农业气象学第五章CO2、风与农业生产
《农业气象学》大纲
农业气象学（2664）自学考试大纲一、本课程的性质与设置目的（一）本课程的性质与特点农业气象学是研究农业生物和农业生产与气象条件的相互关系及其相互作用规律的一门科学，是重要的农业基础科学之一。
其特点是理论基础坚实、实践性很强，与农业生物和农业生产的关系十分密切，应用十分广泛。
（二）本课程在专业中的地位、任务与作用本课程是农业院校多个专业必修的一门承前启后的专业基础课，学习农业气象学，是研究和分析农业生物的生长发育过程与环境因素关系、农业生产与自然条件关系的必不可少的基础，是学习各门专业课程在理论知识和实践技能方面的必要准备。
（三）本课程的基本要求通过自学，使学生系统地学习农业气象学的基础知识和基本原理，较全面地掌握光、温、水、气、风等农业气象要素的意义、特征、变化规律及与农业生物的关系；初步弄清天气与农业天气、气候与农业气候的基本知识，掌握小气候与农业小气候的形成、变化规律及调节原理，学会基本的农业气象要素和小气候的观测原理、方法及气象资料的分析整理方法，明确气象条件在农业生态环境中的重要性，为学习后续课程和以后分析农业生物与气象条件的关系，解决农业生产中的气象问题，充分合理地利用农业气候资源，调节和改善农业气象环境条件等方面打下坚实的农业气象学基础。
（四）本课程与相关课程的联系大气是农业生物最重要的生态环境条件之一，农业生物的各种生命生命活动与与气象条件有着直接和间接的关系。
研究大气与农业生物之间的关系，是研究生物生态生理过程、制定合理的栽培技术措施的基础。
因此，农业气象学是学习农业生态学、植物生理学、造林学、林木种苗培育等课程的基础和前导课程。
学习本课程，要求学生具有一定的地理、数学、物理方面的基本知识。
本课程的学习重点是：光、温、水、气、风等农业气象要素的变化规律及与农业生物的关系；对农业生产有重要影响的天气系统和天气过程的变化规律；气候的形成因素；中国农业气候的特征和气候要素的时空分布规律；小气候与农业小气候的形成、变化规律及调节原理。
石河子大学《农业气象学》复习资料
石河子大学《农业气象学》复习资料农业气象学复习资料绪论&第一章地球大气一、概念气象学：研究大气中所发生的物理现象和物理过程的学科称为气象学。
气象要素：描述大气物理现象和物理过程的物理量。
二、范围气象学范围广泛。
如普通气象学，天气学，气候学，气象仪器学，应用气象学等。
应用气象学——农业气象学、林业气象学、建筑气象学、医疗气象学、航空气象学、军事气象学等。
农业气象学——研究对农业生产有意义的气象条件的一门学科。
三、任务1、研究农业气象条件形成和变化的规律。
2、研究农作物在各个发育时期对农业气象条件的要求，确定农作物生长发育的农业气象指标。
3、根据农作物的农业气象指标鉴定当地气候条件对他们生长发育和产量的影响，并进一步研究充分利用有利气候条件，克服不利气候条件的途径。
四、研究对象大气：围绕着地球周围的深厚的空气层。
1.大气成分①干洁空气：大气中除去水汽和杂质的整个混合体。
②水汽:集中在2-3km以下的底层空气层。
③固体杂质和液体微粒。
2.大气分层分层依据：大气温度的垂直分布，空气的扰动程度，电离现象等不同性质。
将大气在垂直方向上分为五层。
（1）对流层：①平均高度11km。
②温度随高度上升而下降。
平均0.65℃/100m。
③几乎全部的水汽。
大气质量的3/4集中在这一层，且温、湿度在水平方向上分布不均匀。
④对流旺盛，天气变化最剧烈。
（2）平流层：①从对流层顶到55km左右之间。
②底部温度随高度升高几乎不变，至大约30km以上，温度随高度上升的很快。
③几乎没有水汽，灰尘。
空气水平运动为主，有利于飞行。
（3）中间层：①高度自55km－>85km左右。
②底部温度高，随高度升高，温度迅速下降。
③由于下暖上冷，有强烈的对流运动。
（4）热成层：①85km－>800km。
②气温随高度增高而迅速增高。
③空气处于电离状态，具有很强的导电性能。
（5）散逸层：①800km以上。
②温度高，空气密度很小，地心引力很小。
(农业气象学原理)第五章二氧化碳、风与农业生产
5～10lx光强时，植物的CO2饱和点一般为
800～1800μ L/L。
b、CO2补偿点
植物光合作用所消耗的CO2与呼吸作用释放的 CO2达到平衡时，环境中的CO2浓度称为补偿点。 ● CO2补偿点时的光合速率等于零。 ● CO2补偿点是了解和衡量作物光合作用与呼
吸作用两者关系的一0～10μ L/L；
