3.陈家豪主编,《农业气象学》,中国农业出版社出版,1999年 第一章辐射 教学目的要求 本章是气象要素的重点章,通过1个学时的课堂讲授和2个学时的多媒体辅助教学 要求学生掌握太阳辐射、地面辐射和大气辐射以及净辐射的变化规律,太阳辐射对植物(作 物)生长发育和产量及品质的影响。 、教学方法采用传统授课与多媒体辅助教学相结合。 、本章重点 太阳辐射(特征)变化规律,地面有效辐射和净辐射,太阳辐射与牧草生产的关系 四、本章难点 太阳高度角,方位角。 五、教学时数3学时(1学时的课堂讲授、2学时的多媒体辅助教学) 六、教学内容 第一节辐射的基本知识 、辐射的一般知识 (一)概念:绝对零度以上以电磁波和粒子的形式向四周放射能量,称辐射。 粒子性 (二)根据定义分析辐射的性质 波动性 (三)表征辐射特性的物理量:(分别解释以下物理量) 1、辐射通量 2、辐射通量密度(F) 3、辐射强度(I) 4、光照度(光照强度) 、辐射的基本定律的学习 、物体对辐射的吸收、反射、透射 四、太阳辐射 太阳表面温度600,中心达2万多度,是一个炽热的火球体,同样以电磁波和粒子 的形式把太阳能辐射到地球上,称太阳辐射 大气上界的辐射光谱:红外线为43%,紫外线为7%,可见光为50% 太阳辐射的特征用太阳辐射光谱、光强、光照时间来表述。 第二节太阳辐射时间长短 、日地关系
3．陈家豪主编，《农业气象学》，中国农业出版社出版， 1999 年 第 一章 辐射 一、教学目的要求 本章是气象要素的重点章，通过 1 个学时的课堂讲授和 2 个学时的多媒体辅助教学， 要求学生掌握太阳辐射、地面辐射和大气辐射以及净辐射的变化规律，太阳辐射对植物（作 物）生长发育和产量及品质的影响 。 二、教学方法 采用传统授课与多媒体辅助教学相结合。 三、本章重点 太阳辐射（特征）变化规律，地面有效辐射和净辐射，太阳辐射与牧草生产的关系。 四、 本章难点 太阳高度角，方位角。 五、 教学时数 3 学时(1 学时的课堂讲授、2 学时的多媒体辅助教学) 六、教学内容 第一节 辐射的基本知识 一、辐射的一般知识 (一)概念：绝对零度以上以电磁波和粒子的形式向四周放射能量，称辐射。 粒子性 (二)根据定义分析辐射的性质： 波动性 （三）表征辐射特性的物理量：(分别解释以下物理量) 1、 辐射通量 2、 辐射通量密度（F） 3、 辐射强度（I） 4、 光照度（光照强度） 二、辐射的基本定律的学习 三、物体对辐射的吸收、反射、透射 a+r+t=1 四、太阳辐射 太阳表面温度 6000K，中心达 2 万多度，是一个炽热的火球体，同样以电磁波和粒子 的形式把太阳能辐射到地球上，称太阳辐射。 大气上界的辐射光谱：红外线为 43%，紫外线为 7%，可见光为 50%。 太阳辐射的特征用太阳辐射光谱、光强、光照时间来表述。 第二节 太阳辐射时间长短 一、日地关系
、地球的自转和公转 三、太阳高度角和方位角 用多媒体演示。通过多媒体教学,学生可以从地球绕太阳公转,自转的动画中直接掌握四 季形成,昼夜的长短及高度角、方位角的计算 第二讲 第三节太阳辐射在大气中的减弱 本节主要解决 1.大气对辐射的减弱方式 2.太阳辐射穿过大气层能量和光谱比例成分的减弱规律 第四节到达地面的太阳辐射 到达地面的太阳辐射能量 (一)直接辐射(S) S=So Pmsinh So为太阳常数,P为大气透明系数,h为太阳高度角。 (二)直接辐射(D) 假设散射辐射一半返回宇宙空间,另一半在不考虑大气吸收作用下到达地面则散射辐射的 强度为: D=So/2(l-pm) sinh (三)总辐射(Q=S′+D) (四)总辐射的变化 日变化:夜间为零,日出后逐渐增大,午后又开始减少 2.年变化:最大值出现在夏季,最小值出现在冬季。 (五)日照与日照百分率 太阳光在一天中实际的照射时数称日照,以小时为单位。 日照百分率=实际照射时数/可照时数x100%,大小说明一地的光能与降水充足与否 太阳 红外线和红光随太阳高度角减小而增多(解释朝霞不出门,晚霞行千里):紫外线、 蓝紫光随太阳高度角增大而増多(解释天空蔚蓝色原因);可见光随高度角增大,阴天变 化比例不大,晴天增加 第五节地面有效辐射和地面净辐射 面辐射 地球表面化温度300K,按照自身的温度直接放射出长波辐射,称为地面辐射 二、大气辐射 1、概念:大气主要吸收地面辐射,同时又按自身的温度向外放射辐射的现象
