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"metaTitle": "什么是净辐射计？农业中能量平衡和灌溉决策的基础",
"metaDescription": "什么是净辐射计？农业中能量平衡和灌溉决策的基础。净辐射计是一种直接回答“来自太阳的能量有多少真正加热了植物和土壤并使其水分蒸发？”这一问题的测量传感器。",
"metaKeywords": "净辐射计, 农业能量平衡, 灌溉决策, 太阳辐射, 蒸散, 霜冻预警
什么是净辐射计？农业中能量平衡和灌溉决策的基础
净辐射计是一种直接回答“来自太阳的能量有多少真正加热了植物和土壤并使其水分蒸发？”这一问题的测量传感器。它通过测量表面（土壤、植被、水面等）接收和损失的总辐射能来揭示表面的能量平衡。
净辐射计测量什么？
净辐射计共同评估四个基本的辐射分量：
- 入射短波辐射（太阳辐射）
- 反射短波辐射（反照率效应）
- 来自大气的长波辐射
- 来自表面的长波辐射
这些分量的差异表示为：
净辐射 = 入射 − 出射（短波 + 长波）
因此，净辐射计测量表面真正获得或损失的能量。
净辐射计有什么作用？
净辐射计在以下领域具有至关重要的意义：
农业灌溉规划
- 它是植物蒸散（ET）计算的核心输入。
- 用于确定何时以及灌溉多少。
微气候与气候分析
- 解释土壤-大气的能量交换。
- 在霜冻风险、热应激和热岛效应分析中起关键作用。
水分与能量平衡
- 直接影响土壤升温、蒸发和植物蒸腾。
植物胁迫分析
- Rₙ：净辐射 (MJ m⁻² 天⁻¹)
- G：土壤热通量
- Δ：饱和蒸气压斜率
在白天，ET₀的 60-80% 直接与净辐射相关。也就是说，进入植物-土壤系统的净能量决定了水分消耗。
净辐射：
- 加热土壤和植物
- 提供水蒸发所需的能量
净辐射的行为
- Rₙ = 0 → 即使有风速和湿度差异，ET 也会大幅下降
- Rₙ 增加 → 植物水分消耗增加
晴朗灿烂的夏日：
→ Rₙ 高 → ET₀ 高 → 灌溉需求增加
多云 / 短 昼日下：
→ Rₙ 下降 → ET₀ 减少
夜间：
→ Rₙ 通常为负值（表面损失能量）
Rn 如何计算？（根据 FAO-56）
FAO-56 将净辐射分为两部分：
- 短波（太阳）净辐射
Rns = (1- α) Rs
- α (反照率) ≈ 0.23 (参考草地)
- Rₛ → 入射太阳辐射
2. 长波净辐射
Rnl
- 来自大气的热量 + 来自表面散发的热量之差
- 与温度、湿度和云量相关
3. 总净辐射
Rn = Rns – Rnl
什么是总日射计 (Pyranometer)？
总日射计测量到达表面的短波太阳辐射。
它测量的辐射：
- 太阳源短波
- 波长范围：≈ 0,3 – 3 µm (300–3000 nm)
测量什么？
- 全球太阳辐射
- 直接太阳辐射 + 大气散射辐射
什么是长波辐射计 (Pyrgeometer)？
长波辐射计测量从表面和大气发出的长波（热）辐射。
它测量的辐射：
- 热红外（长波）
- 波长范围：≈ 4,5 – 50 µm
测量什么？
- 从大气到达地面的长波辐射
- 表面向太空散发的长波辐射
长波辐射计如何提供霜冻风险信息？
霜冻为何发生？
在农业中，辐射霜冻主要在以下条件下形成：
- 晴朗无云的夜晚
- 风力微弱
- 表面（土壤/植物）向大气损失净热量
这种热量损失的主要途径是：
通过长波辐射（热红外）向太空发射能量。
长波辐射计测量什么？
长波辐射计测量长波辐射：
- L↓（来自大气的长波）
- L↑（表面发射的长波）
夜间的关键差异：
Lnet = L↓ – L↑
- 负值 → 表面向大气流失热量
- 负值增大 → 冷却加速 → 霜冻风险增加
欲了解更多关于农业霜冻的信息，请不要忘记查看我们下方的文章！
晴朗和多云夜晚的区别（关键点）
晴空（霜冻风险高）
- 来自大气的 L↓ 较低
- 表面发射的 L↑ 较高
- 净长波损失大
- 植物温度迅速下降
长波辐射计可以直接测量这一点
多云夜晚（霜冻风险低）
- 云层会反射红外线 (IR)
- L↓ 增加
- 净能量损失减少
长波辐射计显示霜冻风险已经降低。
农业决策机制
得益于长波辐射计：
- 在霜冻发生前发出警报
- 及时启动防霜风扇、弥雾系统、灌溉
- 防止不必要的干预
长波辐射计不是测量霜冻本身，而是通过测量导致霜冻的夜间辐射热损失，提前数小时揭示霜冻风险。
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