近地面空气层温度的垂直变化与土壊-空气的热交换有关。白天, 当热流从土壤表面进入落气中时,温度随着高度而降低,夜间, 在相反的热流情况下,则可以看到,温度随着高度而升高,即所谓的温度逆增。
白昼型和夜间型近地面空气层温度垂直分布的交替引起了土壤表面昼夜振幅的增加。温度的主要变化是发生在最下面的空气层。
温度梯度随着髙度增加而减小的塬因有二: 1)从土壤中进入空气的热流随着髙度的增加而减少,2)乱流的加强。应当指出,根据热流公式,温度梯度与热流成正比,而与乱流系数成反比。
蒸发,即方程式中的灭对活动面的热平衡起着很大的作用。蒸发消耗了大量的热。蒸发一克的水需要600卡左右的热。由于活动面性貭的不同蒸发(也包括蒸腾作用)所消耗的热景,也有很大的变化。生长期间草地因蒸发所消耗的热量平均比絶对休闲地多30 — 40%。五月份冬黑麦因蒸发所消耗的热量比绝对休闲地多80%。六月——七月蒸发所消耗的热最最大。九月份蒸发所消耗的热墩就显着地减少了。
在蒸发(也包括蒸腾作用)很盛的时候,由于蒸犮消耗了热擞,就减少了从土壤直接进入空气的热量。所以,白天近地面咨气层的温度主要是决定于蒸发强度。在蒸发加强的情况下,白天近地面荽气层的温度降低,相反,随着蒸发的减小,温度就升髙。
蒸发不仅对近地面空气层的温度,而且对察气海度都有影响。由 于蒸发的塬因,在地表可以看到水汽的积累,也就是说空气湿度加大。空气温度是用许多数値来表示的:
1)絶对湿度或容气中的水汽压。
2)相对湿度,即空气中的水汽压与同温度下空气饱和时的冰汽压之比。相对湿度用百分数表示。
3)饱和差,即在一定温度下饱和水汽压与同温度下实际水汽压的差数。饱和差用毫米或毫巴表示。
在农业气象着作中,常常要用到空气的相对湿度値和饱和差(例如在鉴定干旱风时),而空气的絶对湿度值则很少利用。
乱流强度和近地面空气层水汽的多少是不同髙度上和近地面空气层空气湿度变化强度的主要因子,乱流主要决定于温度梯度,以及与蒸发强度有很大关系的近地面空气层水汽的多少。近地面大气层盗气的绝对渔度的日变化特征基本上也是由这两个主要塬因决定'的:
绝对湿度随着高度的增加而变小。绝对湿度变小的程度决定于下塾面的性貭。绝对湿度的日变化的特点是有两个最大値和两个最小値。 第一个最小値出现在早晨温度还不是很高,因而蒸发较弱的时候,第二个最小値出现在白天,这个最小値与白天乱流交换加强有关系,幷与这个时期由于土壤上层变干而使蒸发减弱有关。地表面的绝对湿度値在一昼夜内都比二米高处的要大。温度分布的特征是白天地面的温度高, 而夜间低,但是绝对湿度値的分布没有这种特征。
一昼夜内,空气相对海度髄气温的变化而变化。空气相对湿度的日变化十分明显,几乎能非常明显地反映温度的变化。在大多数情况下,两个髙皮上的最大相对湿度値出现在日出的时候,同时,上两的相对湿度最大値比地表出现得晚一些。相对海度的最小値出现在中午,而1. 5米髙处空气相对湿度的最小値比土壤表面的最小値出现得晚一些。
在垂直方向上,相对湿度随着离地表距离的增加而变小。
近地面空气层风的状况同样也有许多特点。风越贴近地表越减弱。 风的减弱过程一方面决定于土壊表面和地表复盏物的不平坦程度(表面的粗糙程度),另一方面也决定矛乱流交换的强度。所以,越靠近地面风越小,这与地面雕擦的加强和涡旋的形成有关。
根据C.A萨波日尼科妹的研究,在裸露而平坦的地方,离地面二米高空气层中的盛行风速小于3.5米/秒,而在夏季的夜间,这个髙度上的风速小于2米/秒。在比较髙的空气层中(2—10米),白天盛行风速为4—5米/秒。而夏夜为1 一3.5米/秒。在风速很大的时候,从10 米高度到1 一2米高度风速的减弱程度增加。
地段的位置对风速有很大的影响。这个问题在下面还要谈到。田间小气候形成的一般规律性我们已在前面饼过了。但是除了上面所说的外,小气候特征还决定予某一地段的位置。