第一章氣象學(xué) 太陽輻射

第一章太陽輻射,第一節(jié)太陽輻射,第二節(jié)地面輻射和大氣輻射,第三節(jié)太陽輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),第一節(jié)太陽輻射,有關(guān)輻射的基本知識1、輻射溫度大于絕對零度（-273)的物體以電磁波和粒子的形式向周圍放射能量，這種能量的傳播方式稱輻射，傳遞的能量稱輻射能。2、太陽輻射太陽是一個及其炙熱的氣態(tài)球體，中心溫度為20106K，表面溫度高達6000K，因此太陽時刻不停的向四周放射巨大的能量，稱為太陽輻射,一、太陽輻射時間長短二、太陽輻射光譜三、太陽輻照度四、太陽在大氣輻射中的減弱作用五、到達地面的太陽輻射六、地面對太陽輻射的反射,第一節(jié)太陽輻射,一、太陽輻射時間長短,（一）地球公轉(zhuǎn)與四季形成由于地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，不同時期獲得的輻射能量不同，使溫度不同，從而形成四季。太陽直射北半球時，北半球太陽高度角大，日照時間長，獲得的太陽輻射能多，溫度高；反之，太陽直射南半球，北半球溫度低。,夏至日太陽直射北回歸線，北半球晝長夜短，緯度愈高，白晝愈長，在北極圈內(nèi)（66.5N）為24h白晝，稱極晝現(xiàn)象；南半球則相反。此時，北半球為夏季，南半球為冬季。,冬至日太陽直射南回歸線，北半球晝短夜長，緯度愈高，白晝愈短，在北極圈內(nèi)為24h黑夜，稱極夜現(xiàn)象；南半球則相反。此時北半球為冬季，南半球為夏季。,春分日和秋分日太陽直射赤道，全球各緯度均晝夜平分，各為12h，北半球分別為春、秋季。,地球公轉(zhuǎn)與四季形成,四季的劃分,二十四節(jié)氣,地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周要轉(zhuǎn)360度，期間地球要自轉(zhuǎn)365圈，歷時365天。把地球公轉(zhuǎn)一周等分為二十四等份，每一等份為15度，大約歷時15天，這15天為一個節(jié)氣。春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連。秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。上半年來六廿一，下半年來八廿三。每月兩節(jié)日期定，最多相差一兩天。,下一頁,二十四節(jié)立春,立春：2月3日-2月5日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,春季開始植物開始萌發(fā)生長,二十四節(jié)氣雨水,雨水：2月18日-2月20日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,二十四節(jié)氣驚蟄,驚蟄：3月5日-3月7日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,開始打雷蟄伏的昆蟲被驚醒開始四處活動,二十四節(jié)氣春分,春分：3月20日-3月21日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,太陽直射赤道晝夜平分,二十四節(jié)氣清明,清明：4月4日-4月6日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,氣候溫暖草木復(fù)蘇,二十四節(jié)氣谷雨,谷雨：4月19日-4月21日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,降水增加雨生百谷,二十四節(jié)氣立夏,立夏：5月5日-5月7日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,夏季開始植物開始旺盛生長,二十四節(jié)氣小滿,小滿：5月20日-5月22日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,麥類作物的籽粒即將飽滿。