农业气象学第三章

《气象学》课程笔记第一章绪论一、农业气象学的基本概念1. 定义：农业气象学是研究农业与大气环境相互关系的一门学科，它涉及到气象学、农业科学、生态学和环境科学等多个领域。

农业气象学的核心任务是研究大气环境对农业生产、农产品品质及农业生态环境的影响，以及农业生产活动对大气环境的反馈作用。

2. 研究内容：（1）农业气象条件对作物生长发育、产量和品质的影响：研究温度、降水、光照、风等气象因素对作物生长周期的影响，以及如何通过调控这些因素来优化农业生产。

（2）农业气象灾害的成因、规律及防御措施：分析干旱、洪涝、霜冻、高温热浪等气象灾害的成因，探讨其发生规律，并提出相应的防御和减灾措施。

（3）农业生态环境的气象问题：研究农业活动对气候变化的贡献，以及气候变化对农业生态环境的影响。

（4）农业气候资源分析与农业气候区划：评估不同地区的农业气候资源，进行农业气候区划，为农业生产布局提供依据。

（5）农业小气候及其调控技术：研究农田小气候的形成机制，探讨如何通过农业技术措施改善农田小气候，促进作物生长。

二、农业气象学的研究方法1. 观察法：- 实地观测：通过气象站、农田试验站等设施，对农业气象要素进行长期观测。

- 调查研究：对农业生产过程中的气象问题进行调查研究，收集一手资料。

2. 实验法：- 田间试验：在自然条件下，通过设置不同的处理，研究农业气象因素对作物的影响。

- 人工气候室试验：在人工控制的环境下，模拟不同的气象条件，研究作物生长响应。

3. 数值模拟法：- 气象模型：利用气象模型模拟大气环流，预测天气变化。

- 农业模型：结合作物生长模型和气象模型，预测作物产量和品质。

4. 统计分析法：- 相关分析：分析农业气象数据之间的相关性，找出影响作物生长的关键因素。

- 回归分析：建立农业气象要素与作物产量、品质之间的数学模型。

5. 遥感与GIS技术：- 遥感监测：利用遥感图像监测农业气象灾害、作物长势等。

- GIS分析：通过地理信息系统分析农业气象资源的空间分布及变化规律。

农业气象学中的灾害预警与应急响应第一章引言农业是国民经济的重要组成部分之一，农业生产过程中常常受到天气等自然因素的影响。

特别是极端气候事件的频繁发生，给农业生产带来了更大的不确定性。

为了更好地面对突发天气事件，农业气象学也逐渐成为重要的领域之一。

农业气象学中的灾害预警与应急响应也是保障农业生产安全的重要手段之一。

本文将详细探讨农业气象学中的灾害预警与应急响应。

第二章灾害预警2.1 灾害预警基础概念预警是在预测到可能出现危险情况之前，采取告知措施，通知相关人员及组织机构做好应对准备的一种行动，包括气象灾害预警、地质灾害预警、水文灾害预警等多种类型。