二、地球的自转和公转 三、太阳高度角和方位角 用多媒体演示。通过多媒体教学，学生可以从地球绕太阳公转，自转的动画中直接掌握四 季形成，昼夜的长短及高度角、方位角的计算。 第二讲 第三节 太阳辐射在大气中的减弱 本节主要解决： 1.大气对辐射的减弱方式。 2.太阳辐射穿过大气层能量和光谱比例成分的减弱规律。 第四节 到达地面的太阳辐射 一、到达地面的太阳辐射能量 （一）直接辐射（Sˊ） Sˊ= S0.P msinh S0 为太阳常数，P 为大气透明系数，h 为太阳高度角。 （二）直接辐射（D） 假设散射辐射一半返回宇宙空间，另一半在不考虑大气吸收作用下到达地面则散射辐射的 强度为： D=S0/2（1-P m）sinh （三）总辐射（Q=Sˊ+D） （四）总辐射的变化 1．日变化:夜间为零，日出后逐渐增大，午后又开始减少。 2．年变化:最大值出现在夏季，最小值出现在冬季。 （五）日照与日照百分率 太阳光在一天中实际的照射时数称日照，以小时为单位。 日照百分率=实际照射时数/可照时数×100%，大小说明一地的光能与降水充足与否。 二、到达地面上的太阳辐射光谱 红外线和红光随太阳高度角减小而增多（解释朝霞不出门，晚霞行千里）；紫外线、 蓝紫光随太阳高度角增大而增多（解释天空蔚蓝色原因）；可见光随高度角增大，阴天变 化比例不大，晴天增加。 第五节 地面有效辐射和地面净辐射 一、地面辐射 地球表面化温度 300K，按照自身的温度直接放射出长波辐射，称为地面辐射。 二、大气辐射 1、概念 ：大气主要吸收地面辐射，同时又按自身的温度向外放射辐射的现象
2、大气逆辐射:朝向地面的这部分辐射。(图示说明) 3、温室效应:透过太阳短波辐射,阻挡地面长波辐射。 地面有效辐射 Fo=Eg-cEa Fo为地面有效辐射,Eg为地面辐射,σ为地面吸收率或称吸收系数,Ea为大气逆辐射。 四、地面辐射差额(又称辐射平衡、辐射收支、净辐射) 表达式:晴天R=(S′+D)(1-r)-Fo 阴天R=D(1-r)-Fo 晚上R=Fo 含义:R为地面辐射差额,S′+D为总辐射,Fo为地面有效辐射。 第六节太阳辐射与牧草生产 光合有效辐射(PAR) 指太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分 PAR=0.43S+0.57D 二、光照强度对生物的影响 (一)光强与光合作用 1、光饱和点: 在一定的光照度范围内,光合强度是随着光照的增加而增加的,但当光照度增加到一定数 值时,光合强度便不再增加,这种现象叫光饱和现象,开始达到光饱和现象时的光照度 叫光饱和点 2、光补偿点: 当光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用放出的二氧化碳相等时,也就是净光合强度等于 零,这时的光照度,称为光补偿点 (二)光照强度对牧草品质的影响 在太阳光充足的情况下,牧草经常处于光饱和状态,这对牧草光合作用与营养物质的积累 极为有利。牧草在红光下形成碳水化合物,在蓝光下合成蛋白质,因此,在我国牧区太阳 辐射强,光质好的情况下,与南方草山草坡的牧草相比,牧草多具“三高一低”的特点 即蛋白质高、脂肪高、无氮浸出物高,粗纤维低。这类牧草适口性强,家畜食后易于上膘, 对草原畜牧业的发展非常有利 、光能利用率及提高途径 1、概念:单位面积作物收获物中包含的能量与该单位面积上所得到的可见光能量的比值 2、提高途径: (1)改进耕作制度及种植方式,增加作物对光能的吸收比例 (2)选育高光效品种,育成合理株型、叶型、高产不倒伏品种 (3)改善水、肥、气、热等外部条件,增加光合潜力 (4)尽可能延长光合作用时间,提高光合生产率 (5趋利避害,充分利用光能资源