,二十四節(jié)氣芒種,芒種：6月5日-6月7日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,麥類作物成熟秋作物忙于播種。,二十四節(jié)氣夏至,夏至：6月21日-6月22日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,炎夏到來白晝最長,二十四節(jié)氣小暑,小暑：7月6日-7月8日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,炎熱的季節(jié)但未達到最熱。,二十四節(jié)氣大暑,大暑：7月22日-7月24日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,最熱的時節(jié)。,二十四節(jié)氣立秋,立秋：8月7日-8月9日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,秋季開始進入收獲時節(jié),二十四節(jié)氣處暑,處暑：8月22日-8月24日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,躲藏終止炎熱天氣即將過去,二十四節(jié)氣白露,白露：9月7日-9月9日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,早晚氣溫較低露水較重,二十四節(jié)氣秋分,秋分：9月22日-9月24日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,太陽直射赤道晝夜平分,二十四節(jié)氣寒露,寒露：10月8日-10月9日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,早晚氣溫更低露水發(fā)涼已有冷意,二十四節(jié)氣霜降,霜降：10月23日-10月24日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,天氣轉(zhuǎn)冷開始見霜,二十四節(jié)氣立冬,立冬：11月7日-11月8日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,冬季開始寒冷天氣到來,二十四節(jié)氣小雪,小雪：11月22日-11月23日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,天氣較冷降水以雪的形態(tài)出現(xiàn)但雪量較小,二十四節(jié)氣大雪,大雪：12月6日-12月8日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,天氣更冷降雪量大形成地面積雪,二十四節(jié)氣冬至,冬至：12月21日-12月23日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,寒冬到來白天最短,二十四節(jié)氣小寒,小寒：1月5日-1月7日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,一年中較寒冷的時節(jié)但不是最冷,二十四節(jié)氣大寒,大寒：1月20日-1月21日,驚蟄,春分,清明,谷雨,立春,雨水,芒種,夏至,小暑,大暑,立夏,小滿,白露,秋分,寒露,霜降,立秋,處暑,大雪,冬至,小寒,大寒,立冬,小雪,一年中最冷的時節(jié),一月小寒接大寒，二月立春雨水連；驚蟄春分在三月，清明谷雨四月天；五月立夏和小滿，六月芒種夏至連；七月大暑和小暑，立秋處暑八月間；九月白露接秋分，寒露霜降十月全；立冬小雪十一月，大雪冬至迎新年。