Bài giảng Khí tượng nông nghiệp - Chương 4: Chế độ nhiệt

Nội dung text: Bài giảng Khí tượng nông nghiệp - Chương 4: Chế độ nhiệt

1. CHEÁ ÑOÄ NHIEÄT Nhieät ñoä khoâng khí Nhieät ñoä ñaát
2. A. NHIEÄT ÑOÄ KHOÂNG KHÍ . Nhiệt độ không khí là động lực, nguyên nhân dẫn đến các biến đổi phức tạp của khí quyển như sự tuần hoàn nước tự nhiên và phân bố khí áp trên địa cầu. . Nhiệt độ không khí có ý nghĩa quyết định đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây trồng Quaù trình noùng leân vaø laïnh ñi cuûa khoâng khí  Do khả năng hấp thụ BXMT kém, không khí ít bị đốt nóng trực tiếp bởi BXMT (chỉ khoảng 14% năng lượng đóng góp vào quá trình này)  Lôùp khoâng khí gaàn maët ñaát ñöôïc ñoát noùng chuû yeáu do naêng löôïng töø caùc beà maët tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi maët ñaát truyeàn sang  Một số các quá trình vật lý làm làm thay đổi nhiệt độ không khí: sự dẫn nhiệt phân tử, hiện tượng đối lưu, bức xạ nhiệt mặt đất, hiện tượng bốc hơi, ngưng tụ
3. Các đại lượng đặc trưng cho nhiệt độ không khí – Nhiệt độ tối cao – Nhiệt độ tối thấp – Nhiệt độ trung bình Biến thiên của nhiệt độ không khí - Dao động của nhiệt độ không khí theo ngày là sự biến thiên đơn với một cực đại (sau khi mặt trời ở vị trí thiên đỉnh 13:00 – 14:00) và một cực tiểu (trước lúc mặt trời mọc 5:00 – 6:00) - Dao động của nhiệt độ không khí theo năm • Ở những vùng có bốn mùa: nhiệt độ không khí cao nhất ở các mùa hè, thấp nhất ở các tháng mùa đông. • Ở những vùng chỉ có hai mùa mưa và nắng: nhiệt độ cao nhất xuất hiện trong mùa nắng.
4. - Biên độ nhiệt độ không khí phụ thuộc vào một số yếu tố chính: vị trí địa lý, địa hình, điều kiện thời tiết, • Biên độ nhiệt độ không khí tăng dần từ vị trí xích đạo về hai cực • Ở các khu vực sa mạc biện độ nhiệt độ ngày đêm rất lớn • Địa hình càng lồi lõi biên độ nhiệt độ càng cao • Biên độ nhiệt độ trong ngày quang mây lớn hơn trong ngày nhiều mây
5. - Các kiểu biến thiên nhiệt độ không khí: • Kiểu xích đạo: là kiểu biến thiên kép, có hai cực đại (sau các ngày xuân phân 21/3 và thu phân 23/9) và hai cực tiểu (ở các ngày hạ chí 21/6 và đông chí 22/12). • Kiểu nhiệt đới: là kiểu biến thiên đơn với một cực đại (sau ngày hạ chí) và một cục tiểu (sau ngày đông chí). Biên độ nhiệt độ năm nhỏ, trên lục địa khoảng 6 – 10oC còn trên mặt đại dương chỉ khoảng 1oC. • Kiểu ôn đới: là kiểu biến thiên đơn với cực đại xuất hiện sau ngày hạ chí và cực tiểu sau ngày đông chí. Biên độ nhiệt độ năm trên lục địa khoảng 10 – 20oC còn trên mặt đại dương khoảng 5oC. • Kiểu cực đới: biên độ nhiệt độ năm rất lớn: trong lục địa khoảng 65oC còn trên mặt đại dương thì khoảng 25 - 40oC
6. - Theo không gian: sự biến thiên nhiệt độ không khí trong các lớp khí quyển khác nhau rất phức tạp. > 500 km Taàng ngoïai quyeån 500 km Taàng nhieät quyeån 80-85 km Taàng trung quyeån 50-55 km Taàng bình löu 35 km 11 km Taàng ñoái löu 0 km • Trong khi đó theo vĩ độ, ra xa xích đạo 1 vĩ độ (khoảng 110km), nhiệt độ không khí giảm 1oC.
7. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đến sinh trưởng phát triển của cây trồng – Nhiệt độ tối hảo cho sự sinh trưởng phát triển khác nhau tùy theo giống hay loài – Nhiệt độ ảnh hưỡng đến: • Sự hấp thu nước • Sự hút thu dinh dưỡng • Sự hô hấp • Khả năng thấm của màng tế bào • Sự tổng hợp protein
8. – Ở phần lớn các cây trồng, khi nhiệt độ không khí tăng lên 20oC, quá trình sống sẽ tăng lên 1 – 2 lần; nếu nhiệt độ tiếp tục tăng lên quá 35oC, các quá trình sống của thực vật sẽ bị yếu đi hoặc bị ngừng lại; nếu trên 40 – 50oC, quá trình sống hầu như ngừng hẳn. – Trong điều kiện nhiệt độ cao kéo dài thời gian sinh trưởng của cây bị rút ngắn lại, cây sinh trưởng không bình thường, sớm ra hoa, kết quả ảnh hưởng năng suất, phẩm chất.
9. – Nhiệt độ không khí cao làm gia tăng quá trình thoát hơi nước cây khô héo, thậm chí có thể bị chết. – Nhiệt độ không khí cao làm giảm tỷ lệ nảy mầm của hạt phấn ảnh hưởng đến sự thụ phấn thụ tinh, hình thành và phát triển quả hạt. – Nhiệt độ không khí cao tăng hô hấp, giảm khả năng tích lũy chất cây yếu, dễ nhiễm sâu bệnh, giảm năng suất, phẩm chất. – Thời điểm xuất hiện các đợt nhiệt độ cao hay thấp (bất thường), và trạng thái thời tiết sau đó, có ảnh hưởng đến mức độ thiệt hại của cây trồng
10. – Nhiệt độ không khí cao làm gia tăng quá trình thoát hơi nước cây khô héo, thậm chí có thể bị chết. – Nhiệt độ không khí cao làm giảm tỷ lệ nảy mầm của hạt phấn ảnh hưởng đến sự thụ phấn thụ tinh, hình thành và phát triển quả hạt. – Nhiệt độ không khí cao tăng hô hấp, giảm khả năng tích lũy chất cây yếu, dễ nhiễm sâu bệnh, giảm năng suất, phẩm chất. – Thời điểm xuất hiện các đợt nhiệt độ cao hay thấp (bất thường), và trạng thái thời tiết sau đó, có ảnh hưởng đến mức độ thiệt hại của cây trồng
11. – Nhiệt độ tối thấp sinh vật học : Nhiệt độ tối thấp sinh vật học là nhiệt độ thấp mà tại đó cây trồng ngừng sinh trưởng. – Nếu nhiệt độ không khí giảm xuống thấp hơn nhiệt độ này thì tùy theo thời gian kéo dài hay ngắn, sinh trưởng cây trồng bị ảnh hưởng nhiều hay ít, thậm chí có thể bị chết rét. – Nhiệt độ tối cao sinh vật học :Nhiệt độ tối cao sinh vật học là nhiệt độ cao mà tại đó cây trồng ngừng sinh trưởng. Ở hầu hết các loại cây trồng, giới hạn này là 35 – 40oC – Giới hạn nhiệt độ thích hợp : Giới hạn nhiệt độ thích hợp là khoảng nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tối thấp sinh vật học và nhỏ hơn nhiệt độ tối cao sinh vật học. Trong khoảng giới hạn nhiệt độ này, cây trồng sinh trưởng thuận lợi nhất.
12. B. NHIEÄT ÑOÄ ÑAÁT . Nhieät ñoä ñaát laø moâi tröôøng quan troïng coù taùc ñoäng ñeán ñôøi soáng thöïc vaät . Nhieät ñoä ñaát aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa caùc sinh vaät ñaát . Nhieät ñoä ñaát aûnh höôûng ñeán toác ñoä phaân huûy chaát höõu cô trong ñaát . Nhieät ñoä ñaát laø yeáu toá quyeát ñònh cheá ñoä nhieät cuûa khoâng khí . Nhieät ñoä ñaát laø nguoàn naêng löôïng caàn thieát cho caùc quaù trình boác hôi vaø ngöng tuï hôi nöôùc
13.  Caùc ñaïi löôïng ñaëc tröng cho nhieät löïc cuûa ñaát  Nhieät dung cuûa ñaát -3 ä-1 • Nhieät dung theå tích (Cv) (cal.cm .ño ) laø löôïng nhieät caàn thieát ñeå 1cm3 ñaát noùng leân 1oC. -1 ä-1 • Nhieät dung troïng löôïng (Cp) (cal.g .ño ) laø löôïng nhieät caàn thieát ñeå 1g ñaát noùng leân 1oC  Heä soá daãn nhieät Heä soá daãn nhieät cuûa caùc loaïi ñaát phuï thuoäc + thaønh phaàn cô giôùi ñaát; + kích thöôùc haït ñaát; + haøm löôïng caùc muoái trong ñaát; + ñoä aåm, ñoä xoáp
14.  Gradient nhieät ñoä ñaát.  Löu löôïng nhieät  Heä soá truyeàn nhieät ñoä cuûa ñaát Heä soá truyeàn nhieät phuï thuoäc vaøo ñoä aåm vaø tyû troïng cuûa ñaát - Heä soá truyeàn nhieät ñaït giaù trò lôùn nhaát khi aåm ñoä ñaát khoaûng 18 – 20%. - Tyû troïng caøng cao, heä soá truyeàn nhieät caøng lôùn.