小麦等C3植物的CO2补偿点为40～100μ L/L。
● CO2补偿点还与作物发育和环境条件有关。
（3）影响作物同化CO2速率的因子
a、种间差异 C4植物同化CO2的速率比C3植物要大的多。据 测定，在适宜的环境条件和同样的光强、 CO2浓 度下，C4植物的产量比C3植物高出近一倍。 b、光强的影响 光强、CO2浓度与光合作用之间关系：
至1991年全球大气中的CO2浓度已达355μ L/L。
多数学者认为到2025年 ，大气中CO2浓度可达380
～470μ L/L，全球将因温室效应增温1.5～4.5℃。
2、碳素循环
（1）大气中的源和汇
a、大气中的CO2的源
● 海洋。它是人类活动影响前大气中CO2最重 要的一个源。全球由海洋到大气的CO2平均净通量约 为 4.151*1014 g(C)/a。 ● 地幔（土壤）。它是大气中CO2的另一个重 要的源，每年约有0.273*1014g(C)的CO2由地幔直接 进入大气。
第五章 二氧化碳、风与农业生产
§1 二氧化碳对植物的影响 §2 农田二氧化碳状况及其调控 §3 风对农业生产的影响及调控
本章重点与难点
本章重点：
二氧化碳饱和点与补偿点等基本概念，
碳循环、二氧化碳与光合作用、二氧化碳
增加对农业生产的影响、群体二氧化碳通
量及浓度变化规律等分析，二氧化碳调控 技术。 本章难点： 农田二氧化碳变化规律分析。
农业气象学知识点提纲
第一章绪论1.影响农业生产的外界自然条件：土壤、气候、地形地势。
（土壤性质、PH值、土壤肥力；光热水气；海拔、坡向坡度、小地形、水体）2.农业气象学的定义农业气象学是研究农业生产与气象条件的相互关系及其规律的科学。
它是根据农业生产需要，应用农学和气象科学技术来不断揭示和解决农业生产中的农业气象问题，以谋求合理地利用气候资源，战胜不利气象因素，促进农业发展的实用性科学。
3.农业气象学的研究对象农业气象学的研究对象是生物有机体与气象条件两者相互作用的规律及其影响。
一方面要研究农业生产对气象条件的要求和气象条件对农业生产的影响；另一方面也要研究农业生产对气象条件的影响。
4.农业气象学的主要内容1、农业气象基本方法与理论研究2、农业气候资源分析及其合理开发利用研究与服务3、农业气象情报、预报方法研究与服务4、农业气象灾害规律及防御措施研究与服务5、农业微气象学研究与服务5.“土壤—植物—大气”系统（SPAS）从农业气象学科考虑，作物及其生产过程是一个作用系统，即“土壤-植物-大气”系统，或可称之为“农业气象系统”。
（农业气象系统的垂直尺度并不大。
系统的上边界距离地面最高不过20～30米左右，下边界深入土壤中在30～50厘米以至几米上下。
）第二章太阳辐射与农业生产1.太阳辐射的生物学意义：太阳辐射是地球上生物有机体的主要能量源泉；太阳辐射是大气运动和产生各种天气气候现象的主要能量源泉。
2.太阳辐射影响植物的主要方式：光合效应，热效应，光的形态效应3.叶片对太阳辐射的反射、透射和吸收能力：反射率R、透射率T和吸收率A之间关系：R + T + A = 14.群体透光率、削光系数及门司―佐伯公式：I = I0 exp（-kF）；k =（-ln(I/I0))/FI/I0即透光率。
k值是一个无量纲数，它描述了叶片的遮阴程度，当上层叶面积大时，k值就大，光强衰减就明显。
5.光周期现象以及据此对植物的分类白天光照和夜晚黑暗的交替及其持续时间对植物的开花有很大的影响，这种现象称为光周期现象。
农业气象学原理——风
农业气象学原理之风对农业生产的影响及防治风是一种自然现象。
风能调节农田环境条件，影响近地层热量交换、水分循环和空气中的二氧化碳、氧气等输送过程。
风还是传播植物花粉、种子的媒体，帮助植物授粉和繁殖。
但风对农业生产也会产生消极作用，如大风常造成风害，使植株叶片机械擦伤、作物倒伏、树木断折、落花落果而影响产量。
大风还造成土壤风蚀、沙丘移动，从而毁坏农田。
地方性风的某些特殊性质，也常造成风害，例如由海上吹来含盐分较多的海潮风，高温低湿的焚风和干热风，都严重影响果树的开花、座果和谷类作物的灌浆。
风还能传播病原体，蔓延植物病害。
粘虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟、飞蝗等农业害虫在进行长距离迁飞时也需要一定的高空风气象条件。
可见，因时因地制宜，积极防御风对农业生产的不利影响，必将对整个农业生态系统的平衡和农业生产的稳定和可持续发展具有深远意义。