抓緊季節(jié)忙生產(chǎn)，種收及時保豐年。,二十四節(jié)有先后，下列口訣記心間,（二）、太陽高度角（h）太陽平行光線與地平面的交角稱為太陽高度角，常簡稱為太陽高度。h=0時最小，h=90時最大。,太陽高度角（h）的變化：一天中，早晨和傍晚，h最小，水平面上得到太陽能少；正午，h大，水平面上得到的太陽能多。北半球：一年中，冬至h最小，夏至最大。所以，太陽輻射能夏季大，冬季小。,1、晝夜的形成地球在自轉(zhuǎn)的過程中，總是有半個球面向著太陽，表現(xiàn)為白晝，稱為晝半球，另外半個球面背對著太陽，表現(xiàn)為黑夜，稱為夜半球，晝半球與夜半球的交界線稱為晨昏線。地球不停的自轉(zhuǎn)，就形成了晝夜交替的現(xiàn)象，如右圖,（三）晝夜形成與日照時數(shù),2、晝夜長短的變化地球在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的過程中，由于地軸和地球公轉(zhuǎn)軌道面保持6633的傾角，使得晨昏線和地軸不在一個平面上（春秋分除外），因此晨昏線和地球上的緯度線相交割，把同一緯度線分為兩部分，一部分在晝半球，稱之為晝弧段；一部分在夜半球，稱為夜弧段。又由于地球和太陽的相對位置經(jīng)常發(fā)生變化，而地軸方向保持不變，使晨昏線也經(jīng)常發(fā)生變化，晨昏線所分割的晝弧段和夜弧段的長短也經(jīng)常發(fā)生變化（赤道地區(qū)晝弧和夜弧相等），形成了晝夜長短的變化。,北半球日照時間變化：一年中，夏至日照時間最長，冬至最短；夏半年晝長夜短，晝長隨緯度升高而增長，日照時間越長，冬半年晝長隨緯度升高而縮短，日照時間縮短，春、秋分則不隨緯度升高而變。,3、日照時間,3、日照時間可照時數(shù)（晝長）實照時數(shù)日照百分率光照時間,從日出到日落太陽可能照射的晝長時間。它以小時為單位。,它是地面上用日照計實際測量的日照時數(shù)。受云層和遮蔽物的影響，由于散射輻射強度幾乎達不到日照計感應(yīng)強度，所以實照時數(shù)幾乎可以說明太陽直接輻射的時數(shù)多少，即晴朗時數(shù)多少。,它是實照時數(shù)與可照時數(shù)的百分比。它的大小說明晴陰狀況，日照百分率大說明晴天多。,可照時數(shù)（晝長）是日出至日沒的時數(shù)，實際上，就作物光合作用所需光照而言，在日出前和日落后，太陽光線在地平線以下0-6時，光通過大氣散射到地表產(chǎn)生一定光照度，這種光分別稱曙光和暮光，所以光照時間=可照時間+曙暮光時間,二、太陽輻射光譜,太陽輻射光譜太陽輻射能隨波長的分布曲線。在大氣的上屆，太陽輻射能絕大部分集中在波長0.15-4m之間，占太陽輻射總能量的99%。集中在紫外線、可見光、紅外線波段內(nèi)，因波長比較短，所以稱太陽輻射為短波輻射。太陽輻射光譜中，能量密度最大值是0.475m,p12,可見光區(qū)(0.4-0.76m）能量占總能量的50%，具有光效應(yīng)，是人類肉眼可見光譜區(qū)，也是植物光合作用的有效光譜區(qū)?？梢姽饪砂床ㄩL由長至短分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光。太陽輻射的最大波長。