2012森林气象学作业2

（1）气象学在林业生产活动的应用有哪些？

一、培育、经营和管理森林的目的——充分发挥森林的三大效益

为了科学地培育和管理好森林，必须掌握森林与外界环境条件相互作用的规律。

二、气象学是科学认识森林与外界环境条件相互关系的重要手段

（一）在城市及工矿区园林绿化工作中，要掌握城市气候特点，以便合理进行绿化设计、配置好绿地和栽植行道树与环境保护林。

（二）在采种工作中，要根据气象及天气条件，预测种实成熟朋、采集期。以便及时组织采种。要依据气象及气候条件，作好种实处理和贮藏工作。

（三）在育苗工作中，要根据当地气象及气候条件，灾害性天气预报，采取恰当的耕作、栽培、管理及灾害预防措施，才能培育出高产壮苗。

（四）在造林工作中，首先要根据气候条件作好造林区划和规划．要调查当地气候和小气候特点和变化规律，在划分立地条件类型的基础上作好造林设计，确定好造林树种、造林季节、整地方式、混交类型和方式以及恰当的造林技术，以便做到适地迈树，保证造林成活率和保存率，井为以后形成稳定高产和具有良好生态效益的森林打下基础。

（五）在营造防护林时．要根据当地气候资料，确定主要害风方向，设计好林带走向、配置、宽度和树种。

（六）在森林经营工作中，要掌握森林与气候相互作用规律、森林气候的特点，才能确定较好的抚育采伐方式和强度、森林更新方式和主伐方式。

（七）在森林病虫害防治工作中，要掌握气象及气候条件与病虫害发生的关系，作好预测预报，并利用适当天气条件进行防治，才能收到较好效果。

（八）在护林防火工作中，要依据当地气象资料，确定火险等级，作好森林火险预报，以减少国家和人民财产的损失。

（九）在森林采伐后输工作中；要根据天气条件决定采伐季节、木材运输或流送和做好防洪等工作。

（十）在林木良种选育工作中，要根据地方气候和小气候的特点选择良种优树、种子园地址和母树林位置以及确定经营管理措施，以保证种实优质高产。在林木引种工作中，要根据气候条件相似性和小气候特点进行工作，确定能否引种，以便扩大优良品种栽培范围或成功地引种外来树种。

总之，林业生产活动与气象和气候条件关系非常密切。

（2）何谓辐射？如何表示？其单位是什么？什么是太阳辐射？简述为何它在大气中被减弱？哪些主要因素影响其减弱的一般规律？到达地面的辐射主要由哪两部分组成？

一、一切物体只要它的温度高于绝对温度零度，都能以电磁波的形式放射能量，这种过程称为辐射。辐射既指电磁波传递能量的方式，又指借此方式传递的能量。

二、辐射的基本特征量

（一）辐射通量（radiation flux）

它是指单位时间通过任一表面的辐射能。单位为j/s或w 。

（二）辐射通量密度（radiation flux density）

单位时间通过单位面积的辐射能。单位为w·m-2。

三、太阳辐射是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。

太阳常数是到达大气上界的太阳辐射通量密度。当它通过大气层时，被大气中的各种气体分子和云层选择性地吸收，一部分被气体分子和悬浮的微粒散射，一部分被它们反射，所以，到达地面的太阳辐射显著地减少了。

（一）吸收作用

大气中的臭氧、氧、水汽和二氧化碳都能直接吸收一部分太阳辐射。臭氧主要吸收波长小于0.3μm 的紫外辐射。根据估计，被大气中气体分子和云层吸收的太阳辐射能量占大气上界太阳辐射总能量的19%左右。