1 风的生态作用1.1 风对植物外部形态的影响在常有盛行风的地区，如海滨沿岸、山区迎风坡面等，植株因常年受风的影响，在形态上会发生很大变化，主要表现在：（1）植株低矮、树冠过分尖削、呈流线型的外形；（2）叶子比正常叶小，常带有褐色或红色的斑点，尤其在叶片边缘；（3）树干常向盛行风所吹的方向倾斜，较小的枝条成为屈曲状，且整栋植物以同样的状态发生倾斜；（4）小的枝条很短，常有不规则的分枝，彼此互相交错；（5）许多向风的枝条死亡，有时只在背风向看到新枝条和新鲜叶片、向风面只有根部或树干的基部发出的枝条能保持稍好的状态；（6）树干的横剖面中心偏外，即向风面的直径比与风向成直角面的直径要大；在植物体的迎风部位往往可观察到起保护作用的隆起层，树皮慢慢变厚；（7）在寒冷风大的迎风坡面，森林可能衰退而成为密灌丛，且进一步退化为分散的或孤立的垫状个体。
灌木常呈匍匐状，草本植物呈垫状生长型。
它们分枝繁茂，很象密灌丛中的小灌木，原来直立的植物在低洼处或有蔽护物的地方形成铺地状。
1.2 风对植物内部机理的影响风对植物体内部机理最重要的影响是具有强烈的干燥作用。
农业气象学原理
农业气象学原理第一章绪论1生物有机体的生长发育和产量形成生物体的全部生命过程，既存在它内部生命活动的矛盾，又存在它与外界自然环境的矛盾，这些矛盾构成一个辩证的统一整体，生物体的生命活动就是这些矛盾作用下的结果。
生物有机体发展的内因充满着各种矛盾，同化和异化则是基本矛盾，贯穿于生命活动的始终。
生物有机体生长发育的外因也是一个复杂的外部矛盾的总体，既有不同的外界自然因子如土壤、气候、地形地势等与生物有机体的矛盾，又有外界人为因素如农业措施，社会经济条件条件等与其生育的矛盾，外部矛盾是生物体发展的条件，它和内部矛盾一起，影响生物体发展的进程，参与决定生物体发展的性质和方向。
2、农业生产与气象条件在影响农业生产的外界自然环境的诸因子中，气象因子是十分重要的，它是动植物生活所必需的基本因子。
农业生产的一个特点是地域性和季节性都很强，发展农业生产，必须“因时因地制宜”，所谓时，实际是指气象条件，说明气象条件对农业生产的重要意义。
我国农业生产的优良传统之一，就是推行精耕细作技术体系，这也是我国农业生产一个显著特点。
3、农业气象学的定义农业气象学是研究农业生产与气象条件的相互关系及其规律的科学，它是根据农业生产的需要，运用农学和气象科学技术来不断揭示和解决农业生产中的农业气象问题，以谋求合理利用气候资源战胜不利气象因素，促使农业发展的实用性学科。
农业气象学的研究对象不能单指生物体及其生产过程，也不能单指生物体所处的气象环境，而是生物体与气象条件两者相互作用的规律及其影响，一方面研究农业生产对气象条件的要求和反应，气象条件对农业生产的影响；同时，另一方面也研究农业生产对气象条件的影响。
4、农业气象学的主要内容大体可归纳为以下几个方面（一）农业气象基本方法与理论的研究（二）农业小气候研究（三）农业气象灾害规律及防御措施的研究（四）农业气候资源分析及其开发利用研究（五）农业气象情报、预报方法研究与服务（六）因地制宜开展专业气象研究和服务第二章太阳辐射与农业生产1、光是生物体生命活动的能量源泉到达地球上的太阳辐射就其最主要的作用而言是产生光合效应、热效应和光的形态效应。
大学农业气象学知识点汇总
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。
农业气象学：第五章 气压和风
设有如右所示的空气块，由于 P 气压分布的不均匀，沿N方向所
受到的力为：
P • S-（P+△P）S= -△P • S
N
P+△P
S
N+△N
N
单位质量的气块所受到的力
气块所受到的力： P • S－（P+△P）S= －△P • S 单位质量的气块所受到的力:
鞍形气压区(pressure saddle) ：相对的两个高压和 两个低压之间气压场。
鞍形气压场示意图
等压线与气压场的分布型式
2006-11-22 0时地面天气图
2006-11-22 12时海洋实况
3. 气压系统的空间结构
气压系统随高度的变化同温度分布密切相关。 气压随高度的升高而降低。但根据大气静力 学方程，气压降低的快慢与温度的高低有关，温 度愈高，气压随高度的升高而减小愈慢。也就是 说，在暖空气中气压随高度的升高而减小得比在 冷空气中慢。因此气压系统的空间结构往往由于 与温度场的不同配置状况而有差异。
力虽小，但没有其它力与它相平衡，只要 这个力在一段时间内持续发生作用，就能
造成较大的空气水平运动。所以，空气运
动以水平运动为主，水平气压梯度力是产
生风的原动力。
