N的某地欲蓋一朝南的玻璃溫室，為了減小反射損失，要使冬至日正午時(shí)太陽直接光線垂直于玻璃面，試問玻璃面與地平面的夾角應(yīng)是多少？冬至日正午時(shí)到達(dá)玻璃面上的直接輻射通量密度為多少(已知太陽常數(shù)為1367瓦/米2 ，透明系數(shù)為0.8)？解：已知=46.5，=23.5，a=0.8(1) h=90+=9046.523.5=20 m=1/sinh=1/sin20=2.923804玻璃面與地平面的夾角=90h = 9020= 70(2) 玻璃面上的直接輻射通量密度為Rsb坡=Rsc?am sin =1367(0.8)2.923804 sin90=711.9 (瓦?米-2 )例3 在北緯36.5處有一座山，其南北坡的坡度為30，試求冬至日正午時(shí)水平地面上及南北坡面上的太陽直接輻射通量密度(設(shè)大氣透明系數(shù)為0.8， 太陽常數(shù)為1367瓦?米-2) 。解：已知=36.5，=23.5，a=0.8，坡面坡度=30h=90+=9036.5+(23.5)=30m=1/sinh=1/sin30=2水平地面上直接輻射能量密度Rsb=Rsc?am sinh =1367(0.8)2sin30=437.4 (瓦?米-2 )南坡：Rsb南坡=Rsc?am sin=Rsc?am sin(h+)=1367(0.8)2 sin60= 757.7(瓦?米-2 )北坡：Rsb北坡=Rsc?am sin=Rsc?am sin(h)=Rsc?am sin0=0由此題可知，一般來說冬季正午南坡上的太陽直接輻射最強(qiáng)，而對(duì)坡度大于太陽高度角的北坡，則無太陽直接輻射。所以南坡為溫暖的陽坡，北坡為陰冷的陰坡。 六、問答題： 1. 太陽輻射與地面輻射的異同是什么？答：二者都是以電磁波方式放射能量；二者波長(zhǎng)波不同，太陽輻射能量主要在0.154微米，包括紫外線、可見光和紅外線，能量最大的波長(zhǎng)為0.48微米。地面輻射能量主要在380微米，為紅外線，能量最大的波長(zhǎng)在10微米附近。二者溫度不同，太陽表面溫度為地面的20倍，太陽輻射通量密度為地面的204倍。 2. 試述正午太北半球陽高度角隨緯度和季節(jié)的變化規(guī)律。答：由正午太陽高度角計(jì)算公式h=90可知在太陽直射點(diǎn)處正午時(shí)h最大，為90；越遠(yuǎn)離直射點(diǎn)，正午h越小。因此正午太陽高度角的變化規(guī)律為：隨緯度的變化：在太陽直射點(diǎn)以北的地區(qū)()，隨著緯度的增大，正午h逐漸減??；在直射點(diǎn)以南的地區(qū)，隨的增大，正午h逐漸增大。隨季節(jié)()的變化：對(duì)任何一定的緯度，隨太陽直射點(diǎn)的接近，正午h逐漸增大；隨直射點(diǎn)的遠(yuǎn)離，正午h逐漸減小。例如北回歸線以北的地區(qū)，從冬至到夏至，正午h逐漸增大；從夏至到冬至，正午h逐漸減小。在90的地區(qū)(極圈內(nèi))，為極夜區(qū)，全天太陽在地平線以下。 3. 可照時(shí)間長(zhǎng)短隨緯度和季節(jié)是如何變化的？答：隨緯度的變化：在北半球?yàn)橄陌肽陼r(shí)，全球隨緯度值的增大(在南半球由南極向赤道增大)，可照時(shí)間延長(zhǎng)；在北半球?yàn)槎肽陼r(shí),全球隨緯度值的增大可照時(shí)間縮短。隨季節(jié)()的變化：春秋分日，全球晝夜平分；北半球隨增大(冬至到夏至)，可照時(shí)間逐漸延長(zhǎng)；隨減小(夏至到冬至)，可照時(shí)間逐漸縮短；南半球與此相反。在北半球?yàn)橄陌肽?0)時(shí)，北極圈內(nèi)緯度為(90-）以北的地區(qū)出現(xiàn)極晝，南極圈內(nèi)同樣緯度以南的地區(qū)出現(xiàn)極夜；在北半球冬半年(0)時(shí)，北極圈90+以北的地區(qū)出現(xiàn)極夜，南極圈內(nèi)同樣緯度以南出現(xiàn)極晝。 