（二）散射作用

（1）分子散射

分子散射主要发生在可见光谱区，其中对蓝、紫光的散射能力最强，比对红光的散射能力大九被，所以，晴朗无云的天空呈淡蓝色。

（2）粗粒散射

根据估计，大气中的分子散射和粗粒散射，使6%的太阳辐射能返回宇宙空间。

（三）反射作用

大气中的云层和灰尘等微粒，都能反射太阳辐射，使一部分辐射通量返回宇宙空间。根据估计，云层等反射的辐射通量约占辐射通量的20%。

到达地面的太阳辐射能，由太阳直接辐射和漫射辐射两部分组成。两者的和称为太阳总辐射，简称总辐射。

（3）土壤和空气热量交换方式有哪些？温度周期性变化的特征如何描述？ 在土壤和空气中，存在着多种形式的热量过程。除分子热传导、辐射和对流这三种方式外，还存在着平流、乱流和因水的相变而引起的热量转移形式。这些过程对土壤和空气层热状况的形成起着决定性作用。

（一）气温日变化

气温日变化特征与土温相似，一日中有一个最高值和一个最低值。最高值出现在 14-15h，最低值出现在日出前后。当然由于季节和天气的影响，也可能提前或推后。但是，一日中气温最高值的出现总是在空气积累热量最多时，气温最低值则出现在空气贮存的热量最少时。

影响气温日较差的因素

1、纬度

随纬度的增加，正午太阳高度降低，因此，气温日较差减小。低纬度地区平均气温日较差为10-12℃，中纬度地区为8-9℃，高纬度地区3-4℃或更小。

2、季节

夏季太阳高度角大，气温日较差比冬季大。但是，气温日较差的最大值不在夏季。而在春季。

3、地形

凸出地形由于通风良好，空气易自由交换，气温日较差较小；凹下地形。由于地形遮蔽，扩散条件较差，白天在太阳辐射影响下，气温升得较高，而夜间因冷空气下沉结果，气温较低，因而使得日较差增大。

4、下垫面性质

下垫面的热特性不同，气温日较差也不同。陆地上的气温日较差大于海洋，而且距海洋愈远，日较差愈大。

5、天气状况

晴天气温日较差大于阴天或多云天的气温日较差。

6、海拔高度

随着离地面的高度增加，下垫面的影响逐渐减小，气温日较差也随之减小。

（二）气温年变化

气温年变化也有一个最高值和一个最低值。一年中最高气温出现在夏季，大陆在7月，海上多在8月；最低气温出现在冬季，大陆上为1月，海上在2月。

（4）地膜覆盖技术在我国农业上的应用已经十分广泛，从蒸发的角度，你认为地膜覆盖为何能改善土壤的墒情？

采用地膜覆盖时地膜与地面之间形成微小空间，产生温室效应，能减少土壤中的热量向大气中扩散，可使表土层的温度提高3-5度，能促进植物根系生长，二是保持土壤水分，进行地膜覆盖后，因为气密性强因而有效的防止水分的蒸发，有利于保持土壤水分，改善土壤墒情，它是土壤水分以气态形式向大气中扩散的现象，它具有明显的阶段性，大致可分为三个阶段：

（1）第一阶段：当土壤经过降水、灌溉或下层土壤水分在毛管力作用下，不断升向土表，而使土壤表层水分保持饱和状态，此时土壤蒸发主要发生在地表，蒸发主要受气象因子影响。与同温度水面蒸发相近。减小蒸发的方法：松土切断毛细管。

（2）第二阶段：经过第一阶段蒸发，土壤表层变干，蒸发面下降，土壤内部蒸发的水汽通过干土层的孔隙进入大气，此时蒸发速度受水分从土壤下层向上转移速度的限制。减小蒸发的方法：镇压保墒，减少土表孔隙，改变土壤透气性，保持土壤水分。

（3）第三阶段：土壤含水量很低，植物开始萎蔫，此时，土壤水分的毛管力作用停止，只能以气态形式从地下通过干土层向大气扩散。此时，蒸发受水汽从下层土壤向表层扩散速度的影响，并由土粒大小和土壤孔隙度决定。减小蒸发的方法：灌溉。