2. 地转偏向力(Coriolis force)
由于地球自转而使地面上的运动物体偏离原运动方 向的力，叫做地转偏向力。
3. 气压随高度的变化主要取决于空气密度，因为g 可视为常数。
4. 根据气体状态方程， 与温度有关，所以 冷（大）气层的气压随高度降得快 暖（小）气层的气压随高度降得慢
静力学方程表示了大气在静力平衡状态下，气压 随高度的变化关系。
农业气象二氧化碳和风共22页PPT资料
总而言之，在某些地区的一些作物上, CO2 浓度上升可提 高作物干物质生产能力, 增强微生物的固氮能力,促进土壤的 有效利用, 对作物产量增加是有利的,但CO2 浓度上升也会 产生杂草繁茂、病虫害加重、农药和肥料效果减弱、干旱激 化、地力耗损等负作用 。所以, CO2 浓度上升对农作物产 量的影响是一个十分复杂的问题, 要想得到科学的结果, 还 需要进行大量的深入研究和探索。
学习参考
4. 大气中CO2 浓度增加对作物产量形成和产量的影响
高素华等(1992) 建立了主要作物农业气象产量预测模型, 根据此模型分析了大气中CO2 浓度倍增时主要作物农业气象产 量的变化, 其结果表明： 我国华北冬小麦为减产趋势, 西北 为增产趋势; 水稻各生产区均为增加趋势; 东北、华北、西 北和西南地区玉米为增加趋势, 长江中下游和华南为减少趋 势。
学习参考
3. CO2 对作物蒸腾及水分利用率的影响
以大豆为试材的实验结果表明：
实测：当CO2浓度倍增后,大豆的蒸腾速率明显下降。
模型预测：大豆蒸腾速率随CO2浓度增加以接近负指数函数形式下降。 CO2浓度为700μmol/mol时比350μmol/mol时下降近30%。
还表明：因随CO2浓度增加,净光合速率增加,蒸腾速率下降,因而水 分利用率随CO2浓度的增加几乎呈线性增长趋势,CO2浓度为 700μmol/mol条件下比300μmol/mol条件下提高近100 %。
当CO2浓度为660μmol/mol时水稻的光合作用速率提高32%。
喻梅等(2019)在大豆上的研究发现, 在正午提高近50%。
（可能是由于豆科植物具有根瘤的协调作用造成的）。
很多实验结果都表明,CO2浓度倍增时,大多数农作物的净 光合速率均有显著提高。
农业气象学试题库及答案
农业气象学试题(有答案)第一章大气一、名词解释题： 1. 干洁大气：除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯洁大气，称为干洁大气。
2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球外表，或垫在空气层之下的界面。
如地外表、海面及其它各种水面、植被外表等。
3. 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： (1)、(2)、氩和(3)。
2. 大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 (4)。
3. 大气中二氧化碳和水汽主要吸收 (5)辐射。
4. 近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上(6)，夏天比冬天 (7) 。
5. (8) 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 (9) 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 (10) 。
8. 大气中对流层之上的一层称为 (11) 层，这一层上部气温随高度增高而(12) 。
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(13) 千米。
答案： (1)氮 (2)氧 (3)二氧化碳 (4)紫外线 (5)长波 (6)低 (7)低(8)水汽 (9)温度 (10)降低 (11)平流 (12)升高 (13)1200三、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。
农业气象学练习题及参考答案
农业气象学练习题及参考答案Written by Peter at 2021 in January第五章气压与风练习题(一)单项选择1、风由东吹向西，则称为_____风。
①东②东南③西④西北2、在北半球，吹地转风时,背风而立，低压在_____ 。
①右边②右前方③左边④左前方3、随着海拔高度增高，气压会______。