灾害预警是指根据一定的预警指标，提前对可能发生的自然灾害进行预警，并及时启动预案，以减少灾害损失。

2.2 农业气象预警系统灾害预警需要具备完备的技术手段和设备，而农业气象预警系统就是其中之一。

农业气象预警系统主要包括气象观测站、卫星遥感、数值模式预报和灾害信息发布平台等组成部分。

气象观测站是灾害预警的重要组成部分，可以监测气象因素的变化，实现实时数据传输。

卫星遥感技术可以实现对灾害来源的监测和预警，避免一些难以人工监测的情况。

数值模式预报则是通过应用数学方法进行模拟预报，减少气象预测误差。

灾害信息发布平台则是可以迅速向政府和农户发布气象灾害预警信息。

2.3 农业气象灾害预警指标农业气象灾害预警指标主要根据农业生产需要和当地气象情况制定。

以我国为例，农业气象灾害按影响因素划分为寒潮、冻害、霜害、干旱、洪涝、风灾等多种类型。

不同区域在灾害预警方面也应进行适当的调整。

例如，以种植水稻为主的地方，需要关注水稻耐寒指数等参数。

第三章应急响应3.1 应急响应基础概念应急响应是一种在突发灾害事件发生时，快速调动应急物资和力量，迅速开展抢险救灾工作的机制，以最大程度的减少灾害损失。

应急响应是灾后工作中重要的一环，涵盖了灾后遗址的处理和应急供应等多个方面，要求各相关部门有更高效、更快捷、更科学、更合理的救援支持。

农业气象学主要知识点绪论1.气象要素：表明大气物理状态，物理现象的各项要素。

主要有：气温，气压，风，湿度，云，降水以及各种天气现象。

2.平行观测：同时观测气象要素和农作物生长发育状况的研究方法。

第一章大气1.大气的主要组成成分大气是由各种气体混合组成的，按其成分可分为干洁空气，水汽和气溶胶粒子3类。

气溶胶是指大气中处于悬浮状的花粉和孢子，盐粒，火山和宇宙尘埃等固体小颗粒及小水滴冰晶等。

2.对流层的主要特点对流层是靠近地表的大气最底层，夏季厚，冬季薄。

厚度占大气层厚度的1%，质量占大气质量的3∕4,是水汽的主要聚集区域。

①气温随高度增加而降低。

气温直减率：每上升100米，气温约平均下降0.65℃。

②空气具有强烈的对流运动。

受热多，气流上升，降水多；受热少，气流下沉，降水少。

③气象要素水平分布不均匀。

受纬度，海陆，地形因素影响。

3.大气CO2浓度变化对作物的影响①环境中的CO2浓度升高将使光合速率加快，积累更多的光合产物。

②CO2浓度升高，减小气孔导度，降低植物蒸腾作用，提高水分利用率。

③CO2浓度升高，C3植物增产百分率高于C4植物。

④植物长期生长在高CO2浓度下，有利于减轻其它环境因子对植物的胁迫作用。

⑤CO2浓度升高，植物体内类胡萝卜素含量提高，能为叶绿素提供保护。

⑥高CO2浓度条件下，植物体内C素含量增加，使C／N比升高，影响作物品质。

⑦CO2浓度升高引起气温升高，导致虫害加剧，影响作物品质。

第二章辐射1.辐射概念：物质以电磁波的形式向外发射能量，这种放射方式成为辐射。

高于绝对零度的物质都能向外放出辐射。

四个特点：①辐射要有温度。

②辐射是一种物质运动。

③辐射具有热效应。

④辐射具有波粒二象性。

2.太阳高度角概念：是太阳光线与地球表面切线所成的夹角。

在0~90度之间变化。

太阳高度角越小，等量的太阳辐射能光束所分散的面积越大，地表单位面积所获得的太阳辐射能就越少。

计算方法：sin h=sinφsinδ+cosφcosδcosωh：太阳高度角；φ：观测点纬度；δ：观测时太阳直射点所在的纬度；δ的绝对值=23.5°sinN; N表示观测日期离春分或秋分中较短的日数。

农业气象学课程简介●课程性质●教学内容和学时分配●考核形式●基本要求及目标●教材及参考书课程性质●是应用气象学的重要组成部分；●是应用气象学专业的主干课程；●是植物营养学科的专业基础课程。

教学内容和学时分配第一章绪论 2 学时第二章太阳辐射与农业生产12 学时第三章热量条件与农业生产12 学时第四章水分条件与农业生产14 学时第五章二氧化碳、风与农业生产 6 学时第六章农业气象模式简介 6 学时总学时：52 学时上课：46 学时实习：6 学时基本要求及目标●掌握农业气象学的基本概念与基本理论；●掌握农业气象学分析、研究的基本方法；●提高分析问题、解决问题的能力。

第一章绪论主要内容§1 农业生产与气象条件§2 农业气象学的定义及其主要内容§3 农业气象学的诞生与发展本章重点●农业与气象的关系●农业气象学的定义●农业气象学的主要内容§1 农业生产与气象条件●影响农业生产的外界自然条件●气象条件对农业生产影响的主要方面●农业生产中应该重视的几个气象问题●“土壤—植物—大气”系统（SPAS）一、影响农业生产的外界自然条件主要包括：土壤：土壤性质（沙、壤、粘）、PH值土壤肥力—有机质、氮、磷、钾气候：光、热、水、气地形地势：海拔、坡度坡向、小地形、水体二、气象条件对农业生产影响的主要方面1、气象条件作为自然资源，直接或间接地为农业生物的生长发育及其产量形成提供必需的能量与物质。