,紫外光區(qū)（0.76m）能量占總能量的43%，具有熱效應(yīng)，起著加熱地面、大氣、動、植物等物體的作用。,三、太陽輻照度,1、太陽輻照度太陽輻照度是反映太陽輻射強弱程度的物理量。它指單位時間內(nèi)投射到單位面積上的太陽輻射能量，用符號S表示,其單位為J/(m2.s)。2、太陽常數(shù)當?shù)厍蛱幱谌盏仄骄嚯x時，在大氣上界，所測得的太陽輻照度變化較小，稱為太陽常數(shù)。,太陽常數(shù)的數(shù)值隨太陽黑子數(shù)目的變化和測定方法的不同而有變化,并非一個常數(shù)。1981年10月世界氣象組織根據(jù)火箭、衛(wèi)星等儀器觀測的結(jié)果，將太陽常數(shù)值修改為1367.69J/(m2.s),其變化幅度一般在2%范圍內(nèi)。,3.到達地面的太陽輻照度如果不考慮大氣的影響，則地平面上的太陽輻照度取決于太陽高度角。圖中(P13)的S為某地平面的太陽輻照度，S0為太陽常數(shù)，h為太陽高度角。這時到達AC和AB面上的總輻射量相等，即：S=S0Sinh一天中，正午h最大，S值最大，夜間h最?。榱悖琒也值最?。灰荒曛?，夏至正午h最大，S值最大，冬至正午h最小，S也值最小。,4、光照強度,表示光效應(yīng)的物理量，稱為光照強度，簡稱照度。光照強度的大小取決于可見光的強弱。它指單位時間內(nèi)垂直投射到單位面積上的對正常人眼能產(chǎn)生光亮感覺的太陽輻射能量，其單位為Lx（勒克斯）。照度有日變化，一天中以正午時為最大。一年中夏季最大，冬季最小。隨緯度增加，照度減小。晴天時，照度由直射光和散射光二部分構(gòu)成，陰天僅為散射光。,四、太陽輻射在大氣中的減弱作用,若大氣上界得到的太陽輻射能為100%，經(jīng)過大氣層后，大氣和云層吸收了20%，大氣散射10%，云層等反射共返回宇宙空間27%，能直達和散射到達地面且被地面吸收的僅43%?？梢姶髿鈱μ栞椛涞臏p弱是強烈的。,返回,吸收作用,氧、臭氧、水汽和CO2,減弱方式,主要的吸收成分,各成分的吸收波段,吸收太陽輻射的物質(zhì)：主要是O2，O3，CO2，H2O等O2吸收0.2m的紫外線，主要發(fā)生在高層大氣O3吸收紫外線，在0.2-0.3m在強烈的吸收帶，使0.3m的紫外線不能到達地面，能減少太陽總能量的4%CO2主要吸收紅外線，強度較弱H2O主要吸收紅外線，吸收量占13%塵埃、水滴也可吸收部分太陽輻射,特點1)大氣對太陽輻射的吸收具有選擇性；2)大氣吸收太陽輻射占總量的24%；3)平流層以上氣層主要是O2，O3吸收紫外線，吸收率接近于1；平流層以下主要是水汽和CO2對紅外線的吸收；4)整個大氣層對可見光的吸收率約為0.1，而太陽輻射能量集中在可見光區(qū)；因此，低層大氣因吸收太陽輻射而增溫是很少的，太陽輻射不是對流層主要的直接熱源。,散射作用,散射,當太陽輻射通過大氣時，遇到大氣中的各種質(zhì)點，太陽輻射能的一部分散向四面八方，稱為散射。,分類,由入射輻射波長與散射質(zhì)點的相對大小r，將散射分為分子散射（雷萊散射）和米（Mie）散射。,反射作用,參與反射作用的物質(zhì),大氣中較大的塵粒和云滴、云層。,云的反射作用,其反射能力隨云狀、云量和云厚而不同。云量愈多，云層愈厚，反射愈強。云層平均反射率為50%55%。,大氣對太陽輻射的減弱方式吸收作用散射作用反射作用,大氣的某些成分，具有選擇吸收某些波長的太陽輻射的特性(吸收量為大氣上界的6%），其中最主要的有O2、O3、水汽和CO2等。O2、O3：強烈吸收波長Ea，E常為正值，這說明地面由于放射長波輻射大于吸收的長波輻射而經(jīng)常失去熱量，E是地面凈損失的熱量。E愈大，地面熱量損失愈多，降溫愈劇烈。,影響地面有效輻射的因素,1水汽水汽是關(guān)鍵因素，空氣中水汽含量增加，大氣逆輻射增強，地面有效輻射減小，所以當天空有云、霧存在時，地面有效輻射較小，云層越厚云底越低，地面有效輻射越小。