2、大气逆辐射：朝向地面的这部分辐射。（图示说明） 3、温室效应 ：透过太阳短波辐射，阻挡地面长波辐射。 三、地面有效辐射 F0=Eg-σEa F0 为地面有效辐射，Eg 为地面辐射，σ 为地面吸收率或称吸收系数，Ea 为大气逆辐射。 四、地面辐射差额（又称辐射平衡、辐射收支、净辐射） 表达式： 晴天 R=（Sˊ+D）（1-r）-F0 阴天 R=D（1-r）-F0 晚上 R=-F0 含义：R 为地面辐射差额，Sˊ+D 为总辐射，F0 为地面有效辐射。 第六节太阳辐射与牧草生产 一、光合有效辐射（PAR）： 指太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分 PAR=0.43Sˊ+0.57D 二、光照强度对生物的影响 (一)光强与光合作用 1、光饱和点： 在一定的光照度范围内，光合强度是随着光照的增加而增加的，但当光照度增加到一定数 值时，光合强度便不再增加，这种现象叫光饱和现象，开始达到光饱和现象时的光照度， 叫光饱和点。 2、光补偿点： 当光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用放出的二氧化碳相等时，也就是净光合强度等于 零，这时的光照度，称为光补偿点。 (二)光照强度对牧草品质的影响 在太阳光充足的情况下，牧草经常处于光饱和状态，这对牧草光合作用与营养物质的积累 极为有利。牧草在红光下形成碳水化合物，在蓝光下合成蛋白质，因此，在我国牧区太阳 辐射强，光质好的情况下，与南方草山草坡的牧草相比，牧草多具“三高一低”的特点， 即蛋白质高、脂肪高、无氮浸出物高，粗纤维低。这类牧草适口性强，家畜食后易于上膘， 对草原畜牧业的发展非常有利。 三、光能利用率及提高途径 1、 概念：单位面积作物收获物中包含的能量与该单位面积上所得到的可见光能量的比值 2、 提高途径： ⑴改进耕作制度及种植方式，增加作物对光能的吸收比例 ⑵选育高光效品种，育成合理株型、叶型、高产不倒伏品种 ⑶改善水、肥、气、热等外部条件，增加光合潜力 ⑷尽可能延长光合作用时间，提高光合生产率 ⑸趋利避害，充分利用光能资源
第二章温度 教学目的要求 通过本章讲授学生应重点掌握”三温"的变化规律,温度在牧业生产中的应用。 、教学方法采用课堂讲解,挂图辅助。 三、本章重点,土温、气温的变化规律、积温的计算应用 四、本章难点大气稳定度、绝热变化 五、本章教学时数3学咔 六、教学内容 第三讲 第一节土壤温度的变化 土壤表面的热量平衡 (一)土壤表层的热量平衡 白天:Q1=RMB-LE晚上:Q2=R+M+B+LE昼夜:Q=士R±MBLE 解释各项物理含义。 (二)土壤表面的热量平衡 ±R±MB±LE=0 解释各项物理意义 二、物质热特性 导热率(λ):概念 什么叫热特性?主要包括热容量(Cv):概念 导温率(K):概念 、土壤温度的日变化和年变化 (一)土温的日变化 天中最高值出现在13h,最低值在天亮前,解释原因 1.太阳高度角 导热率 影响土表温度日变幅大小的因素3土壤热容量 云量 5地形 6.土壤颜色 (二)土温的年变化 最热月出现在7、8月,最冷月出现在1、2月。 四、土温的垂直分布 绘图解释土温的分布的四种类型 第二节水温的变化
第 二章 温度 一、教学目的要求 通过本章讲授,学生应重点掌握"三温"的变化规律，温度在牧业生产中的应用。 二、教学方法 采用课堂讲解，挂图辅助。 三、本章重点， 土温、气温的变化规律、积温的计算应用。 四、本章难点 大气稳定度、绝热变化。 五、本章教学时数 3 学时 六、教学内容 第 三 讲 第一节 土壤温度的变化 一、土壤表面的热量平衡 （一）土壤表层的热量平衡 白天：Q1=R-M-B-LE 晚上：Q2=-R+M+B+LE 昼夜：Q=±R±M±B±LE 解释各项物理含义。 （二）土壤表面的热量平衡 ±R±M±B±LE=0 解释各项物理意义 二、物质热特性 导热率（λ）：概念 什么叫热特性？主要包括 热容量（CV）：概念 导温率（K）：概念 三、土壤温度的日变化和年变化 （一）土温的日变化 一天中最高值出现在 13h，最低值在天亮前，解释原因。 1. 太阳高度角 2.导热率 影响土表温度日变幅大小的因素：3.土壤热容量 4.云量 5.地形 6.土壤颜色 (二）土温的年变化 最热月出现在 7、8 月,最冷月出现在 1、2 月。 四、土温的垂直分布 绘图解释土温的分布的四种类型 第二节 水温的变化
