当前位置: 防御器材 >> 防御器材介绍 >> 智慧农业数字化关于大气压力耕作指导及耕作
一、大气压力概念
(1)气压的定义
大气对浸在它里面的物体的压强(单位面积上垂直空气柱的质量)叫大气压强。简称大气压或气压。空气受到重力的作用,而且能够流动,因而空气内部向各个方向都有压强。
绝对压力:指作用于物体表面积上的全部压力,其零点以绝对真空为基准。常用符号pa来表示。
表压力:高于大气压力的绝对压力与大气压力之差或者是相对将大气压力作为零的压力叫表压力。
表压力∶P(表压)=P(绝对压力)-P(大气压力)
一般用p表示。测压仪表一般指示的压力都是表压力,表压力又称相对压力。真空度∶当绝对压力小于大气压力时,则表压力为负压,负压的绝对值称为真空度。一般用p,表示。
P(真空度)=P(大气压力)-P(绝对压力)
◆空间任意一点的气压值等于从该点起向上,一直延伸到大气上界为止单位截面垂直气柱的总重量。
◆在地面上气压最大,随高度增加而逐渐减少,到大气上界减小为零。
(2)气压的单位
国际标准单位∶帕(帕斯卡Pa)和百帕(百帕斯卡hPa)1hPa=Pa=N/m2。一个标准大气压(0℃,45°N/S,海平面上)P。=mm汞柱=.25hPa。
因此:1hPa=3/4mmHg,还有些国家使用毫巴(mb)为单位。1hPa=1mb。
二、气压随时间的变化
(一)气压的周期性变化
指在气压随时间变化的曲线上呈现出有规律的周期性波动,明显的是以日为周期的和以年为周期的波动。
(1)气压的日变化
气压的日变化有单峰、双峰和三峰等型式,其中以双峰型最为普遍。其特点是一天有一个最高值出现在9~10时,一个次高值出现至21~22时,一个最低值出现在15~16时,一个次低值出现至3~4时。
◆气压的日变化原因:与气温日变化有关,与潮汐有关。
(2)气压的年变化气压的年变化是以年为周期的波动。气压的年变化随纬度增大而增大,在中高纬度最明显,概括为以下几种类型∶
◆大陆型∶一年中气压最高值出现在冬季,最低值出现在夏季,气压年变化值很大,并由低纬向高纬逐渐增大。◆海洋型:一年中气压最高值出现在夏季,最低值出现在冬季,气压年较差小于同纬度的陆地。
◆高山型:一年中气压的最高值出现在夏季,最低值出现在冬季。
(二)气压的非周期性变化
气压的非周期性变化是指气压的变化不存在固定周期的波动,它是气压系统移动和演变的结果。
三、气压的空间分布
气压的空间分布称为气压场,气压场的表示方法:
(一)等压线和等压面(1)等高面图
等高面是空间高度相等的(平)面。在等高面图上,各点气压值不同,所以可以通过分析等压线来了解空间气压分布情况。等压线:同一等高面上各气压相等点的连线。等压线的形状和疏密程度反映着水平方向上气压的分布形势。
(2)等压面图等压面指空间气压相等的各点组成的曲面(因为同一高度上各地的气压不相同),为类似地形一样起伏不平的曲面。等压面是曲面的原因:下垫面性质的差异、水平方向上温度分布和动力条件的不均匀,所以同一高度上各地的气压不一样。通常用等压面图上的等高线来表示等压面附近的气压分布。
(二)位势高度(重力位势)位势高度:将单位质量的空气从海平面(令其位势等于零)抬升到任一高度Z时,克服重力所作的功,又称为重力位势,以J/kg为单位,简称为位势。
在国际单位制中,1位势米定义为1㎏空气上升1米时,克服重力作了9.8J的功,也就是获得了9.8J/kg位势能,即1位势米=9.8J/kg。位势米和几何米的换算公式:
位势米是能量单位,几何米是长度单位
(三)气压场的基本型式
(1)低压:等压线闭合,气压自四周向中心递减,气流自四周逆时针向中心辐合的地区。低压又称为气旋。
(2)低压槽:是低压向某一方向延伸的部分,低压槽中等压线曲率最大处各点连线称槽线,气流自槽线两侧向槽线辐合。(3)高压:等压线闭合,气压由中心向四周低,气流自中心向四周顺时针辐散的地区,高压又称反气旋。