2風(fēng)風(fēng)能促進對流，使上層熱量往下傳遞給地面，所以夜間有風(fēng)時地面有效輻射較小。3地氣溫差當?shù)販馗哂跉鉁貢r，地面有效輻射為正值，且隨地氣溫差的增大而增大（這種情況多發(fā)生在白天）；當?shù)販氐陀跉鉁貢r，地面有效輻射為負值，且地氣溫差越大，地面有效輻射越?。ㄟ@種情況多發(fā)生在夜間）,影響地面有效輻射的因素,4.下墊面性質(zhì)無植被覆蓋的地面有效輻射較有植被覆蓋的大；起伏不平的粗糙地面較平坦地的有效輻射大；干燥的下墊面較潮濕的下墊面的有效輻射大。5覆蓋采用薄膜、草墊等材料在夜間覆蓋時地面有效輻射減小。6海拔高度隨海拔高度的增加，水汽量減少，大氣逆輻射減小，所以地面有效輻射增大。,四、地面輻射差額,地面輻射差額公式地面輻射差額是指單位面積的地表面，在一定時間內(nèi)，輻射能的收入和支出之差。用R表示。即：R=（S+D）（1-r）-E,連接1,2,地面輻射差額的變化規(guī)律1、日變化一天中，白天地面吸收的太陽總輻射遠遠大于地面有效輻射，R（地面輻射差額）0，地面得到熱量，溫度升高。其中，一般情況下，S（太陽直接輻射）D（太陽散射輻射），所以白天以S為主，則R的日變化與S的日變化基本一致，在中午前后達到最大值。夜間，地面吸收太陽輻射（S+D）（1-r（反射率）=0，R=-E，所以R0，地面失熱而降溫。2、年變化一年中，夏季，太陽輻射照度較強，R0；冬季，太陽輻射照度較弱，R0。正負值的轉(zhuǎn)換月份因緯度而異，在低緯度R0的月份較多，隨緯度增加，R0的月份減少。,大氣溫室效應(yīng),大氣中各種微塵和二氧化碳成分的存在，猶如溫室覆蓋的玻璃一樣，阻擋了地面向外的輻射，增強大氣逆輻射，對地面有保溫和增溫作用，這種現(xiàn)象稱為大氣溫室效應(yīng)。,為什么晴天的夜間比陰天的夜間冷些：,地球之所以適合人類生存就是因為有大氣等，而大氣在地球周圍對地球形成了一種保溫作用。當夜間處于晴天的時候，那么說明天空中的云層較之為少，云層一少那么對地表而言，云層所帶來的大氣逆輻射就較弱，再者，云層就相當于你晚上蓋的被子，沒有了保護，地表的溫度就迅速散發(fā)，氣溫就會降低的很快，就好比是沙漠一樣。如果是陰天的晚上，則反之！地面接受太陽輻射后升溫，后向外放出熱量，稱為地面輻射；大氣的熱量主要來源于地面輻射，大氣升溫后又向外放出熱量，絕大部分返回地面，稱為大氣逆輻射；多云的夜晚地面輻射絕大多數(shù)都被大氣吸收，又以大氣逆輻射形式返回地面，使地面溫度較高，而晴天的夜晚地面輻射直接射向宇宙空間，因此溫度較低。,晴朗的天空為什么是藍色的?陰天為什么是灰色?,因為陰天空氣中的塵粒、小滴、冰晶的數(shù)量會很多而天空的顏色形成是靠太陽光通過大氣層直射到地面然后反射而波長較短的藍、紫、靛等色光,很容易被懸浮在空氣中的微粒阻擋從而使光線散射向四方,使天空呈現(xiàn)出藍色陰天或污染嚴重的時有云層或粉塵多太陽光線穿過大氣層時主要發(fā)生的是微小塵埃引起的散射這種情況下各種波長的光都會被散射因而天空呈灰白色1、光的散射分為空氣分子引起的散射和微小塵埃引起的散射。2、天晴或污染少時，太陽光線穿過大氣層時發(fā)生的是空氣分子引起的散射，只有波長比較短的藍紫光遇到空氣分子時發(fā)生散射（類似腳步比較短，跨不過空氣子，只好被碰散了），因而天空呈蔚藍色。3、陰天或污染嚴重的時，有云層或粉塵多，太陽光線穿過大氣層時主要發(fā)生的是微小塵埃引起的散射，這種情況下，各種波長的光都會被散射（七種可見光的波長都小于塵埃的直徑，都跨不過去），因而天空呈灰白色。