、水的热特性(水、陆增热和冷却差异的原因) 1.水的热容量大,升、降温缓慢 2.水为半透明体,热量透射到10cm以下,到100m左右水层吸收 3.水的传热方式不一样,为流体运动,比分子传热快几千倍。 4.水面蒸发耗热大于陆面 、水温的日变化和年变化 1.日变化 最高值在15~16h,最低值出现在日出后3个小时(8-%h) 2.年变化 最热月8月,最冷月2~3月。 第三节气温的变化 、气温的日变化和年变化 (一)气温的日变化 最高值出现在14h(冬天),夏天最高值出现在15h时左右,最低值出现在天亮前(5-6h) 气温日较差要受到以下因子的影响: 纬度,高纬度日较差小,低纬度日较差大 2.天气,晴天日较差大,阴雨天日较差小 3.云量,多云日较差小,少云日较差大。 4.地形,凸地(脊地)日较差小,凹地(谷地)日较差大。 5.海拔高度,高海拔日较差小,低海拔日较差大 6.下垫面,海洋日较差小,大陆日较差大。 (二)气温的年变化 最热月大陆7月,海洋8月,最冷月大陆1月,海洋2月 年较差要受到以下四个因子影响 1.纬度,高纬度年较差大,低纬度年较差小,举例说明。 2.距海远近,近海年较差小,远海年较差大 3.海拔高度与地形,高海拔比低海拔年较差小,凸地比凹地年较差小。 4.云和降水,雨季年较差小,干季年较差大。 (三)气温的非周期变化 二、对流层的逆温现象 晴天白天气温随高度升高而升高,称逆温。 (一)产生逆温的主要原因有 辐射2.平流3.空气下沉,在山区常发生逆温 (二)逆温在农牧业上的应用:(详细说明) 1.农副产品贮藏2.防治病虫害,喷药方法3.冬季熏烟防霜4.在山区进行综合开发 利用,考虑逆温层的分布规律,充分利用冬季逆温现象,为家畜选择比较温和的冬营地。 、气温的绝热变化
一、水的热特性(水、陆增热和冷却差异的原因) 1．水的热容量大，升、降温缓慢。 2．水为半透明体，热量透射到 10cm 以下，到 100m 左右水层吸收， 3．水的传热方式不一样，为流体运动，比分子传热快几千倍。 4．水面蒸发耗热大于陆面。 二、水温的日变化和年变化 1．日变化 最高值在 15～16h，最低值出现在日出后 3 个小时（8—9h）。 2．年变化 最热月 8 月，最冷月 2～3 月。 第三节 气温的变化 一、气温的日变化和年变化 （一）气温的日变化 最高值出现在 14h（冬天），夏天最高值出现在 15h 时左右，最低值出现在天亮前（5-6h）。 气温日较差要受到以下因子的影响： 1．纬度，高纬度日较差小，低纬度日较差大。 2．天气，晴天日较差大，阴雨天日较差小。 3．云量， 多云日较差小，少云日较差大。 4．地形，凸地（脊地）日较差小，凹地（谷地）日较差大。 5．海拔高度，高海拔日较差小，低海拔日较差大。 6．下垫面，海洋日较差小，大陆日较差大。 （二）气温的年变化 最热月大陆 7 月，海洋 8 月，最冷月大陆 1 月，海洋 2 月。 年较差要受到以下四个因子影响： 1．纬度，高纬度年较差大，低纬度年较差小，举例说明。 2．距海远近，近海年较差小，远海年较差大。 3．海拔高度与地形，高海拔比低海拔年较差小，凸地比凹地年较差小。 4．云和降水，雨季年较差小，干季年较差大。 （三）气温的非周期变化 二、对流层的逆温现象 晴天白天气温随高度升高而升高，称逆温。 (一)产生逆温的主要原因有： 1．辐射 2．平流 3．空气下沉，在山区常发生逆温。 (二)逆温在农牧业上的应用：（详细说明） 1．农副产品贮藏 2．防治病虫害，喷药方法 3．冬季熏烟防霜 4．在山区进行综合开发 利用，考虑逆温层的分布规律，充分利用冬季逆温现象，为家畜选择比较温和的冬营地。 三、气温的绝热变化