Bài giảng Khí tượng nông nghiệp: Chế độ nhiệt của không khí và ảnh hưởng của chúng trong nông nghiệp

Bài giảng Khí tượng nông nghiệp: Chế độ nhiệt của không khí và ảnh hưởng của chúng trong nông nghiệp cung cấp cho học viên các kiến thức về định nghĩa và đơn vị đo; sự nóng lên và lạnh đi của không khí; biến thiên nhiệt độ không khí; các chỉ tiêu đánh giá chế độ nhiệt của không khí; ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đối với sinh vật; các biện pháp cải thiện nhiệt độ không khí;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 2012/9/28 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Chế độ nhiệt khơng khí Định nghĩa và đơn vị đo Định nghĩa và đơn vị đo Sự nóng lên và lạnh khơng khí Biến thiên nhiệt độ khơng khí Các tiêu đánh giá chế độ nhiệt khơng khí • Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí sinh vật • Các biện pháp cải thiện nhiệt độ khơng khí Nhiệt đợ – là mức độ nóng hay lạnh vật chất được đo bằng nhiệt kế Nhiệt độ liên quan đến tốc độ chuyển động trung bình hay động phần tử vật chất vật chất Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) • • • • Độ Fahrenheit – chủ yếu được sử dụng đời sống Anh, Mỹ Nhiệt độ sơi 212°F Nhiệt độ đóng băng 32°F Độ Celsius (centigrade) – được sử dụng đời sống hầu Nhiệt độ sôi 100o C Nhiệt độ đóng băng 0o C Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) TF thể là bao nhiêu? TF = (1.8°F/°C)TC + 32°F TF = (1.8°F/°C)37 oC + 32°F = 98°F Trong khí tượng, đơn vị đo nhiệt độ bao gồm độ C, độ F và Kelvins TC = (TF - 32°F)/(1.8°F/°C) Trong TC là nhiệt độ Celsius và TF là nhiệt độ Fahrenheit TF = (1.8°F/°C)TC + 32°F Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) Kelvin – chủ yếu sử dụng cho tính tốn khí tượng (mơ hình, dự báo thời tiết) Nhiệt độ sơi 373.15 K Nhiệt độ đóng băng 273.15 K Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 2012/9/28 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) TK = TC(1.0K/°C) + 273.15 K Chú ý 1: Đơn vị đo là Kelvins (K), chứ độ Kelvin (°K) Chú ý 2: Ở không Kelvin (0 K), phần tử ngừng chuyển động và là nhiệt độ thấp nhất có thể (0 tuyệt đối) Các loại thước đo/đơn vị nhiệt độ Qn trình nóng lên và lạnh khơng khí Q trình nóng lên và lạnh khơng khí (tiếp) B LE V • Sự dẫn nhiệt phân tử - Là truyền nhiệt từ phân tử có nhiệt độ cao sang phân tử có nhiệt độ thấp P Qv = -dt/dz B • Trao đổi nhiệt q trình đối lưu: làm tăng nhiệt độ khơng khí LE • Trao đổi nhiệt q trình loạn lưu V P Quá trình nóng lên và lạnh khơng khí (tiếp) Q trình nóng lên và lạnh khơng khí (tiếp) • Trao đổi tiềm nhiệt Hơi QE = L mnước L tiềm nhiệt (600 cal g-1) cho trình bốc ngưng tụ mnước lượng nước bốc ngưng tụ Tan chảy Rắn Lỏng 80 cal g-1 Tan chảy 2012/9/28 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ • Cách đo nhiệt độ khơng khí Q trình nóng lên và lạnh khơng khí (tiếp) – Trong lều khí tượng (Stevenson screen) – Cách mặt đất 1,25 – m Sự nóng lên hay lạnh khơng khí phụ thuộc vào chiều hướng truyền thông lượng nhiệt Như nhiệt độ khơng khí vùng phụ thuộc vào thành thông lượng nhiệt bao gồm QB, QV, QP, QE This is me Biến thiên nhiệt độ khơng khí Nhiệt độ khơng khí trạm khí tượng trường ĐHNNI (01/01/2001) • Biến thiên hàng ngày – Thời gian xuất cực trị – Biên độ nhiệt độ ngày đêm Vĩ độ địa lý Mùa năm Độ cao so với mực nước biển Địa hình: sườn núi/thung