,紫外光區(qū)對植物生長發(fā)育的影響可見光區(qū)對植物生長發(fā)育的影響紅外光區(qū)對植物生長發(fā)育的影響,第三節(jié)太陽輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),一、太陽輻射光譜對植物生長發(fā)育的影響,紫外光區(qū)對植物生長發(fā)育的影響,小于0.29m的短紫外線對植物有機體有致傷作用，大多數(shù)高等植物或真菌在這種輻射線照射下幾乎立即死亡。0.290.315m的紫外線對大多數(shù)植物有害，人們利用這部分紫外線消毒土壤、消滅農(nóng)作物的病蟲害。0.3150.4m的紫外線對植物無害，可使植物矮壯，葉片變厚?？墒构飞珴杉t潤、深沉，果品成熟期如缺少紫外線，則含糖量降低。但有些植物要防止紫外線才能獲得良好的品質(zhì)，如云霧茶、生姜等。,可見光區(qū)對植物生長發(fā)育的影響,可見光是太陽輻射波譜中與植物生長發(fā)育關(guān)系最密切的波段，綠色植物進行光合作用時，可見光被葉綠素吸收并參與光化學(xué)反應(yīng)，所以可見光也稱為光合輻射，又稱生理輻射。植物對光合輻射各種波長的吸收和利用是不同的，把參與作物光合作用并轉(zhuǎn)化為有機物質(zhì)而貯存起來的太陽輻射稱為光合有效輻射。葉綠素的吸收高峰有兩個，一個在0.40-0.50m（主要為藍、紫光），一個在0.60-0.70m（主要為紅、橙光），因此是植物光合作用效率最高的波長。,可見光中藍、紫光的光譜對植物（如向日葵）的向光性運動起著重要作用，當植物向光部分遇到這段光譜時，生長就受到抑制，比背光部位長得慢，導(dǎo)致植物向光性彎曲?？梢?，藍、紫光具有防止莖葉徒長的作用?？梢姽膺€可用于誘殺害蟲，因為昆蟲的視覺波長范圍為0.25-0.70m，偏于短波，而且多數(shù)昆蟲具有趨光性，這樣，就可以在夜間利用螢光燈發(fā)出的較短光譜誘殺害蟲。,紅外光區(qū)對植物生長發(fā)育的影響,紅外線具有熱效應(yīng)，它不直接參加植物有機質(zhì)制造過程，卻是影響植物熱力狀況的重要因素。紅外線的熱效應(yīng)使植物的體溫升高，從而促進植物的蒸騰和物質(zhì)運輸?shù)壬磉^程，促進干物質(zhì)的積累，而且外界環(huán)境的溫度愈低，紅外線的熱效應(yīng)愈大。,二、光照度與植物生長發(fā)育的關(guān)系,（一）影響光合作用（二）影響作物的發(fā)育進程（三）影響作物的品質(zhì),返回,（一）影響光合作用,光飽和點：在一定光照度范圍內(nèi)，植物的光合速率隨光照度的上升而增加，但當光照度超過一定限度時，光照度即使繼續(xù)增大，光合速率也不再增加。此時的光照度叫光飽和點，也稱飽和光強。光補償點：是指光照度降低到一定程度時，光合速率與呼吸強度達到平衡的光照度。也稱補償光強。,返回,不同作物的光飽和點不同。一般來說，喜陽作物的光飽和點比較高，如水稻、小麥、柑橘、桃樹、棉花、玉米、花生、大豆、向日葵以及荒漠和高山的作物；C4作物的光飽和點高于C3作物。光飽和點高的作物對光能的利用率比較高。作物群體的光飽和點高于單株、單葉的光飽和點，封行后的群體甚至不存在光飽和點，因為光照度增加，群體的上層葉片雖已飽和，但下層葉片光合速率仍隨光照度的增加而提高，所以群體的總的光合速率不斷上升。,不同作物的光補償點不同，一般來說，耐蔭作物的光補償點比較低，如茶樹、生姜、韭菜、莧菜、蕃茄、白菜、甜菜等。作物群體的光補償點也較單株、單葉為高，因為群體內(nèi)葉片多，相互遮陽，當光照度弱時，上層葉片還能進行光合作用，但下層葉片則相反。群體中光補償點為上層葉片光合速率和下層葉片呼吸強度消耗達到平衡時的光照度。,連接,（二）影響作物的發(fā)育進程,多數(shù)栽培作物正常生長發(fā)育的適宜照度為8000-12000lx，光照過強或不足都能引起植物生長不良，產(chǎn)量降低，甚至死亡。