有没有这样的板子# PDA - 掌中宝
t*d
1 楼
搬到北方后我发现种菜会有点小麻烦，就是霜冻问题。有些菜，比如西红柿黄瓜茄子等
夏菜，如果种的太早碰上霜冻，就会前功尽弃；如果种的太晚又会影响收成。有个解决
的办法是先在花盆里育苗，等过了霜期再移栽到菜地里。育苗在车库里即可，苗出来后
，白天搬到室外，晚上如果没霜就可以留在室外，有霜就搬回车库。
问题是怎么知道啥时候下霜呢。天气预报一般预报最低最高温度，但是你如果按照天气
预报的温度来指导种菜，就会犯大错。我就被天气预报害过。按说气温最低温如果高于
摄氏零度，就应该不会有霜冻，因为水结冰要在零度以下么，可是事实上根本不对，我
发现霜冻可以发生在零上好几度的时候。这个问题困惑了我一段时间。这个问题如果不
搞清楚，对于种菜是个大问题。
通过调查研究，我发现天气预报预报的温度是地面附近空气的温度，标准是把温度计放
到百叶箱中测到的空气温度。知道了这个后，我明白了霜冻为何会在气温高于零度的时
候发生。用物理学知识就可以预报霜冻。
坐过飞机的人都知道，飞机飞到高空后机外是非常冷的，不管是冬天还是夏天。为此我
专门买了一个红外温度计，用来测天空的温度。在春末夏初，不管白天还是晚上，测量
到的晴朗天空的温度大约在-21°C。
有了这个条件，就可以用物理学预报霜冻了。
假设地面和地面附近的空气温度一样，是Ta，菜叶子冰点是T0(0°C)，太空温度是Ts(-
21°C)，菜叶子的灰度系数是A(一般在0.8-1)，S是玻尔兹曼常数(5.67e-8)，自然对流
换热系数是h(一般在5-10W/m^2K)。
菜叶子朝天空的那面跟天空做辐射热交换，热损失是AS(T0^4-Ts^4);
菜叶子朝地面的那面跟地面做辐射热交换，热获得是AS(Ta^4-T0^4);
菜叶子跟着周围空气做对流换热，热获得是2h(Ta-T0)。注意这里用2倍是因为菜叶上下
面积合起来是单面的两倍。
根据能量守恒，热损失等于热获得，即AS(T0^4-Ts^4)= AS(Ta^4-T0^4)+ 2h(Ta-T0)
以上温度是用绝对温度（开氏温度）。
从上面的方程可以解出空气温度Ta是多少时有霜冻（即菜叶子温度T0=0°C时）。用下
面的简单迭代法可解：
Ta= [2T0^4 - Ts^4 - (2h/AS)(Ta-T0)] / Ta^3
正常情况下，T0=273K（0°C），Ts=251K （-21°C），A=0.9，h=7.5W/m^2K，可得
Ta=277.0K = 4.0°C = 39.3°F
如果考虑到比较极端的对流很弱的情况，h=5W/m^2K，可得
Ta=278.4K = 5.4°C = 41.8°F
也就是说，如果未来两周内天气预报的最低温度是6°C或者42°F以上，就绝对不会有
霜冻了。这个时候夏菜可安全下地。
夏菜，如果种的太早碰上霜冻，就会前功尽弃；如果种的太晚又会影响收成。有个解决
的办法是先在花盆里育苗，等过了霜期再移栽到菜地里。育苗在车库里即可，苗出来后
，白天搬到室外，晚上如果没霜就可以留在室外，有霜就搬回车库。
问题是怎么知道啥时候下霜呢。天气预报一般预报最低最高温度，但是你如果按照天气
预报的温度来指导种菜，就会犯大错。我就被天气预报害过。按说气温最低温如果高于
摄氏零度，就应该不会有霜冻，因为水结冰要在零度以下么，可是事实上根本不对，我
发现霜冻可以发生在零上好几度的时候。这个问题困惑了我一段时间。这个问题如果不
搞清楚，对于种菜是个大问题。
通过调查研究，我发现天气预报预报的温度是地面附近空气的温度，标准是把温度计放
到百叶箱中测到的空气温度。知道了这个后，我明白了霜冻为何会在气温高于零度的时
候发生。用物理学知识就可以预报霜冻。
坐过飞机的人都知道，飞机飞到高空后机外是非常冷的，不管是冬天还是夏天。为此我
专门买了一个红外温度计，用来测天空的温度。在春末夏初，不管白天还是晚上，测量
到的晴朗天空的温度大约在-21°C。
有了这个条件，就可以用物理学预报霜冻了。
假设地面和地面附近的空气温度一样，是Ta，菜叶子冰点是T0(0°C)，太空温度是Ts(-
21°C)，菜叶子的灰度系数是A(一般在0.8-1)，S是玻尔兹曼常数(5.67e-8)，自然对流
换热系数是h(一般在5-10W/m^2K)。
菜叶子朝天空的那面跟天空做辐射热交换，热损失是AS(T0^4-Ts^4);
菜叶子朝地面的那面跟地面做辐射热交换，热获得是AS(Ta^4-T0^4);
菜叶子跟着周围空气做对流换热，热获得是2h(Ta-T0)。注意这里用2倍是因为菜叶上下
面积合起来是单面的两倍。
根据能量守恒，热损失等于热获得，即AS(T0^4-Ts^4)= AS(Ta^4-T0^4)+ 2h(Ta-T0)
以上温度是用绝对温度（开氏温度）。
从上面的方程可以解出空气温度Ta是多少时有霜冻（即菜叶子温度T0=0°C时）。用下
面的简单迭代法可解：
Ta= [2T0^4 - Ts^4 - (2h/AS)(Ta-T0)] / Ta^3
正常情况下，T0=273K（0°C），Ts=251K （-21°C），A=0.9，h=7.5W/m^2K，可得
Ta=277.0K = 4.0°C = 39.3°F
如果考虑到比较极端的对流很弱的情况，h=5W/m^2K，可得
Ta=278.4K = 5.4°C = 41.8°F
也就是说，如果未来两周内天气预报的最低温度是6°C或者42°F以上，就绝对不会有
霜冻了。这个时候夏菜可安全下地。