(4)高压脊:是高压在某一方向的延伸部分,高压脊中,等压线曲率最大处各点的连线称脊线,气流自脊线向两侧辐散。
(5)鞍型场:由两两相对排之间是气流的辐合地带。
四、气压系统的空间结构
(一)温压场对称的系统温压场对称的系统:指气压系统的高、低压中心与温度场的冷暖中心重合的系统。包括深厚系统和浅薄系统两类。
(1)深厚系统有冷低压和暖高压两种系统。冷低压:低压中心与低温中心重合。其空间结构特征为:等压面坡度随高度的增高而增大,冷低压随高度逐渐增强。
暖高压:高压中心与高温中心重合。其空间结构特征是:等压面坡度随高度的增高而增大,暖高压随高度逐渐增强。(2)浅薄系统
有暖低压和冷高压两种系统。暖低压:低压中心与高温中心重合。暖低压的空间结构是:随高度的增高等压面坡度减小,低压中心下凹的程度越来越小,到某一高度以上,等压面反而隆起,暖低压随高度减弱,在一定高度以上消失,而出现暖高压。
冷高压:高压中心与低温中心重合,冷高压随高度减弱,在一定高度以上消失,出现冷低压。
(二)温压场不对称系统
温压场不对称系统指地面的高、低压中心与温度场的冷暖中心配置不相重合的系统。系统的中心轴线不铅直,而发生倾斜。地面低压中心轴线随高度升高不断向冷区倾斜,高压中心轴线随高度升高不断向暖区倾斜。北半球中高纬度的冷空气多从西北方向移来、因而低压中心轴线常常向西北方向倾斜;高压的西南侧比较暖和,高压中心轴线多向西南方向倾斜。
五、大气压力的换算关系实际应用中常用千帕(kPa)兆帕(MPa)作单位,气象学中常用百帕(hPa)作单位,换算关系
各种压力单位换算表如下:1Mpa≈10bar≈0Kpa≈mmHg≈10kgf≈mmHg≈1bar≈0.1Mpa
六、大气压力适宜值范围参照
标准大气压是.3hPa,大气压传感器的量程为hPa~1hPa。当气压升高hPa,天气晴朗凉爽。当气压低于hPa或更低则有强风暴,冬天24小时内会下雪或有寒潮。(一)海拔高度与气温、大气压力及含氧量参照表
全国各地主要城市海拔高度及大气压参考数据七、耕作指导
(一)影响气压高低的主要因素(1)海拔高度,高度越高,气压越低。
(2)地表受热程度,由于空气受热会膨胀,使得地表气压降低。(3)空气在垂直面的运动状况,上升气流存在会使得地表气压降低,下沉气流会使得地表气压升高。
(二)气压对天气的影响
气压跟天气有密切的关系。一般地说,地面上高气压的地区往往是晴天,地面上低气压的地区往往是阴雨天。这里所说的高气压和低气压是相对的,不是指大气压的绝对值。某地区的气压比周围地区的气压高,就叫做高气压地区;某地区的气压比周围地区的气压低,就叫做低气压地区。(1)低气压时出现下雨
由于不同季节不同地区受到的降水系统不同,使得每次降水气压也不同。一般状态下,地面气压为hPa,则下雨时的气压值要小于hPa,大于hPa。有低压系统存在时会出现下雨的天气现象,因为低压系统表示近地面为低气压,原因是垂直方向上空气当时的运动方向是从地面垂直向上运动的,空气在向上运动过程中,到高空后空气中的水汽遇冷凝结形成降水。低气压中心地区常常是阴雨天。(2)高压时天气晴朗
因为近地面是高气压说明垂直方向上,空气是以垂直向下运动为主的,越向近地面运动,气温越高,空气中的水汽越难冷却凝结形成降水。因此高压中心附近地区常常是天气晴朗,平常秋季秋高气爽的天气多时高压系统控制产生的。
八、耕作改善
低气压常形成阴雨天气,可以缓解旱情,但降水太多也会带来洪涝灾害;高压常形成干旱天气、往往造成农业减产,影响农业生产带来损失。干旱是指降水量较少,导致土地或气候出现干燥的现象。近年来,随着全球气候变暖趋势的不断加剧,干旱灾害发生的强度以及频率正在逐渐增加。因此,必须加强对干旱灾害的防范,减少或避免因灾害给农业造成的损失,促进农业经济的高效发展。(一)干旱灾害的防范措施
