Bài giảng Khí tượng nông nghiệp - Bài 4: Chế độ nhiệt của không khí - Nguyễn Thị Bích Yên

2012/9/28 
1 
Chế độ nhiệt của không khí 
• 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 
Định nghĩa và đơn vị đo 
Nhiệt độ – là mức độ nóng hay lạnh của 
một vật chất được đo bằng nhiệt kế. Nhiệt 
độ liên quan đến tốc độ chuyển động trung 
bình hay động năng của các phần tử vật 
chất trong một vật chất. 
Trong khí tượng, đơn vị đo nhiệt độ bao 
gồm độ C, độ F và Kelvins 
Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) 
1. Độ Fahrenheit – chủ yếu được sử dụng 
trong đời sống ở Anh, Mỹ 
 Nhiệt độ sôi ở 212°F 
 Nhiệt độ đóng băng 32°F 
2. Độ Celsius (centigrade) – được sử dụng 
trong đời sống ở hầu hết các nước 
 Nhiệt độ sôi ở 100o C 
 Nhiệt độ đóng băng 0o C 
Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) 
 TC = (TF - 32°F)/(1.8°F/°C) 
Trong đó 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) 
TF của cơ thể là bao nhiêu? 
 TF = (1.8°F/°C)TC + 32°F 
 TF = (1.8°F/°C)37 oC + 32°F = 98°F 
Định nghĩa và đơn vị đo (tiếp) 
3. Kelvin – chủ yếu sử dụng cho tính toán 
trong khí tượng (mô hình, dự báo thời 
tiết). 
 Nhiệt độ sôi ở 373.15 K 
 Nhiệt độ đóng băng 273.15 K 
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
2012/9/28 
2 
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 không 
phải độ Kelvin (°K). 
Chú ý 2: Ở không Kelvin (0 K), các phần tử 
ngừng chuyển động và là nhiệt độ thấp 
nhất có thể (0 tuyệt đối) 
Các loại thước 
đo/đơn vị nhiệt 
độ 
B 
LE 
V 
P 
B 
LE 
V 
P 
Quán trình nóng lên và lạnh đi của không khí 
Quá trình nóng lên và lạnh đi của không 
khí (tiếp) 
• Sự dẫn nhiệt phân tử - Là sự truyền nhiệt từ 
những phân tử có nhiệt độ cao sang những phân 
tử có nhiệt độ thấp 
 Qv = -dt/dz 
• Trao đổi nhiệt bằng quá trình đối lưu: làm tăng 
nhiệt độ không khí 
• Trao đổi nhiệt bằng quá trình loạn lưu 
Quá trình nóng lên và lạnh đi của 
không khí (tiếp) 
• Trao đổi tiềm nhiệt 
 QE = L. mnước 
 L là tiềm nhiệt (600 cal g-1) cho quá trình bốc hơi 
và ngưng tụ 
 mnước là lượng nước bốc hơi hoặc ngưng tụ 
Quá trình nóng lên và lạnh đi của 
không khí (tiếp) 
Hơi 
Lỏng Rắn 
Tan chảy 
Tan chảy 
80 cal g-1 
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
2012/9/28 
3 
Quá trình nóng lên và lạnh đi của 
không khí (tiếp) 
Sự nóng lên hay lạnh đi của không khí phụ thuộc 
vào chiều hướng truyền của các thông lượng 
nhiệt. Như vậy nhiệt độ không khí của một vùng 
phụ thuộc vào các thành thông lượng nhiệt bao 
gồm QB, QV, QP, QE 
• Cách đo nhiệt độ không 
khí 
– Trong lều khí tượng 
(Stevenson screen) 
– Cách mặt đất 1,25 – 2 m 
This is me 
Biến thiên nhiệt độ không khí 
• Biến thiên hàng ngày 
– Thời gian xuất hiện cực trị 
– Biên độ nhiệt độ ngày đêm 
• Vĩ độ địa lý 
• Mùa trong 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 
10
12
14
16
18
20
22
24
0 4 8 12 16 20 24
Thời gian (giờ)
N
h
iệ
t 
đ
ộ
 k
h
ô
n
g
 k
h
í 
(o
C
)
Nhiệt độ không khí tại trạm khí tượng 
trường ĐHNNI (01/01/2001) 
-Trong suốt 
-Xáo trộn 
-Phần lớn bức xạ thuần 
dùng cho trao đổi tiềm nhiệt 
-Nhiệt dung cao 
-Không trong suốt 
-Không xáo trộn 
-Phần lớn bức xạ thuần dùng 
cho trao đổi cảm nhiệt với 
không khí 
-Nhiệt dung nhỏ 