①增大②降低③先增后降④先降后增4、一个标准大气压等于_____ 百帕。
①4／3 ②760 ③1000 ④10135、在陆地上，_____气压高。
①春季②夏季③秋季④冬季6、随着海拔高度的增高，_____增大。
①大气质量②大气压力③单位气压高度差④大气柱7、形成风的直接原因是____ 的作用。
①水平地转偏向力②水平气压梯度力③摩擦力④惯性离心力8、水平气压梯度力的方向是由_____ 。
①高压指向低压②低压指向高压③中间指向四周④四周指向中间9、在北半球，水平地转偏向力指向物体运动方向的____ 。
①左前方②右后方③左方④右方10、___ 越大，地转风的风速越大。
①纬度②大气密度③气压梯度④地球自转角速度11、梯度风未考虑_____ 的作用。
①水平气压梯度力②水平地转偏向力③惯性离心力④摩擦力12、在三圈环流中，南、北半球各形成 _____ 个气压带。
①2 ②3 ③4 ④513、由于季风影响．在_____ 季，我国东南沿海地区风从大陆吹向梅洋。
①春②夏③秋④冬(二)多项选择14、我国是着名的季风区，夏季盛行_____。
①东南风②东北风③西南风④西北风⑤东风15、梯度风是自由大气中空气所受_____相平衡时的运动。
①水平气压梯度力②水平地转偏向力③惯性离心力④重力⑤浮力16、_____为自由大气中的风。
①季风②梯度风③海陆风④焚风⑤地转风17、地转风是空气所受_____相平衡时的运动。
①重力②浮力③水平气压梯度力④水平地转偏向力⑤惯性离心力⑥摩擦力18、北半球行星风带包括有_____。
①西北信风带②东北信风带③盛行东风带④盛行西风带⑤极地东风带⑥极地西风带19、_____ 为地方性风。
农业气象学知识点总结
一·名词解释天气：天气是指某地短时间内由各种气象要素综合所决定的大气状况。
气候：气候是指某地长时间的大气物理状况，包括正常年份和特殊年份出现的天气状况。
辐射：自然界中任何物体在绝对零度以上都能以电磁波或粒子的形式向四周放射能量，这种传送能量的方式称为辐射。
光合有效辐射：太阳辐射中对合植物光合作用有效的光谱成分，其光谱为0.38～0.71um太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角，称为太阳高度角。
h=0～90°。
活动积温(Y ):生物某生育期或全生育期活动温度总和。
有效积温(A):生物某生育期或全生育期有效温度的累积。
水汽压（e）：大气中水汽部分产生的压力，单位为hPa。
饱和水汽压（E）：饱和空气中水汽所产生的压力，就称为饱和水汽压，单位为hPa。
饱和水汽压随着温度升高呈指数律增大。
相对湿度(r)：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的百分比，即：r=100%*e/E露点温度(τ或td)：在空气中水汽含量不变、气压一定的条件下，当温度下降到空气中水汽达到饱和时的温度。
单位为℃。
露点温度下的饱和水汽压就是实际水汽压，即 E(td)=e(t) 。
季风：大范围地区盛行的，以一年为周期风向随季节而改变的风称为季风。
通常指冬季风和夏季风。
陆风：由于海陆受热不同所造成的以一天为周期，风向随昼夜交替而改变的风，称为海陆风。
白天吹海风，晚上吹陆风气团：指在水平方向上，温度、湿度和大气稳定度等物理属性比较均匀且垂直方向上变化很小的大块空气。
锋面：冷气团与暖气团之间的交界面称锋面。
锋面与地面的交界线称为锋线，锋线简称为锋。
气旋：中心气压比四周气压低的水平空气涡旋。
在北半球，空气作逆时针旋转；南半球相反。
反气旋：中心气压比四周气压高的水平空气涡旋。
寒潮：入秋以后，自北方向南爆发的强冷空气势如潮涌似的南下，称为寒潮。
霜冻：是一种低温灾害，是植物在0℃以下低温时体内冻结而产生的伤寒。
干燥度：表征气候干燥程度的指数，称干燥指数，又称干燥度。
农业气象学复习资料解读
绪论 第一章名词解释1农业气象学 ： 概念:是研究农业生产与环境气象条件相互关系与作用的科学，是大气科学与农业科学相互交叉渗透形成的一门边缘学科。
2气象要素：表征一定地点和特定时刻天气状况的大气变量或现象。
如温、压、湿、风、降水等。
3温室效率：是指大气吸收地面长波辐射之后，也同时向宇宙和地面发生辐射，对地面起保暖增温作用。
4温度直减率：由于对流层与地面接触，空气从地面或的热量，随着高度的增加，温度逐渐降低，平均值为-0.65℃/100ｍ辨析题1 天气和气候的区别？答：天气是短期的，气候是长期的。