15.  Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán cheá ñoä nhieät cuûa ñaát  Yeáu toá ñaát: • Thaønh phaàn cô giôùi ñaát, ñoä tôi xoáp, haøm löôïng nöôùc vaø khoâng khí trong ñaát • Maët ñaát maøu saåm haáp thu nhöng cuõng böùc xaï nhieät nhieàu hôn ñaát maøu saùng. • Cheá ñoä nhieät cuûa ñaát coù thaûm phuû thöïc vaät ñieàu hoøa hôn.  Yeáu toá ñòa hình, ñòa theá • Caùc daïng ñòa hình loài (ñoài nuùi): cheá ñoä nhieät, oân hoøa ít bieán ñoäng. • ÔÛ caùc daïng ñòa hình truõng (caùc thung luõng, boàn ñòa kheùp kín): laïnh • Nhieät ñoä ñaát ôû caùc söôøn doác phía nam vaø taây nam cao hôn so vôùi ôû söôøn ñoâng vaø ñoâng nam
16.  Bieán thieân cuûa nhieät ñoä ñaát  Thôøi gian xuaát hieän caùc cöïc trò - Cöïc ñaïi (buoåi tröa, khoaûng 13:00 – 14:00) - Cöïc tieåu (tröôùc khi maët trôøi moïc, khoaûng 5:00).  Bieân ñoä dao ñoäng cuûa nhieät ñoä ñaát - Giaûm daàn theo ñoä saâu - Giaûm theo löôïng maây - Giaûm theo vó ñoä - Ñòa hình: loài nhoû hôn nhöõng vuøng truõng - Thaûm thöïc vaät: che phuû nhoû hôn ôû vuøng ñaát troáng.
17.  Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñaát ñeán sinh tröôûng phaùt trieån cuûa caây troàng  Coù vai troø quan troïng trong vieäc huùt nöôùc vaø naûy maàm cuûa haït gioáng  Laø nguoàn naêng löôïng quan troïng trong vieäc huy ñoäng vaø haáp thu nöôùc vaø chaát dinh döôõng cho caây troàng.  AÛnh höôûng tröïc tieáp ñeán hoaït ñoäng soáng cuûa sinh vaät ñaát (trong ñoù coù söï phaùt sinh phaùt trieån cuûa moät soá saâu beänh haïi caây troàng)  AÛnh höôûng ñeán caùc quaù trình phaân huûy chaát höõu cô, quaù trình phong hoùa voû traùi ñaát
18.  Söû duïng vaø caûi thieän nhieät ñoä ñaát trong saûn xuaát noâng nghieäp  Giöõ nhieät cho ñaát trong muøa laïnh: laøm ñaát, töôùi nöôùc, che phuû, xoâng khoùi  Giaûm nhieät ñoä ñaát trong muøa naéng noùng (laøm ñaát, duøng vaät che phuû, töôùi nöôùc ).
19. Taàng ñoái löu: - Trong tầng đối lưu, theo phương thẳng đứng, càng lên cao, nhiệt độ không khí càng giảm: lên cao mỗi 100m, nhiệt độ không khí giảm đi 0,5 – 0,6oC.
20. Taàng bình löu: - ÔÛ phaàn döôùi cuûa taàng bình löu, öôùc chöøng tôùi ñoä cao 30-35km, ngöôøi ta thaáy nhieät ñoä khoâng ñoåi -70 -800C, töø 35km trôû leân ñeán ñænh nhieät ñoä taêng theo ñoä cao (goïi laø hieän töôïng nghòch nhieät).
21. Taàng trung quyeån: Trong taàng naøy nhieät ñoä giaûm theo ñoä cao, ôû ñænh taàng trung quyeån nhieät ñoä coù theå xuoáng tôùi-700C hay thaáp hôn
22. Taàng nhieät quyeån: Nhiệt ñoä trong taàng taêng theo ñoä cao (ñeán ñænh taàng nhieät quyeån nhieät ñoä ñaõ ñaït tôùi haøng nghìn ñoä).