lũng; hướng núi Thời tiết: nhiều mây/quang mây Mặt đệm: sa mạc, thảm thực vật che phủ Khoảng cách so với mực nước biển Nhiệt độ khơng khí (oC) • • • • • • • 24 22 20 18 16 14 12 10 12 16 20 24 Thời gian (giờ) Biến thiên nhiệt độ không khí (tiếp) • Biến thiên hàng năm  Càng gần biển, chế độ nhiệt khơng khí càng ơn hòa -Khơng suốt -Không xáo trộn -Phần lớn bức xạ thuần dùng cho trao đởi cảm nhiệt với khơng khí -Nhiệt dung nhỏ -Trong suốt -Xáo trộn -Phần lớn bức xạ thuần dùng cho trao đổi tiềm nhiệt -Nhiệt dung cao – Thời gian xuất cực trị – Biên độ nhiệt độ năm • Vĩ độ địa lý: tăng t năm tăng; chia làm kiểu biến thiên nhiệt độ năm trái đất – – – – Kiểu xích đạo Kiểu nhiệt đới Kiểu ơn đới Kiểu cực đới – Mặt đệm: tính chất mặt đệm – Khoảng cách so với mực nước biển 2012/9/28 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Năng lương BXMT mặt đất nhận được theo vĩ độ địa lý Biến thiên nhiệt độ năm ở VN năm 2010 35 30 Hà Nội 25 Nhiệt độ (oC) Huế 20 Đà Nẵng Nha Trang 15 Cà Mau 10 http://earthobservatory.nasa.gov/Features/EnergyBalance/page3.php Biến thiên nhiệt độ không khí (tiếp) Tháng 10 11 12 Biến thiên nhiệt đợ theo đợ cao • Biến thiên theo chiều thẳng đứng lớp khơng khí gần mặt đất Lớp nghịch nhiệt Độ cao biến thiên nhiệt độ Độ cao – Ban ngày nhiệt độ giảm dần theo độ cao – Ban đêm nhiệt độ tăng dần theo độ cao (nghịch nhiệt) – Gradient nhiệt độ lớn lớp khí gần mặt đất giảm dần theo độ cao – Dẫn tới biên độ nhiệt độ ngày đêm giảm dần theo độ cao Nhiệt độ Sự biến thiên nhiệt độ hàng ngày theo độ cao (trong điều kiện lý tưởng) Đáy lớp nghịch nhiệt, khói bắt đầu lan tỏa Khói mù Hà Nội vào tháng – kết hợp với gió Lào Trước UBND quận Ba Đình Thượng Hải, 1993; http://en.wikipedia.org/wiki/File:Sha1993_smog_wkpd.jpg Trước sân vận động Mỹ Đình http://www.vnexpress.net/GL/Xa-hoi/2009/06/3BA1019B/ 2012/9/28 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Giới hạn nhiệt độ sinh học Giới hạn nhiệt độ sinh học • Nhiệt độ tối thấp sinh vật học: – Là nhiệt độ thấp nhất mà trồng ngừng sinh trưởng – Phụ thuộc vào loại trồng (nguồn gốc), điều kiện sống • Nhiệt độ tối thích sinh vật học • Là khoảng nhiệt độ thuận lợi cho trình sinh trưởng phát triển • Trong khoảng nhiệt độ này, nhiệt độ tăng trình sinh trưởng thuận lợi • Thơng thường, vụ đơng nằm khoảng 25oC 31oC, vụ mùa 31oC 37oC • Lúa mì: -6 đến -10oC • Bơng, đay, mía, thuốc lá: 13-14oC • Ngơ: nhiệt đới 13oC, ơn đới 10oC – Thời kỳ phát dục • Mẫn cảm vào thời kỳ hoa • Lúa: 13oC, thời kỳ hoa 18-20oC • Nhiệt độ tối cao sinh vật học • Là nhiệt độ cao mà trồng ngừng sinh trưởng • Vụ đơng 31oC – 37oC; vụ mùa 44oC – 50oC Slafer and Savin, 1991 • Cận nhiệt độ tối thấp tối cao Nhiệt độ và thời gian phát dục (ngày) Số ngày phát triển Tốc độ phát triển (1/số ngày phát dục) Tốc độ phát triển (1/số ngày phát dục) tb Nhiệt độ (oC) Nhiệt độ (oC) http://biomet.ucdavis.edu/ATM133/16_DegreeDays.pdf Các tiêu đánh giá chế độ nhiệt khơng khí • • • • • Nhiệt độ trung bình Nhiệt độ tối cao tối thấp Tổng nhiệt độ trung bình (tích ơn trung bình) Tổng nhiệt độ hoạt động (tích ơn hoạt động) Tổng nhiệt độ hữu hiệu (tích ơn hữu hiệu) tc http://biomet.ucdavis.edu/ATM133/16_DegreeDays.pdf Nhiệt độ trung bình • Nhiệt độ trung bình ngày • Nhiệt độ trung bình tháng • Nhiệt độ trung bình cho giai đoạn t = ∑ ti n n Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 2012/9/28 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Nhiệt độ tối cao, tối thấp • Tối cao tối thấp tuyệt đối: ngày, giai đoạn cụ thể • Tối cao tối thấp trung bình • Đánh giá mức độ ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp dựa vào giới hạn nhiêt độ sinh vật học t max (min) ∑ ti (max,min) ∑ ttb ∑ ti = n n ∑(ti > tb) = • Đánh giá tiềm nhiệt vùng • Phân vùng khí hậu, bố trí cấu mùa vụ n = Tổng nhiệt độ hoạt động (tích ơn hoạt động) ∑ t hđ Tổng nhiệt độ trung bình (tích ơn trung bình) n ti: nhiệt độ tb ngày lớn tb Tổng tích ơn hữu hiệu • Sum of effective temperature/ degree days • Là phần nhiệt độ ổn định giai đoạn sinh trưởng phát triển trồng • Chỉ tiêu sử dụng để dự báo thời kỳ vật hậu trồng tb: nhiệt độ tối thấp sinh vật học ∑ t hh  Phản ánh nhu cầu tích ơn hoạt động sinh vật cho giai đoạn sinh trưởng trồng  VD: tích ơn hoạt động cho số ngắn ngày (100-120 ngày) 2500 – 2600oC; tích nhiệt hoạt động HN (>10oC) 8500oC với mức bảo đảm 70% Như trồng vụ lúa + vụ đông năm với mức bảo đảm 70% Ứng dụng tích ôn hữu hiệu dự báo thời kỳ vật hậu • Ý nghĩa – Cho biết thời kỳ vật hậu trồng xảy hoàn cảnh thời tiết – Từ có giải pháp hợp lý nhằm khắc phục cách kịp thời – Giúp cho việc lập kế hoạch áp dụng biện pháp chăm bón thích hợp • Phương pháp – Ngun lý: nhịp điệu phát dục trồng phụ thuộc vào nhiệt độ/quang chu kỳ n t hh  t  tb – Cách xác định thời kỳ phát dục: D2 = D1 + n ti: nhiệt độ tb ∑(ti - tb) = ∑thđ -ntb n = n(ti – tb) ngày lớn t = b tb: nhiệt độ tối thấp sinh vật học (base temperature) n: số ngày mà nhiệt độ tb ngày lớn tb Dự báo thời kỳ vật hậu cho lúa • Lúa đơng xn ĐBBB khu cũ (chỉ áp dụng cho nhóm giống có thời gian ST 140 – 160 ngày – Ngày lúa đẻ nhánh DĐN = DBR + 73.0 t  15.6 – Ngày lúa mọc dóng, làm địng DMD = DĐN + 81.0 t  18.1 – Ngày lúa trỗ Dtrổ = DMD + 66.0 t  21.2 Trong đó: D2 - ngày xuất thời kỳ phát dục cần dự báo; D1- ngày xuất thời kỳ phát dục trước so với kỳ phát dục cần dự báo; n- số ngày hai thời kỳ phát dục 2012/9/28 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Dự báo các thời kỳ phát dục của lúa mỳ mùa xuân Thụ phấn Bắt đầu hình thành Gieo đến nảy mầm http://biomet.ucdavis.edu/ATM133/16_DegreeDays.pdf Thời gian sinh trưởng tổng nhiệt độ hữu hiệu Slafer and Savin, 1991 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí trồng Trọng lượng chất khơ tương đối • Tốc độ phát dục • Hiện tượng cảm ứng nhiệt hình thành hoa • Cường độ quang hợp hô hấp Ảnh hưởng nhiệt độ quang hợp và hô hấp khoai tây (Mavi, 1994) Nhu cầu trải qua giai đoạn xuân hóa (chilling requirement) Giới hạn nhiệt độ quang hợp (Mavi, 1994) Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 2012/9/28 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí/nước vật ni ni trồng thủy sản • Đối với gia súc, gia cầm • Đối với nuôi trồng thủy sản ... ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ • Cách đo nhiệt độ khơng khí Q trình nóng lên và lạnh khơng khí (tiếp) – Trong lều khí tượng... 2010 35 30 Hà Nội 25 Nhiệt độ (oC) Huế 20 Đà Nẵng Nha Trang 15 Cà Mau 10 http://earthobservatory.nasa.gov/Features/EnergyBalance/page3.php Biến thiên nhiệt độ không khí (tiếp) Tháng... VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Năng lương BXMT mặt đất nhận được theo vĩ độ địa lý Biến thiên nhiệt độ năm ở