2、农业生物的生命过程既然是在外界自然环境中完成，就不可避免地会受到有利和不利气象条件的影响。

即使今后农业生产技术达到了极高水平，人们还是要根据以至于控制气象条件来安排农业生产。

3、气象条件还会通过其它外界环境条件如土壤、水文和地面覆盖物的作用来影响农业生产。

4、在气象条件中，光、热、水、气诸因子既不能互相代替，又互相制约，综合地影响着农业生产，其不同的组合对农业生产会有不同的影响。

不利的组合将导致减产，有利的组合必使农业增产，而最优的组合才有可能使农业生产高产、优质、高效。

绪论：气象学：专门研究大气中物理现象和物理过程的学科。

农业气象学：是研究农业生产中所有气象问题及其解决途径的一门科学。

第一章：大气的组成：干洁空气+ 水汽+ 固体杂质+ 液体微粒= 大气干洁空气：除掉水汽、固体杂质和液体微粒的混合空气。

水汽：其来源于下垫面，因而越靠近地面水汽含量越多。

固杂：尘埃、尘土、污染粒子等。

液微：主要以云、雾的形式存在于空气中。

包括过冷却水滴、冰晶、云滴，对流层：为云、雾、雨、雪发生的主要层次，是气象学研究的重点层次，但不足大气厚度的1％，平均厚度为十几km。

三大特征：①气温随Z升高而降低，气温直减率γ= -dT/dz；②气象要素水平分布不均匀；③对流运动强。

气象要素：是指表示大气中物理现象的物理量。

如：气压、温度、湿度、风向、风力、云、能、天、降水、日照等。

温度：表示空气冷热程度的物理量。

气压：任一高度的气压就是在这个高度上单位面积所承受的大气柱重量：P=Mg/A=Mg。

大气静力学方程：条件是在铅直方向上大气无运动。

dP= -ρgdz湿度：表示空气潮湿程度或水汽含量多少的物理量。

水汽压e：大气中水汽所具有的压强。

单位同气压，mb、mmHg饱和水汽压E：在一定温度下，单位体积的空气所能容纳的最大水汽压强。

相对湿度f：f=e/E×100﹪，e与E要在同温下的比值才是f。

f反应了空气距离饱和的程度。

饱和差d：d=E – e 在温度相同时，E与e的差值。

d也反应了空气距离饱和的程度：露点温度Td：空气中水汽含量不变，气压一定时，降低温度，使空气饱和，达到饱和时的温度就叫Td。

第二章：辐射：自然界所有物体都以电磁波的形式时刻不停地向外放射能量，这种放射形式称为辐射，放射的能量称为辐射能，又称辐射。

黑体：能全部吸收所有波长的辐射的物体我们称之为黑体：辐射差额（R）：在一定时段内，物体吸收的辐射能量与放出的辐射能量的差值。

R=收入-支出基尔霍夫定律：在一定温度下，任何物体对一定波长的放射能力与吸收率之比为一常数。

农业气象学习题绪论名词解释题：1农业气象学农业气象学：研究农业生产与气象条件相互作用及其规律的一门科学。

气象学2气象学：研究大气中各种现象成因和演变规律及如何利用这些规律为人类服务的科学。

3气象要素气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。

主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。

填空题：1农业气象学是研究与相互作用及其规律的一门科学。

农业生产、气象条件2农业气象学是研究农业生产与气象条件的及其规律的科学。

相互作用（相互关系）3农业气象学是科学与科学交叉、渗透形成的学科。

农业、气象单项选择题：1气象学是研究大气中所发生的物理过程和物理现象的科学，更概括地说研究大气的科学应称为（）。

A、大气物理学B、地球物理学C、物理气象学D、大气科学2农业气象学研究所遵循的平行观测原则是（）。

A、同时同地进行的农业观测B、同时同地进行的农业观测和气象观测C、同时同地进行的气象观测D、同时同地进行的农业气象要素和气象灾害观测多项选择题：1下列要素是农业气象要素的有（）。

A、光照条件B、热量条件C、水分条件D、土壤肥力A、B、C2下列气象要素中，属于农业气象要素的有（）。

A、温度B、空气湿度C、能见度D、降水量A、B、D问答题：1农业气象学的研究对象有哪些？答：农业气象学的研究对象包括：（1）农业生物和生产过程对农业气象条件的要求与反应；（2 分）（2）农业生产对象和农业技术措施对农业气象条件的反馈作用。