所谓天气，只是短时间的天气现象。
气候是指长时间天气现象延续的一个平均状态，所以时间尺度是完全不一样的。
天气具有易变性，气候具有稳定性。
2大气的组成答：大气组成：现代大气一般是由一些永久的水汽、气体、雾滴冰晶和尘埃等物质混合而成，这种混合物一般分为三类：干洁大气，水汽和气溶胶粒子。
1.干洁大气对人类活动比较大的成分是氮、氧、臭氧和二氧化碳2.大气中的水汽来自江河湖海潮湿物体表面的蒸发，主要集中在低层大气中，水汽密度随高度的增加而迅速减少3气溶胶是有大气中的悬浮状态的土壤、肥料、浓烟、盐等小颗粒，火山和宇宙尘埃、微生物、植物孢子和花粉、小水滴、水晶等。
3大气在垂直方向上的分层，说出对流层的主要特征答：由下到上依次是：对流层，平流层、热层、散逸层、星际空间。
对流层特点１、大气质量的3/4和几乎所有的水汽都集中在该层。
大气中主要的天气现象，云、雨、雾等都形成于该层。
是气象学研究的主要对象。
2、气温随高度升高而降低。
Υ的平均值为0.65℃/100ｍ。
3、空气具有强烈的对流运动和不规则的乱流运动。
4、气象要素水平分布不均匀。
4简述农业气象学的含义答：是研究农业生产与环境气象条件相互关系与作用的科学，是大气科学与农业科学相互交叉渗透形成的一门边缘学科。
研究内容包括农业生产过程与气象条件的关系和变化规律，受气象条件影响和制约的农业问题及其解决途径，农业设施农业生物群体，农业生产技术和措施对周边气象和微气象环境环境的影响及调控途径等。
农业气象基础知识
• （2）积温的求算方法
•
给定上下限温度求算积温的方法比较简单，
即按照积温的定义求算即可。
•
• 没有给定上下限温度求算积温的方法要复杂一 些，关键是要确定上限温度及下限温度。
•
• 在实际工作中常根据多年观测资料、分期播种 资料、地理播种资料或地理分期播种资料采用图 解法、最小二乘法及差值法求出。
• 3. 温度周期性变化对作物的影响
现代农业气象
业务理论与技术基础
湖南气象培训分中心
夏德奇 2012年11月23日
第一讲 农业气象业务基础的一些相关概念 ➢农业生物、农业生产与气象的关系 ➢农业气象学的研究内容、对象
• 农业：通过培育动植物生产食品及工业原 料的产业。农业属于第一产业，研究农业 的科学是农学。
一.农业生物、农业生产与气象的关系
20℃——水稻安全抽穗、开花的指标，热带作物 正常生长。
• （3）温度强度与作物的生长发育
温度强度是通过
光合作用
影响 作物的 生长发育
呼吸作用
• 光合作用和呼吸作用都有它们的三基点温度，
但呼吸作用的最适温度比光合作用的高。
•
作物有机物质的增加（积累），取决于其
光合作用所积累的有机物质和呼吸作用所消耗的
• （2）光周期对植物生长发育的影响 • 光周期主要是对植物开花的诱导效应。 • 光周期对植物营养生长的影响不大。
• （3）光周期学说在农业生产中的应用 • 作物引种。 • 作物育种。 • 防御农业气象灾害，（主要是躲）。 • 延长生育期，提高产量 。
• 2．光照强度对作物的影响
• （1）光强与光合作用
• （1）活动积温与有效积温
• 下限温度（生物学零度）：
《农业气象学》课程笔记
《农业气象学》课程笔记第一章：绪论一、农业气象学研究内容1. 农业气象学概念农业气象学是介于农业科学和气象学之间的边缘学科，它研究气象条件对农业生产的影响，以及农业生产活动对气候的反馈作用。
农业气象学的目标是理解和预测气象条件对作物生长、产量、品质以及农业生态环境的影响，为农业生产提供科学依据。
2. 研究内容详细阐述（1）农业气象条件对作物生长发育、产量和品质的影响- 研究不同气象因子（如温度、降水、光照、风等）对作物种子发芽、植株生长、开花、结果等各个生长发育阶段的影响。
- 分析气象条件对作物产量形成和品质特性的作用机制。
（2）农业气象条件对农业生态环境的影响- 研究气象条件对土壤水分、土壤温度、土壤肥力等土壤环境的影响。
- 探讨气象条件对农业生物多样性、农业病虫害发生与流行的影响。
（3）农业气象灾害的成因、规律及防御措施- 研究干旱、洪涝、霜冻、高温热浪、低温冷害等农业气象灾害的成因和发生规律。
- 提出农业气象灾害的预测、预警和防御措施。
（4）农业气候资源的分析与评价- 分析不同地区的农业气候资源分布特征，如光、热、水等。
- 评价农业气候资源的利用效率和潜力。
（5）农业气象预报与服务- 研究和开发针对农业生产的气象预报技术。
- 提供农业气象信息服务，指导农业生产。
二、农业气象模式发展举例1. 经典农业气象模式（1）瓦德-皮尔逊模型- 介绍模型的原理和主要参数。