4. 光照時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)不同緯度之間植物的引種有什么影響？答：光照長(zhǎng)短對(duì)植物的發(fā)育，特別是對(duì)開花有顯著的影響。有些植物要求經(jīng)過一段較短的白天和較長(zhǎng)的黑夜才能開花結(jié)果，稱短日照植物；有些植物又要求經(jīng)過一段較長(zhǎng)的白天和較短的黑夜才能開花結(jié)果，稱長(zhǎng)日照植物。前者發(fā)育速度隨生育期內(nèi)光照時(shí)間的延長(zhǎng)而減慢，后者則相反。對(duì)植物的主要生育期(夏半年)來說，隨緯度升高光照時(shí)間延長(zhǎng)，因而短日照植物南種北引，由于光照時(shí)間延長(zhǎng)，發(fā)育速度將減慢，生育期延長(zhǎng)；北種南引，發(fā)育速度因光照時(shí)間縮短而加快，生育期將縮短。長(zhǎng)日照植物的情況與此相反。而另一方面，對(duì)一般作物來說，溫度升高都會(huì)使發(fā)育速度加快，溫度降低使發(fā)育速度減慢。因此，對(duì)長(zhǎng)日照植物來說，南種北引，光照時(shí)間延長(zhǎng)將使發(fā)育速度加快，溫度降低又使發(fā)育速度減慢，光照與溫度的影響互相補(bǔ)償，使生育期變化不大；北種南引也有類似的光溫互相補(bǔ)償?shù)淖饔谩Ｋ蚤L(zhǎng)日照植物不同緯度間引種較易成功。而對(duì)短日照植物，南種北引，光照和溫度的改變都使發(fā)育速度減慢，光照影響互相疊加，使生育期大大延長(zhǎng)；而北種南引，光溫的變化都使發(fā)育速度加快，光溫影響也是互相疊加，使生育期大大縮短，所以短日照植物南北引種一般不易成功。但緯度相近且海拔高度相近的地區(qū)間引種，不論對(duì)長(zhǎng)日照植物和短日照植物，一般都容易成功。 5. 為什么大氣中部分氣體成分對(duì)地面具有“溫室效應(yīng)”？答：大氣對(duì)太陽短波輻射吸收很少，絕大部分太陽輻射能透過大氣而到達(dá)地面，使地面在白天能吸收大量的太陽輻射能而升溫。但大氣中的部分氣體成分，如水汽、二氧化碳等，都能強(qiáng)烈地吸收地面放射的長(zhǎng)波輻射，并向地面發(fā)射大氣逆輻射，使地面的輻射能不致于大量逸出太空而散熱過多，同時(shí)使地面接收的輻射能增大(大氣逆輻射)。因而對(duì)地面有增溫或保暖效應(yīng)，與玻璃溫室能讓太陽輻射透過而又阻止散熱的保溫效應(yīng)相似，所以這種保暖效應(yīng)被稱為大氣的“溫室效應(yīng)”。6. 什么是地面有效輻射？它的強(qiáng)弱受哪些因子的影響？舉例說明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。答：地面有效輻射是地面放射的長(zhǎng)波輻射與地面所吸收的大氣逆輻射之差，它表示地面凈損失的長(zhǎng)波輻射，其值越大，地面損失熱量越多，夜晚降溫越快。 影響因子有：(1)地面溫度：地面溫度越高，放射的長(zhǎng)波輻射越多，有效輻射越大。(2)大氣溫度：大氣溫度越高，向地面放射的長(zhǎng)波輻射越多，有效輻射越小。(3)云和空氣濕度：由于大氣中水汽是放射長(zhǎng)波輻射的主要?dú)怏w，所以水汽、云越多，濕度越大，大氣逆輻射就越大，有效輻射越小。(4)天氣狀況：晴朗無風(fēng)的天氣條件下，大氣逆輻射減小，地面有效輻射增大。(5)地表性質(zhì)：地表越粗糙，顏色越深，越潮濕，地面有效輻射越強(qiáng)。(6)海拔高度：高度增高，大氣密度減小，水汽含量降低，使大氣逆輻射減小，有效輻射增大。