农田热量平衡

　　nongtian reliang pingheng
　　农田热量平衡
　　heat balance of field
　　农田热量收支的差额。它决定于太阳辐射能在农田中的分配，直接影响农田中近地面层温度和水分状况的变化。应用热量平衡资料，分析农田的热量状况，可为采取农业技术措施提供依据。
　　19世纪初，日射测定仪器问世，为计算热量平衡提供了必要的测定手段；19世纪中叶首次进行了热量平衡各分量的计算；19世纪末，已对热量平衡测量仪器和理论计算方法进行了系统研究。农田热量平衡特征的研究，现已进入实用阶段。
　　表达式根据能量守恒原理，农田活动层的热量平衡方程为
　　R=SH＋LE＋P＋Q＋Q＋Q式中R为农田活动层的辐射平衡，是决定农田温度变化和蒸发耗热等的能量来源；SH为活动层与大气间的湍流热交换；E为农田的总蒸散（ L为汽化潜热）；P 为同化CO所消耗的热量（为同化单位质量CO消耗的热量，P为单位时间内单位面积上同化CO的量）；Q为叶片与植株茎内部的热交换；Q为叶片累积的热量，Q为土壤与活动层之间的热交换。
　　由于同化CO所消耗的热量，叶片与植株间的热交换和叶片积累的热量三项的值均很小，上式可简化为
　　R＝SH＋LE＋Q
　　对于干燥的表面，如沙漠或十分干旱的地块，活动层蒸散量很小，蒸散消耗的热量也可以忽略不计，则
　　R＝SH＋Q
　　[农田热量平衡示意]
　　变化规律热量平衡各分量的大小和相对分配情况在很大程度上决定着近地面层至活动层的温度状况。白天，辐射平衡为正值（R＞0），地面与空气之间的热通量及土壤中的热通量方向分别由地面向上和向下，因而空气温度和土壤温度也由地面向上和向下递减；夜间，辐射平衡为负值（R＜0），地面和空气之间热通量及土壤中热通量方向都指向地面，因而引起空气温度和土壤温度分别由地面向上和向下递增。
　　热量平衡各分量的数值间保持相对平衡。因而辐射平衡的绝对值越大，其他各分量总和也相应增大。结果使得空气和土壤的增温、冷却迅速，温度垂直变化加大。蒸散耗热越大，则进入土壤和空气中的热量减少，土壤和空气增温缓慢，温度梯度变小；反之，蒸散耗热越少，进入土壤和空气的热量就多，土壤和空气增温强，温度梯度大。地面和空气间的热交换以及土壤中热交换之间是相互影响的。在一定的辐射平衡和蒸散耗热条件下，白天从地面流入土壤中的热量增多，则相应地流入空气中的热量就少，空气增温慢；夜间由土壤流向地面的热量多，由空气向地面补充辐射损失的热量就少，空气冷却也慢。
　　农田热量平衡各分量的年变化与各地气候条件和农田水热状况有关。一般净辐射数值夏季高，冬季低；蒸发数值旱季初期高，末期急剧下降，雨季再增加；湍流交换年变化则与蒸散相反。