- 分析模型在作物生长模拟中的应用。
（2）蒙德-弗洛斯特模型- 阐述模型的构建方法和适用范围。
- 讨论模型在作物产量预测中的作用。
2. 现代农业气象模式（1）作物生长模型- 介绍CERES、APSIM等模型的原理和结构。
- 分析模型在作物生长发育模拟中的应用实例。
（2）农业气象灾害评估模型- 介绍干旱、洪涝等灾害评估模型的方法和步骤。
- 讨论模型在灾害预警和损失评估中的应用。
三、农业气象学研究方法1. 观察法- 描述田间试验和观测的基本方法。
【农业气象学】第五章 气压与风
高空气压场
高空天气形势图（高空天气图、高空图、等压面图） 等压面上的等高线（每隔4位势什米）图 等高线的单位：位势高度 位势米、位势什米
1位势什米＝10位势米 H＝z·g／9.8 H 位势高度（位势米） z 海拔高度（米）, g 重力加速度
气压场的基本型势
练习：
第二节 作用于空气的力
二、水平地转偏向力 A（科里奥利力、科氏力）
Ω
A1
O
A
B
由于地球自转而产生的，从地球表面观测到的，相对于地 球运动物体的速度方向不断偏离其惯性运动方向所归因的力。
公式：A = 2Vωsinj
a.北半球向右偏，南半球向左偏；
b.垂直于空气的运动方向(即风向)；
水平气压
梯度力 地转偏向力
（百帕） c.地转偏向力的大小：A=2Vωsinφ , 1000 ω为地球自转角速度， 对于运动的物体， 1005 在极地φ=90°,A最大，
C
B
P
A
ZBb
ZAa
H
a
b
ZCc
c
等压面 PA＝PB＝PC＝P HA＜HB＜HC 等高面 Ha＝Hb＝Hc＝H
ZAa＜ZBb＜ZCc Pa＜Pb＜Pc
等压面 等高面
❖ 等压面与等高面的关系
海平面气压场
地面天气形势图（地面天气图、地面图、等高面图） 本站气压 气压海订平正面气压 等高面（海拔高度为0）上的等压线（每隔2.5hPa）图
摩擦层 R≠0； 自由大气层 R＝0 （4）摩擦力的单位 ：m/s2
对以上四种力作一个简要总结
1、水平气压梯度力是形成风的原动力，是最基本的力，其它 力是在空气开始运动后才产生和起作用的。
2、由于水平地转偏向力和惯性离心力的方向与空气运动方向 垂直，所以只能改变空气运动方向，不能改变运动速度。 而摩擦力可以改变空气运动速度，不能改变运动方向。
农业气象学复习资料整理
农业气象学复习资料整理农业气象学复习资料绪论气象：大气中时刻进行着各种不同的物理过程，出现各种各样的自然现象，如风、云、雨雪、霜等物理现象，俗称气象。
气象学：是研究地球大气中所发生的各种物理现象和物理过程的本质及其变化规律的科学。
气候：是在一较长时间阶段中大气的统计状态。
一般用气象要素（包括太阳辐射、温度、大气压力、湿度、风、云、降水）的统计量来表示。
气候学：是研究气候形成和变化规律，综合分析、评价各地气候资源及其与人类关系的学科。
天气：在一定地区和一定时间内，由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态。
天气学：是研究天气过程发生发展规律，并运用这些规律预报未来天气的学科。
天气是气候的基础，气候是天气的总和；天气是短时间内的大气过程，而其后是长时间的天气状况，气候具有一定的稳定性。
气象条件对农业生产的影响1、农业生产的各个环节都与天气的好坏有直接的关系；2、各种农作物每个发育阶段都要求一定量的光照时数、热量和水分条件；3、作物对养分的吸收和利用也依赖于气象因子的配合；4、光热水分条件决定地区气候资源，而这些资源又决定了作物在地理上的分布界限，种植制度与耕作方法；5、各种自然灾害都给农业生产造成不同程度的影响和损失；农业气象学：是研究气象与农业生产之间的相互关系，并运用气象科学为农业生产服务，促进农业高产、稳产、优质的科学。
气象学常用研究分法地理播种法；地理移植法或小气候栽种法；分期播种法；地理分期播种法；人工气候实验法；气候分析法；（此外还有卫星遥感和计算分析的一些新方法，如聚类分析；线性规划；模糊数学；系统论；决策论等。
）第一章地球大气干洁大气：大气中除去水汽和杂志后混合气体叫干洁大气。
其成分主要是N、O、Ar，约占干洁大气总容积的99.97%。
还有少量的二氧化碳、臭氧和其他气体。
干洁大气中几种气体在气象学上的作用（1）二氧化碳：具有较强的吸收长波辐射的能力，其含量的增减能影响地面和大气温度的变化。