(7)風(fēng)速：風(fēng)速增大能使高層和低層空氣混合，在夜間帶走近地層冷空氣，而代之以溫度較高的空氣，地面就能從較暖的空氣中得到較多的大氣逆輻射，因而使有效輻射減??；而在白天風(fēng)速增大可使有效輻射轉(zhuǎn)向增大。 舉例：因?yàn)橐归g地面溫度變化決定于地面有效輻射的強(qiáng)弱，所以早春或晚秋季節(jié)夜間地面有效輻射很強(qiáng)時(shí)，引起地面及近地氣層急劇降溫，可出現(xiàn)霜凍。 7. 試述到達(dá)地面的太陽輻射光譜段對(duì)植物生育的作用。答：太陽輻射三個(gè)光譜段是紫外線(0.150.4微米)、可見光(0.40.76微米)和紅外線(0.764微米)。紫外線對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育主要起生化效應(yīng)，對(duì)植物有刺激作用，能促進(jìn)種子發(fā)芽、果樹果實(shí)的色素形成，提高蛋白質(zhì)和維生素含量以及抑制植物徒長(zhǎng)和殺菌作用等?？梢姽庵饕鸸庑?yīng)，提供給綠色植物進(jìn)行光合作用的光能，主要吸收紅橙光區(qū)(0.60.7微米)和藍(lán)紫光區(qū)(0.40.5微米)。紅外線主要起熱效應(yīng)，提供植物生長(zhǎng)的熱量，主要吸收波長(zhǎng)為2.03.0微米的紅外線。 第三章 溫度一、名詞解釋題： 1. 溫度(氣溫)日較差：一日中最高溫度(氣溫)與最低溫度(氣溫)之差。 2. 溫度(氣溫)年較差：一年中最熱月平均溫度(氣溫)與最冷月平均溫度(氣溫)之差。 3. 日平均溫度：為一日中四次觀測(cè)溫度值之平均。即 T平均 = (T02T08T14T20)4。 4. 候平均溫度：為五日平均溫度的平均值。 5. 活動(dòng)溫度：高于生物學(xué)下限溫度的溫度。 6. 活動(dòng)積溫：生物在某一生育期(或全生育期)中，高于生物學(xué)下限溫度的日平均氣溫的總和。 7. 有效溫度：活動(dòng)溫度與生物學(xué)下限溫度之差。 8. 有效積溫：生物在某一生育期(或全生育期)中，有效溫度的總和。 9. 逆溫：氣溫隨高度升高而升高的現(xiàn)象。 10. 輻射逆溫：晴朗小風(fēng)的夜間，地面因強(qiáng)烈有效輻射而很快冷卻，從而形成氣溫隨高度升高而升高的逆溫。 11. 活動(dòng)面(作用面)：凡是輻射能、熱能和水分交換最活躍，從而能調(diào)節(jié)鄰近氣層和土層溫度或濕度狀況的物質(zhì)面。 12. 容積熱容量：?jiǎn)挝蝗莘e的物質(zhì)，升溫1，所需要的熱量。 13. 農(nóng)耕期：通常把日平均溫度穩(wěn)定在0以上所持續(xù)的時(shí)期，稱為農(nóng)耕期。 14. 逆溫層：氣溫隨高度升高而升高的現(xiàn)象，稱為逆溫現(xiàn)象。發(fā)生逆溫現(xiàn)象的氣層，稱為逆溫層。 15. 三基點(diǎn)溫度：是指生物維持生長(zhǎng)發(fā)育的生物學(xué)下限溫度、上限溫度和最適溫度。 二、填空題： 1. 空氣溫度日變化規(guī)律是：最高溫度出現(xiàn)在 (1) 時(shí)，最低溫度出現(xiàn) (2) 時(shí)。年變化是最熱月在 (3) ，最冷月在 (4) 月。 2. 土溫日較差，隨深度增加而 (5) ，極值(即最高，最低值)出現(xiàn)的時(shí)間，隨著深度的增加而 (6) 。 3. 水的熱容量(C)比空氣的熱容量 (7) 。水的導(dǎo)熱率()比空氣 (8) 。粘土的熱容量比沙土的要 (9) ，粘土的導(dǎo)熱率比沙土 (10) 。 4. 干松土壤與緊濕土壤相比： C干松土 C緊濕土 ；干松土 d 在2001300米的氣層中，對(duì)干空氣塊是不穩(wěn)定狀態(tài)。 2. 