 Càng gần biển, 
chế độ nhiệt của 
không khí càng ôn 
hòa 
Biến thiên nhiệt độ không khí (tiếp) 
• Biến thiên hàng năm 
– Thời gian xuất hiện cực trị 
– Biên độ nhiệt độ năm 
• Vĩ độ địa lý: càng tăng thì t năm càng tăng; chia ra 
làm 4 kiểu biến thiên nhiệt độ năm trên trái đất 
– Kiểu xích đạo 
– Kiểu nhiệt đới 
– Kiểu ôn đới 
– Kiểu cực đới 
– Mặt đệm: tính chất mặt đệm 
– Khoảng cách so với mực nước biển 
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
2012/9/28 
4 
Năng lương BXMT mặt đất nhận được 
theo vĩ độ địa lý 
Biến thiên nhiệt độ năm ở VN năm 2010 
0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
35 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
N
h
iệ
t 
đ
ộ
 (
o
C
) 
Tháng 
Hà Nội 
Huế 
Đà Nẵng 
Nha Trang 
Cà Mau 
Biến thiên nhiệt độ không khí (tiếp) 
• Biến thiên theo chiều thẳng đứng của 
lớp không khí gần mặt đất 
– Ban ngày nhiệt độ giảm dần theo độ cao 
– Ban đêm nhiệt độ tăng dần theo độ cao 
(nghịch nhiệt) 
– Gradient nhiệt độ lớn nhất ở lớp khí quyển 
gần mặt đất và giảm dần theo độ cao 
– Dẫn tới biên độ nhiệt độ ngày đêm giảm 
dần theo độ cao 
Biến thiên nhiệt độ theo độ cao 
Sự biến thiên nhiệt độ hàng 
ngày theo độ cao (trong điều 
kiện lý tưởng) 
Lớp nghịch nhiệt 
Nhiệt độ 
Đ
ộ
 c
a
o
biến thiên nhiệt độ 
Đ
ộ
 c
a
o
Thượng Hải, 1993;  
Đáy của lớp nghịch nhiệt, khói bắt đầu lan tỏa 
Khói mù tại Hà Nội vào giữa tháng 6 – kết 
hợp với gió Lào 
Trước UBND quận Ba 
Đình 
Trước sân vận động Mỹ 
Đình 
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
2012/9/28 
5 
Giới hạn nhiệt độ sinh học 
• Nhiệt độ tối thấp sinh vật học: 
– Là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó cây trồng ngừng sinh trưởng 
– Phụ thuộc vào loại cây trồng (nguồn gốc), điều kiện sống 
• Lúa mì: -6 đến -10oC 
• Bông, đay, mía, thuốc lá: 13-14oC 
• Ngô: nhiệt đới 13oC, ôn đới 10oC 
– Thời kỳ phát dục 
• Mẫn cảm hơn vào thời kỳ ra hoa 
• Lúa: 13oC, nhưng thời kỳ ra hoa 18-20oC 
Slafer and Savin, 
1991 
Giới hạn nhiệt độ sinh học 
• Nhiệt độ tối thích sinh vật học 
• Là khoảng nhiệt độ thuận lợi nhất cho quá trình 
sinh trưởng phát triển của cây 
• Trong khoảng nhiệt độ này, nhiệt độ càng tăng 
quá trình sinh trưởng càng thuận lợi 
• Thông thường, vụ đông nằm trong khoảng 25oC 
và 31oC, vụ mùa 31oC và 37oC 
• Nhiệt độ tối cao sinh vật học 
• Là nhiệt độ cao nhất mà tại đó cây trồng ngừng 
sinh trưởng 
• Vụ đông 31oC – 37oC; vụ mùa 44oC – 50oC 
• Cận nhiệt độ tối thấp và tối cao 
Nhiệt độ (oC) 
S
ố
 n
g
à
y
 p
h
á
t 
tr
iể
n
Nhiệt độ và thời gian phát dục 
(ngày) 
Nhiệt độ (oC) 
T
ố
c
 đ
ộ
 p
h
á
t 
tr
iể
n
 (
1
/s
ố
 n
g
à
y 
p
h
á
t 
d
ụ
c
) 
Tốc độ phát triển (1/số ngày phát 
dục) 
tb tc 
Các chỉ tiêu đánh giá chế độ nhiệt 
của không khí 
• Nhiệt độ trung bình 
• Nhiệt độ tối cao và tối thấp 
• Tổng nhiệt độ trung bình (tích ôn trung bình) 
• Tổng nhiệt độ hoạt động (tích ôn hoạt động) 
• Tổng nhiệt độ hữu hiệu (tích ôn hữu hiệu) 
Nhiệt độ trung bình 
• Nhiệt độ trung bình ngày 
• Nhiệt độ trung bình tháng 
• Nhiệt độ trung bình cho một giai đoạn 
1 
t = 
∑ ti 
n 
n 
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
2012/9/28 
6 
Nhiệt độ tối cao, tối thấp 
• Tối cao và tối thấp tuyệt đối: ngày, một giai đoạn cụ 
