关于小气候介绍

[拼音]：xiaoqihou

[外文]：microclimate

贴地气层和土壤内植物根系的分布层的气候，也包括植物覆盖层和室内的气候。研究小气候的特征、形成和应用的学科，称为小气候学。各种不同性质的小气候，是由下垫面的物理特性（如地形、植被、土壤、水体、建筑物等）决定的。如森林小气候、水库小气候、沼泽小气候、农田小气候和城市小气候。即使同是森林，还存在着树种和密度等的差异;同是农田，存在着作物、土壤、耕作措施的差异；同是坡地，存在着坡向和坡度的差异等；这些差异产生着不同的小气候。一般说来，气候特征可用气象要素的多年统计量来表示。对较大范围甚至全球规模的大气候特征，为了最大限度地消除下垫面的影响，常使用在距地面1.5～2米高度或高空等压面上，用全球基本统一的仪器装备、观测方法和观测时间测得的资料来描述。而小气候学则是研究基本上处于下垫面影响下的气候的细微结构。因此要求用感应部件小，灵敏度高的专门仪器进行探测，以便尽量避免仪器对小气候环境的影响。同时还需加大站点密度和增加观测次数，以显示局部范围的小气候特征。由于下垫面的物理特性具有一定的稳定性，故在有些情况下，可借助大比例尺的土壤图、植被图、地形图和地貌图，根据已从试验得知的小气候规律性，绘制小气候分布图。

大气和下垫面之间热量和水分的交换，最先是在近地面1～2米的薄层，即小气候的环境内进行的。小气候具有以下显著的特征：

（1）铅直梯度大。越接近下垫面，梯度越大。平均而言，2米以下的铅直温度梯度比2米以上大2～3个量级；湿度和风速的垂直梯度也具有类似的特征。在风速大和湍流交换强时，铅直梯度迅速减小。

（2）日变化剧烈。越接近下垫面，变化越剧烈。如地表温度日变化可达40°C左右，而在 2米处日变化只有10°C左右。在阴天及潮湿地区，日变化比较和缓。

（3）变化快，具有脉动性。无论温度、湿度或风速，都变化很快。如在中纬度地区，离地面5厘米处，中午时几秒钟之内气温脉动可达1～2°C；在个别情况下，距离只有几米的两处，风速相差可达5～10米/秒。

在太阳辐射相同的条件下，各种下垫面直接影响着近地面层辐射能的收支、热量和水分的交换，从而制约着周围的温度、湿度等气象要素。形成小气候的基本物理过程有三个方面：

（1）下垫面辐射能量的收支。此过程除了受天文因子、大气透明度（见大气消光）和云量的影响外，还受下垫面的反射率和有效辐射（见辐射差额）的影响。后两者因下垫面特性不同而具有显著的差异。晴天午间，中纬度地区的地表温度可比百叶箱中（离地1.5～2米高度）的气温高出30°C以上。黑土和上面撒有白粉的土地相比较，地表温差可达14°C。

（2）下垫面能量的分配和转化。湿润的下垫面，净辐射大部分用于土壤和植物体等的水分蒸发，但在干燥地区，则主要用于加热大气和表层土壤，并向地下深层传输。另有一小部分能量(一般不到 2％)用于植物的光合作用。所以，能量的分配主要决定于水分状况和地球表面物质的热性质。而水分的多寡，除大气降水外，在很大程度上决定于下垫面的特征，例如沙土、壤土和沥青路面的水分蒸发情况就相差很大。

（3）大气湍流。在大气边界层中，水分、热量和动量等的输送过程，主要由湍流交换完成，其强弱除受风速和大气静力稳定度等因子影响外，还受地面粗糙度和附近障碍物的影响。以上三个过程是彼此联系和相互制约的。例如农田四周的护田林带，能明显减弱湍流交换，从而降低农田的蒸发，因此，有林带的农田土壤水分比无林带农田多，而土壤水分的增加，又将降低农田的反射率，从而影响太阳辐射能的收支。

在尚无切实可行的办法有效地改造大气候时，只要改变下垫面的特性和结构，就可以改变小气候，进而利用小气候以达到改造自然和趋利避害的目的。因此，在城市的规划、工业区的配置、公园和疗养地的建设，高大建筑物、大型水库和输电线路的设计时，都必须考虑对小气候的影响。

参考文章

• 母猪舍的小气候条件猪
• 蛋鸡育雏舍小气候及其控制鸡