某作物從出苗到開花需一定有效積溫，其生物學(xué)下限溫度為10，它在日均氣溫為25的條件下，從出苗到開花需要50天。今年該作物5月1日出苗，據(jù)預(yù)報(bào)5月平均氣溫為20.0，6月平均氣溫為30.0，試求該作物何月何日開花？所需活動(dòng)積溫及有效積溫各是多少？ 解：(1) 求某作物所需有效積溫(A)： 由公式 n=A/(TB)得：A=n(TB) 則 A=(2510)50=750 (2) 求開花期： 5月份有效積溫為： A5 = (20 10 )31=310 從五月底至開花還需有效積溫：750310=440 還需天數(shù)n = 440 / (3010)=22天，即6月22日開花 (3) 求活動(dòng)積溫與有效積溫： 活動(dòng)積溫=20313022=1280 有效積溫=750 答：該作物于6月22日開花，所需要的活動(dòng)積溫和有效積溫分別為1280和750。 3. 育種過程中，對(duì)作物進(jìn)行雜交，要求兩親本花期相遇，已知雜交品種由播種到開花，母本不育系和父本恢復(fù)系各要求大于10的有效積溫分別為765和1350，試問父本播種后，母本何時(shí)播種為宜？已知父本播種后，天氣預(yù)報(bào)日平均溫度為25。 解：A母 =765， A父 =1350， T=25， B=10 n(A父 A母 )/(TB) =(1350765)/(2510)=585/15=39天 答：父本播種后39天母本播種。 4. 某作物品種5月1日出苗，7月31日成熟。其生物學(xué)下限溫度為10，這期間各月平均溫度如下表。試求全生育期的活動(dòng)積溫和有效積溫。月份 月平均溫度() 5 21.36 25.77 28.8 解：已知：t5 =21.3，n=31天，t6 =25.7，n=30天，t7 =28.8， n=31天， B=10 (1) Y=t10 =n1 t1 n2 t2 n3 t3 =3121.33025.73128.8=2324.1 (2) A=(TB) =n1 (t1 B)n2 (t2 B)n3 (t3 B)=3111.33015.73118.8=1404.1 答：活動(dòng)積溫和有效積溫分別為2324.1和1404.1。 5. 離地面200米高處的氣溫為20。此高度以上氣層的氣溫垂直遞減率平均為0.65/100米，試求離地面1200米高處的氣溫。若1200米處空氣是未飽和狀態(tài)，當(dāng)氣塊從此高度下沉至地面，其溫度為若干？ 解：已知Z1 =200米， Z2 =1200米， t1 =20 r=0.65/100米 rd =1/100米 設(shè)1200米處氣溫為t2 ， 氣塊下沉至地面時(shí)的溫度為t。 (1) (t2 t1 )/(Z2 Z1 )=r t2 =t1 r(Z2 Z1 )=200.65/100米(1200200)米=13.5 (2) (t2 to )/Z2 =rd to =t2 +rd Z2 =13.51/100米1200米=25.5 答：離地面1200米高處的氣溫為13.5；氣塊下沉至地面時(shí)的溫度為25.5。 6. 某水稻品種5月25日開始幼穗分化，從幼穗分化到抽穗的有效積溫為242，生物學(xué)下限溫度為11.5，天氣預(yù)報(bào)5月下旬至6月中旬平均溫度為22.5，試問抽穗日期是何時(shí)？ 解：已知A=242， T=22.5， B=11.5 n=A/(TB)=242 / (22.511.5)=242 / 11=22 (天) 答：6月16日抽穗。第四章 水分一、名詞解釋題： 1. 飽和水汽壓(E)：空氣中水汽達(dá)到飽和時(shí)的水汽壓。 2. 相對(duì)濕度(U)：空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的百分比。 3. 飽和差(d)：同溫度下飽和水汽壓與實(shí)際水汽壓之差。 4. 