土壤蒸发除受气象因子影响外，还与土壤特性和环境条件有关。

为减少土壤水分蒸发经常采取如下措施：（1）松土；（2）镇压；（3）灌溉；（4）覆盖塑料地膜；（5）营造农田防护林带（网）；（6）采用抑制蒸发剂（喷洒在土壤表面上形成一层均匀膜，阻挡土壤水分进入，抑制蒸发，相对提高土壤湿度）。

（5）你认为森林能否增加降水？阐述你的主要观点？你认为森林为什么能够减少地表径流？

（一）森林对大气垂直降水的影响

我认为森林能增加大气的垂直降水。

1、森林能增加大气的垂直降水

根据林区降水量较邻近无林地区大这一观测事实，认为森林能增加大气的垂直降水。理由如下：

（1）林冠层不断向上空蒸散大量水汽，使林区的湿度大于无林地区，为降水提供了条件。

（2）林区反射率小，吸收率大，为产生阵性降水提供了热量。

（3）森林的存在使气流被迫抬升，其高度可达几百米、上千米，加强了空气的垂直运动，促进林区湿空气的冷却和凝结。

（4）森林使下垫面的粗糙度增大，森林上方乱流交换作用加强，使林木蒸腾的大量水汽迅速输送到上空，促进降水。

（二）森林对大气水平降水的影响

在林区，林内空气湿度大，森林枝叶的总表面积大，夜间强烈辐射冷却，往往产生较多的水汽凝结物，如雾、露、霜、雾淞等。

森林的水平降水：森林中地面及低空产生的水汽凝结物。

（三）森林可以减少地表迳流

1、林冠使降水强度降低，雨水冲刷地面的力量减弱，因而形成的迳流较弱。

2、林地上的死地被物层能吸收大量降水，从而使地表迳流减少。死地被物吸收水分的多少随树种组成而异，一般可达自身重量的40－260％，而山杨林下的死地被物最大吸水量可达其自身重量的3.16倍，油松林下的则为2.21倍，刺槐林死地被物约1.8倍。枯枝落叶转变为腐殖质以后，吸水量可达其自身重量的2—4倍。

3、森林土壤疏松多孔，腐殖质含量高，水分容易被吸收和渗透下去。

4、地表迳流受树干、下木、活地被物的阻挡，流动缓慢，更有利于被土壤吸收和渗透下去，使地表迳流大部分转变为地下迳流。

5、春季林内融雪林内较林外晚，且一般比较缓慢，融雪后的雪水容易被土壤吸收和渗透下去，使地表迳流减少。因此，森林的存在可减少地表迳流。

（6）简述大陆性气候和海洋性气候的特点。中国季风气候的特点有哪些？ 海洋性气候的特征

气温日、年较差均较小。最高温度、最低温度出现时间均较迟，秋温较春温为高。年降水量季节分配比较均匀，冬半年略多于夏半年。全年湿度高，云雾多，日照少，但风速比较强劲，西北欧气候可作代表。

大陆性气候的特征

日照丰富，气温日、年较差均较大。最高温度、最低温度出现时间均较早，温度非周期变化很显著，它的春温高于秋温。年降水量集中夏季，冬季则甚干燥，降水变率比较大。

我国在季风气候的影响下，大致有以下气候特征。

第一、雨量集中。

我国多数地区的雨季都在夏季风盛行的6~8月。夏季降水量占全年的一半或一半以上，愈往北，雨量集中愈明显

第二、降水量的变率大。

夏季风进退日期具有年际变化。对某一地区来说，有些年份夏季风强，有些年份则比较弱，夏季风强弱不同的年份，降水量的差异很大。

第三、云量和相对湿度全年以夏季为大。

夏季时，温度高，饱和水汽压大。可是，这时我国正逢雨季，夏季风把海洋上空的水汽输送到大陆上空。正由于水汽多，所以全国各地的相对湿度仍然以夏季为最大。

第四、冬季气温比同纬度低得多。

我国冬季风强盛，或者说冷空气侵袭频繁，所以与同纬度的欧洲相比，我国冬季气温低得多。