thể 
• Tối cao và tối thấp trung bình 
• Đánh giá được mức độ ảnh hưởng tới sản xuất nông 
nghiệp dựa vào giới hạn nhiêt độ sinh vật học 
1 
t max (min) = 
∑ ti (max,min) 
n 
n 
Tổng nhiệt độ trung bình (tích ôn trung 
bình) 
• Đánh giá tiềm năng nhiệt của một vùng 
• Phân vùng khí hậu, bố trí cơ cấu mùa vụ 
1 
∑ ttb = ∑ ti 
n 
Tổng nhiệt độ hoạt động (tích ôn hoạt 
động) 
 Phản ánh nhu cầu tích ôn hoạt động của sinh vật cho một giai đoạn 
sinh trưởng nào đó của cây trồng 
 VD: tích ôn hoạt động cho một số cây ngắn ngày (100-120 ngày) là 
2500 – 2600oC; tích nhiệt hoạt động ở HN (>10oC) là 8500oC với mức 
bảo đảm là 70%. Như vậy có thể trồng 2 vụ lúa + 1 vụ đông trong một 
năm với mức bảo đảm là 70% 
1 
∑ t hđ = ∑(ti > tb) 
n 
ti: nhiệt độ tb ngày lớn hơn tb 
tb: nhiệt độ tối thấp sinh vật học 
Tổng tích ôn hữu hiệu 
• Sum of effective temperature/ degree days 
• Là phần nhiệt độ ổn định nhất đối với mỗi giai đoạn sinh 
trưởng phát triển của cây trồng 
• Chỉ tiêu này có thể được sử dụng để dự báo các thời kỳ vật 
hậu của cây trồng 
1 
∑ t hh = ∑(ti - tb) = 
n 
ti: nhiệt độ tb ngày lớn hơn tb 
tb: nhiệt độ tối thấp sinh vật học (base temperature) 
n: số ngày mà nhiệt độ tb ngày lớn hơn tb 
∑thđ -ntb 
= n(ti – tb) 
• Ý nghĩa 
– Cho biết các thời kỳ vật hậu của cây trồng sẽ xảy ra trong hoàn cảnh thời 
tiết thế nào 
– Từ đó có các giải pháp hợp lý nhằm khắc phục một cách kịp thời 
– Giúp cho việc lập kế hoạch áp dụng các biện pháp chăm bón thích hợp. 
• Phương pháp 
– Nguyên lý: nhịp điệu phát dục của cây trồng phụ thuộc vào nhiệt 
độ/quang chu kỳ 
– Cách xác định một thời kỳ phát dục: 
 D2 = D1 + n 
Trong đó: D2 - ngày xuất hiện thời kỳ phát dục mới cần dự báo; D1- ngày xuất 
hiện thời kỳ phát dục trước so với kỳ phát dục cần dự báo; n- số ngày giữa 
hai thời kỳ phát dục 
Ứng dụng tích ôn hữu hiệu trong dự báo thời kỳ vật 
hậu 
b
hh
tt
t
n




Dự báo thời kỳ vật hậu cho lúa 
• Lúa đông xuân ở ĐBBB và khu 4 cũ (chỉ áp dụng cho 
các nhóm giống có thời gian ST 140 – 160 ngày 
– Ngày lúa đẻ nhánh 
– Ngày lúa mọc dóng, làm đòng 
 DMD = DĐN + 
– Ngày lúa trỗ 
 Dtrổ = DMD + 
DĐN = DBR + 6.15
0.73
t
18.1t
81.0

2.21
0.66
t
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
2012/9/28 
7 
Dự báo các thời kỳ phát dục của lúa mỳ mùa xuân 
Slafer and Savin, 1991 
Gieo đến nảy mầm 
Bắt đầu hình thành bông 
Thụ phấn 
Thời gian sinh trưởng và tổng nhiệt độ hữu 
hiệu http
://b
io
m
e
t.u
c
d
a
v
is
.e
d
u
/A
T
M
1
3
3
/1
6
_
D
e
g
re
e
D
a
y
s
.p
d
f 
Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đối với 
cây trồng 
• Tốc độ phát dục 
• Hiện tượng cảm ứng nhiệt hình thành hoa 
• Cường độ quang hợp và hô hấp của cây 
T
rọ
n
g
 l
ư
ợ
n
g
 c
h
ấ
t 
k
h
ô
 t
ư
ơ
n
g
 đ
ố
i 
Ảnh hưởng 
của nhiệt 
độ đối với 
quang hợp 
và hô hấp 
của cây 
khoai tây 
(Mavi, 
1994) 
Giới hạn nhiệt độ đối với quang hợp (Mavi, 1994) 
Nhu cầu trải qua giai đoạn xuân hóa 
(chilling requirement) 
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
2012/9/28 
8 
Ảnh hưởng của nhiệt độ không 
khí/nước đối với vật nuôi và nuôi trồng 
thủy sản 
• Đối với gia súc, gia cầm 
• Đối với nuôi trồng thủy sản 
 Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/