露點(diǎn)溫度(td )：在氣壓和水汽含量不變時(shí)，降低溫度使空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度。 5. 降水量：從大氣中降落到地面，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透和流失而在水平面上積累的水層厚度。 6. 干燥度：為水面可能蒸發(fā)量與同期內(nèi)降水量之比。 7. 農(nóng)田蒸散：為植物蒸騰與株間土壤蒸發(fā)的綜合過程。 8. 降水距平：是指某地實(shí)際降水量與多年同期平均降水量之差。 9. 降水變率=降水距平/多年平均降水量100 10. 輻射霧：夜間由于地面和近地氣層輻射冷卻，致使空氣溫度降低至露點(diǎn)以下所形成的霧。 二、填空題： 1. 低層大氣中的水汽，隨著高度的升高而 (1) 。 2. 蒸發(fā)量是指一日內(nèi)由蒸發(fā)所消耗的 (2) 。 3. 相對(duì)濕度的日變化與溫度的日變化 (3) 。 4. 使水汽達(dá)到過飽和的主要冷卻方式有 (4) 冷卻、接觸冷卻、 (5) 冷卻和 (6) 冷卻。 5. 空氣中水汽含量越多，露點(diǎn)溫度越 (7) 。空氣中的水汽達(dá)到飽和時(shí)，則相對(duì)濕度是 (8) 。 答案： (1)減少， (2)水層厚度， (3)相反， (4)輻射， (5)混合， (6)絕熱，(7)高， (8)100。 三、判斷題： 1. 當(dāng)氣溫高于露點(diǎn)溫度時(shí)，飽和差則等于零。 2. 相對(duì)濕度在一天中，中午最大，早上最小。 3. 甲地降水相對(duì)變率較乙地同時(shí)期的相對(duì)變率大，說明甲地降水量比乙地多。 4. 形成露時(shí)的露點(diǎn)溫度在零上，出現(xiàn)霜時(shí)的露點(diǎn)溫度在零下。 5. 當(dāng)干燥度小于0.99時(shí)，為濕潤(rùn)，大于4為干燥。 答案： 1. 錯(cuò)， 2. 錯(cuò)， 3. 錯(cuò)， 4. 對(duì)， 5. 對(duì) 四、選擇題： 1. 當(dāng)飽和水汽壓為8hPa，相對(duì)濕度為80，則水汽壓為( )。 6.4hPa，4.6hPa，8.0hPa，4.0hPa 2. 當(dāng)相對(duì)濕度為100時(shí)，則( )。 氣溫高于露點(diǎn)，飽和差=0； 氣溫=露點(diǎn)，飽和差大于零； 氣溫=露點(diǎn)，飽和差=0； 氣溫低于露點(diǎn)，飽和差小于零。 3. 中午相對(duì)濕度變小,主要因?yàn)闅鉁厣?，從而? )。 e增大，E不變；E比e更快增大 E減小，e更快減小；蒸發(fā)量增大，E降低。 答案： 1.； 2.； 3.。 五、簡(jiǎn)答題： 1. 何謂降水變率？它與旱澇關(guān)系如何？ 答：降水變率=降水距平/多年平均降水量100。它表示降水量變動(dòng)情況，變率大，說明該地降水量距平均值的差異大，即降水量有時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過多年的平均值，這樣就會(huì)出現(xiàn)洪澇災(zāi)害；相反，有時(shí)降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于平均降水量，則相應(yīng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重缺水干旱。2. 相對(duì)濕度的日、年變化規(guī)律如何？ 答：相對(duì)濕度的日變化與氣溫日變化相反。最大值出現(xiàn)在凌晨，最小值出現(xiàn)在1415時(shí)。年變化一般是冬季最大，夏季最小。但若受海陸風(fēng)及季風(fēng)影響的地方，其日、年變化，有可能與