（3 分）2农业气象学的主要研究内容有哪些？答：（1）农业气象探测、农业气候资源的开发、利用与保护；（1 分）（2）农业小气候利用与调节；（1 分）（3）农业气象减灾与生态环境建设；（1 分）（4）农业气象信息服务；（1 分）（5）农业气象基础理论研究，应对气候变化的农业对策。

（1 分）填空题：农业气象研究过程中通常要进行农业生物或设施状况和环境气象要素二者的观测。

农业气象学试题（有答案）第一章大气一、名词解释题：2。

下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。

如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。

二、填空题(说明：在有底线的数字处填上适当内容）1。

干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：氮、氧、氩和二氧化碳。

2。

大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线。

3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收长波辐射。

4。

近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上低，夏天比冬天低.5。

水汽是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。

6. 根据大气中温度的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。

7。

在对流层中，温度一般随高度升高而降低。

8。

大气中对流层之上的一层称为平流层，这一层上部气温随高度增高而升高.9。

根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高1200千米。

三、判断题: （说明:正确的打“√”，错误的打“×”)1. 臭氧主要集中在平流层及其以上的大气层中,它可以吸收太阳辐射中的紫外线。

√2。

二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地面空气升温，产生“温室效应"。

×3. 由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。

×4. 地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬,下层多于上层，夏季多于冬季。

√5. 大气在铅直方向上按从下到上的顺序,分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。

×6. 平流层中气温随高度上升而升高，没有强烈的对流运动.√7. 热成层中空气多被离解成离子，因此又称电离层。

√四、问答题：2。

对流层的主要特点是什么？答：对流层是大气中最低的一层，是对生物和人类活动影响最大的气层。

对流层的主要特点有：（1)对流层集中了80％以上的大气质量和几乎全部的水汽，是天气变化最复杂的层次,大气中的云、雾、雨、雪、雷电等天气现象,都集中在这一气层内；（2）在对流层中，气温一般随高度增高而下降，平均每上升100米，气温降低0.65℃,在对流层顶可降至－50℃至－85℃；（3）具有强烈的对流运动和乱流运动,促进了气层内的能量和物质的交换；（4）温度、湿度等气象要素在水平方向的分布很不均匀,这主要是由于太阳辐射随纬度变化和地表性质分布的不均匀性而产生的。

农业气象学第一章地球大气1、大气圈：大气是指包围在地球表面的空气层，整个空气圈层称为大气圈。

2、大气组成：干洁大气、水汽、气溶胶粒子。

3、水汽的作用：（1）在天气、气候中扮演了重要角色；（2）保温效应4、气溶胶粒子的作用：（1）保温；（2）削弱太阳辐射；（3）降低大气透明度5、温室效应：是指大气吸收地面长波辐射之后，也同时向宇宙和地面发射辐射，对地面起保暖增温作用。

6、气象要素：表征大气状态（温度、体积和压强等）和大气性质（风、云、雾、降水等）的物理量成为气象要素。

7、大气垂直结构：对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层。

（1）对流层特点: ①气温随高度升高而降低。

②空气具有强烈对流运动。

③主要天气现象都发生于此。

（天气层）④气象要素水平分布不均匀。

（2）平流层：温度随高度的增加而升高。

（3）中间层：温度随高度增加而降低。

（4）热成层：温度随高度的增加而升高。

（5）散逸层：温度随高度升高变化缓慢或基本不变。

第二章辐射1、辐射：通过辐射传输的能量称为辐射能，也常简称为辐射。

辐射的波粒二相性：波动性，粒子性。

2、辐射的基本度量单位（1）辐射通量：单位时间内通过任意面积上的辐射能量，单位J/s 或W。

（2）辐射通量密度：单位面积上的辐射通量，单位J/(s•㎡)或W/㎡。

（辐射强度：即单位时间内通过单位面积的辐射能量。

）（3）光通量：单位时间通过任意面积上的光能，单位为流明（lm）。

（4）光通量密度：单位面积上的光通量，单位为（lm/㎡）。

亦称为照度，单位勒克斯（lx）。

3、辐射的基本定律：（1）基尔荷夫定律：在一定温度下，物体对某波长的吸收率等于该物体在同温度下对该波长的发射率。

（2）斯蒂芬—玻尔兹曼定律：黑体的总放射能力与它本身的绝对温度的四次方成正比。

说明物体温度愈高，其放射能力愈强。

（3）维恩位移定律：绝对黑体的放射能力最大值对应的波长与其本身的绝对温度成反比。

表明物体的温度愈高，放射能量最大值的波长愈短。