◆长期防御措施(1)分析了解当地高温干旱灾害发生的时空分布规律,调整农业布局。根据高温干旱灾害发生的季节和地区特点,改水作为旱作。
(2)选择适合当地的耐高温干旱的品种,适当调整播期,使高温干旱发生的时段处于作物抗高温干旱的生育期。(3)建造农田防护林。可改造农田小气候环境,削弱风速,减少地面蒸发,还可减小径流,防止水土流失,提高空气湿度,降低农作物冠层温度。
(4)兴修水利设施,改善农田生态环境。(5)高效益的经作区,可安排喷灌设施、滴灌设施、遮阳网等,达到抗旱降温的作用。
◆高温干旱灾害已出现时采取的应急减灾措施(1)旱地作物进行中耕松土、覆盖地面,达到切断土壤毛细管、减少土壤蒸发的目的。
(2)水田做到节水灌溉。根据发育期对水分的要求,适时适量灌溉。(3)在日最高气温(14时前)出现前,对农作物冠层进行喷灌,以提高冠层空气相对湿度,降低温度,达到改善作物田间小气候的目的。
(4)抓住一切有利天气,积极开展人工增雨作业。
◆水稻(1)灾前预警技术措施∶准备水泵、柴油等抗旱物资。
(2)灾时技术措施∶一是抓紧灌水抗旱保苗。二是根据旱情严重程度,做好改种其他作物的准备工作。(3)旱灾过后补救技术措施∶一是抓紧插种连作晚稻。二是加强肥水管理,及时补施追肥,促进恢复生长。三是及时补播或改种其他作物。
◆棉花
(1)灾前预警技术措施∶准备水泵等抗旱物资。(2)灾时救急技术措施∶一是及时在早晚灌(浇)水抗旱。水资源充足的,可进行沟灌,但水位不上畦,切忌大水漫灌;水资源较少的,可采用大水少肥单株冲浇。二是及时浅中耕松土,切断毛细管,减少土壤水分蒸发。三是结合中耕,在植株基部地面覆盖杂草,降低地温、减少水分蒸发。
(3)旱灾后补救技术措施∶一是增施花铃肥。二是抓好以红蜘蛛为重点的病虫害防治工作。三是枯萎死亡的田块及时改种其他作物。
◆油菜(1)灾前预警技术措施∶准备水泵等抗旱物资。
(2)灾时救急技术措施∶一是及时在早晚灌(浇)水抗旱。水资源充足的,可进行沟灌,但水位不上畦,切忌大水漫灌;水资源较少的,可采用大水少肥泼浇。二是上午9时至下午4时高温时间,苗床及时覆盖遮阳网遮阳降温。
(3)旱灾后补救技术措施∶一是育苗田增施一次速效肥,浓度宜淡。三是及时补播,已错过播种季节的,则及时改种其他作物。
◆蔬菜瓜果(1)灾前预警技术措施∶准备遮阳网、喷滴灌带、水泵等抗旱物资。
(2)灾时救急技术措施∶在早晚灌(浇)水抗旱。水资源充足的,可进行沟灌,但切忌大水漫灌;水资源较少的,可采用大水少肥单株冲浇。浅中耕松土,切断毛细管,减少土壤水分蒸发。覆盖遮荫降温,搭架或利用原大棚骨架,在中午前后高温时间覆盖遮阳网遮荫降温。叶菜类蔬菜也可在植株表面浮面覆盖遮阳网。结合中耕松土,在植株基部地面覆盖杂草,降低地温。
(3)旱灾后补救技术措施∶一是全面追施一次速效肥,浓度宜淡,促进植株恢复生长。二是及时补播或改种其他作物。三是注意病虫害防治。(二)洪涝灾害的防范措施
(1)通过水利和水土保持工程减少涝害的发生。(2)实行深沟、高畦耕作,可迅速排除畦面积水,降低地下水位,雨涝发生时,雨水及时排出。
(3)洪涝发生前,如作物接近成熟,应组织力量及时抢收,以免洪涝损失。(4)洪涝灾害发生过程中,要利用退水清洗沉积在植株表面的泥沙,同时要扶正植株,让其正常进行各种生理活动,尽快恢复生长。
(5)洪涝灾害过后,必须迅速疏通沟渠,尽快排涝去渍。还要及时中耕、松土、培土、施肥、喷药防虫治病,加强田间管理。如农田中大部分植株已死亡,则应根据当地农业气候条件,特别是生长季节的热量条件,及时改种其它适当的作物,以减少洪涝灾害损失。(6)旱地怕涝作物要采取联片种植,做到排灌分家,避免水田和旱田用水相互矛盾。
------------------------------农卷风编辑:林伟涛