农田小气候站人员分享农田作物层中的空气温度，主要决定于作物群体结构内不同茎叶层透入太阳辐射和湍流交换（影响水汽和热量输送）强弱的对比关系。在作物群体密度大的情况下，由于作物群体内辐射被削弱，作物层内白天的空气温度与裸地比较相对较低，夜间则相对较高。如作物密度不大，则在其对湍流的削弱作用大于对辐射的削弱作用情况下，作物层中的温度在夜间就可能相对高些。由于不同作物和不同生育期农田小气候的物理学和生物学基础不一，农田上温度的铅直分布情况有相当的差异。
生长发育初期和后期在初期，作物茎矮叶小，植株覆盖面积少且分布稀疏，白天和夜间空气温度的铅直分布几乎与裸地一样，即白天呈温度由地面向上递减的日射型分布，夜间呈温度随高度增加而相应上升的辐射型分布。到作物成熟的生长发育后期，禾谷类作物茎叶枯黄，阳光透达地面，植株蒸腾减弱，农田空气温度的铅直分布又几乎回复到生长发育初期的状况。水平阔叶作物（如棉花地）的情况有所不同，白天空气温度铅直分布廓线的*高点并不出现在地面，而是在植株顶部的叶面附近，夜间温度廓线的*低点却仍在地面。
生长发育盛期这一时期,作物封行,枝繁叶茂，形成小气候的因子变化频繁，温度铅直分布情况也较为复杂，白天和夜间温度的分布曲线正好相反。在作物茎叶密集层的上部，亦即邻近外活动面之外，白天获得太阳辐射热量较多,而湍流较弱，蒸腾也较小,温度铅直廓线上的*高值就出现在这一部位。到了夜间，农田冷空气既不能停滞在作物顶部，也不会下沉到作物保护下的地面，而是积聚在作物层中某一高度上。这一高度既是作物层上表面下沉的冷空气汇集之处，又是株间空气受作物本身辐射*显着的地方。其温度是铅直廓线上的*低值，其向上、向下的温度都是递增的。白天农田内温度廓线上的*低值大多出现在茎叶密集层内，这是因为这个部位所得到的热量本来就不如上层多，且大量也消耗在作物蒸腾上，用于提高空气温度的热量相对较少。出现*高值和*低值的部位，一般都有位移现象，即随着植株高度和密度两者的增加相应抬升。
温度在水田上的分布情况和旱地有异。这种差别在贴近水面的气层内，表现得*为明显。在水田中，白天铅直分布的特点同旱地一样，也有一个温度铅直分布的*高点处在某高度上。在此高度以上，温度铅直分布趋势同旱地基本相似，也呈日射型分布，但在此高度以下，由于水体蒸发耗热和对太阳辐射的减弱作用，温度呈辐射型分布，类似裸地夜间温度分布情况。夜间，植株上层空气虽然较冷，而贴近水面的空气温度仍较高，温度铅直分布的形式恰与白天相反，即下部呈日射型，上部略呈辐射型。
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