一般強光有利于生殖生長，弱光有利于營養(yǎng)生長。如，強光下有利于黃瓜雌花的分化及小麥小花的分化。但光照不足會引起植物莖桿柔弱，倒伏；棉花蕾鈴易落。,（三）影響作物的品質(zhì),光照度對植物產(chǎn)品質(zhì)量有影響。生長在遮蔭地的禾本科作物的蛋白質(zhì)含量減少，糖用甜菜根中含糖量減少，馬鈴薯塊莖中淀粉質(zhì)也減少；光照條件好的瓜果含糖多而香甜可口。但光照太強，煙草、茶葉等喜陰作物品質(zhì)下降。,總結(jié),三、光照時間與植物生長發(fā)育的關(guān)系（一）光周期現(xiàn)象和類型植物的光周期現(xiàn)象,長日照植物短日照植物中性植物,在植物發(fā)育前期，要在較長白晝條件下，才能進入開花結(jié)實的植物。如小麥、大麥、馬鈴薯、甜菜、豌豆、落葉松等。這類植物要求日照愈長，發(fā)育（開花結(jié)實）越快。縮短日照則只長莖葉而延遲開花。該類植物一般發(fā)源于高緯地區(qū)，多為耐寒植物。,在植物發(fā)育前期，要在較短白晝條件下，才能進入開花結(jié)實的植物，如晚稻、玉米、棉花、大豆、茶樹等。該類植物要求日照愈短，發(fā)育愈快，延長日照時間則只長莖葉而延遲或不開花。這類植物多發(fā)源于低緯地區(qū)，多為喜溫植物。,這類植物對日照長短不敏感。如蕎麥、茄子、黃瓜等。,植物被分成長、短日照植物類型，需要一個客觀的日照時間長度標準，長于或短于這個長度，長、短日照植物都不能開花結(jié)實，始終保持原有的營養(yǎng)生長狀態(tài)，這個界限長度叫臨界日照長度。一般以每日時間為12-14h為臨界日照時間長度，但不是任何植物都如此。,光周期現(xiàn)象：晝夜交替及它們的長度對植物開花結(jié)實有很大的影響，有些植物需要長夜短晝才能開花，另外一些則相反，這種現(xiàn)象稱為光周期現(xiàn)象。,（二）日照時間與作物引種,緯度相近地區(qū)之間引種南種北引短日照作物北種南引南種北引長日照作物北種南引,日照時間相近，引種成功率大,由于北方生長季內(nèi)日照時間比南方長，加之溫度降低，使作物發(fā)育減慢，生育期延長，嚴重時甚至不能開花結(jié)實。光溫對發(fā)育速度也有“疊加”作用。為確保能及時成熟，南種北引時應(yīng)引入較早熟的品種或感光性較弱的品種。,由于南方生長季內(nèi)日照時間比北方短，加之溫度升高，使作物發(fā)育加快，生育期縮短，沒能長好營養(yǎng)體，出現(xiàn)早穗現(xiàn)象，穗小粒少，故產(chǎn)量降低。光溫對發(fā)育速度也有“疊加”作用。為使引種成功，北種南引時應(yīng)引入晚熟或感光性弱品種。,由于南方日照縮短，發(fā)育減慢，但溫度升高，發(fā)育加快，光溫對發(fā)育速度有“互相抵償”作用。長日照植物的跨緯度引種，生育期長短變化應(yīng)綜合分析。,由于北方日照增長，發(fā)育加快，但溫度降低，發(fā)育減慢，因此光溫對發(fā)育速度影響有“互相抵償”作用。,四、作物的光能利用率及其提高途徑,（一）作物的光能利用率光能利用率是植物光合作用產(chǎn)物中貯存的能量占所得到的能量的百分率。一般是用單位時間內(nèi)在單位土地面積上植物增加的干重換算成熱量，去除以同一時間內(nèi)該面積上所得到的太陽輻射能總量來表示。,到達作物層的太陽輻射，一部分被作物反射到空間，一部分漏射或透射到地面，其余部分被作物（主要是葉片）所吸收。但是，在被作物吸收的這部分輻射中，大部分轉(zhuǎn)化為熱量釋放出來，而只有一小部分用于光合作用，制造碳水化合物，所以作物的光能利用率是很低的。,作物的光能利用率較低,四、作物的光能利用率及其提高途徑,（二）影響光能利用率提高的主要因素作物自身的光合效能低和總的光合量