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有些研究的估算认为，在1850～1950年的100年间， 由于人类活动而进入大气中的碳达1.8*1011t，其中1/3 来自化石燃料燃烧，其余2/3则来源于植被破坏特别是 森林破坏，从而影响了大气碳平衡。
碳
循
环
简
图
土壤圈
大气圈 CO2
呼光 吸合 分固 解定
植 物 燃 烧
生物圈
径流携带
化石燃料燃烧、火山爆发、 岩石风化
水圈
岩石圈
碳循环的主要形式： 碳在自然界中的存在形式： 碳在生物体内的存在形式：
CO2；
CO2和碳酸盐； 含碳有机物；
碳进入生物体的途径： 绿色植物的光合作用；
碳在生物体之间传递途径： 食物链；
1、大气中CO2的来源和去向
（1）大气中CO2的来源
● 海洋。它是人类活动影响前大气中CO2 最重要的一 个源。据估算，全球由海洋到大气的CO2平均净通量约 为 4.151*108 t(C)/a。
● 土壤。它是大气中CO2的另一个重要的源，每年约 0.273*108 t(C)的CO2由土壤直接进入大气。
碳进入大气的途径： ①生物的呼吸作用
②分解者的分解作用
③化石燃料的燃烧
因此，若CO2发生量变，必然会对碳循 环产生重大影响。维护碳循环正常运行的 关键是控制CO2的排放量。
（二）大气中的CO2浓度
在地质历史时期，碳的流通缓慢，而且一直在进行沉积， 在岩石中积存的碳约达1*1016t，在化石燃料中的碳约积存 有1*1013t，这些碳被长期封存地下，从未在短期内大量逸 出。因此，大气中的CO2含量是个恒量，或者说接近恒量， 从而维持了碳循环的相对稳定和平衡。
§1 二氧化碳对植物的影响
主要内容：
● 碳循环简介 ● CO2对植物的影响
一、碳循环简介
（一）碳循环的概念
碳循环是指碳素在地球的各个圈层(大气圈、水圈、生物 圈、土壤圈、岩石圈)之间迁移转化和循环周转的过程。
在漫长的地球历史进程中，碳循环最初只是在大气圈、水 圈和岩石圈中进行，随着生物的出现，有了生物圈和土壤圈， 碳循环便在五个圈层中进行。碳循环的主要途径是：大气中的 CO2被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以 及人类活动干预，又以CO2的形式返回到大气中。
但自从人类出现以来，特别是工业革命以来，一系列与 碳元素有关的经济活动不断加入到碳循环过程中来，其中 最主要的活动是燃烧矿物燃料和砍伐森林，结果打破了碳 循环原有的平衡，使大气中的二氧化碳浓度增加。
工业革命前，大气中的CO2 为280ppm左右。其后不断 增加，增长速度不断加快。
年增长速度： 1840～1900年，0.12ppm； 1900～1960年，0.34ppm； 1960～2000年，1.32ppm。 至2000年，全球大气中的CO2浓度已经达到369ppm。
第五章 CO2、风与农业生产
主要内容
§1 二氧化碳对植物的影响 §2 农田二氧化碳状况及其调控 §3 风对农业生产的影响及调控
本章重点与难点
本章重点：
碳循环、CO2饱和点与补偿点等基本概念 CO2增加对农业生产的影响及CO2调控技术 农田作物群体CO2通量及浓度变化规律分析
本章难点：
农田CO2浓度变化规律分析。
（1）CO2饱和点 在辐射能充分满足的条件下，植物光合速率 不再随CO2浓度增加而增大时的CO2浓度称为CO2 饱和点。 （2）CO2补偿点 植物光合作用所同化的CO2与呼吸作用释放的 CO2达到平衡时，环境中的CO2浓度称为CO2补偿 点。
各种植物的CO2补偿点不同，玉米、高粱、谷子 等C4植物的补偿点一般小于10ppm称低CO2补偿点植 物；小麦、水稻、棉花、大豆等C3植物的补偿点为 40～150ppm，称为高CO2补偿点植物。多数植物的 CO2饱和点为800~1800ppm，现在大气中CO2的浓度 约为370ppm。大大超过补偿点而远离饱和点，CO2 浓度的增加，必定加快光合作用的强度，增加农作
（4）CO2向叶内扩散的数学表达式
在这三种阻力的作用下，表达在光合作用中CO2向叶 内扩散量(Pc)的关系式为：
Pc fc
CO2 (大气) CO2 (叶绿体) ra rs rm
式中，fc为CO2单位换算系数，即将mg/kg换算为g /cm3
CO2 的系数。
2、植物对CO2的利用
二氧化碳是光合作用的原料，对光合速率影 响很大。从上式可知，植物吸收利用CO2的状况， 与周围空气的CO2浓度有关，即浓度越大，CO2 向叶内扩散量就越大。但植物的光合速率与CO2 浓度并非简单的直线关系，下面介绍两个重要 的概念。
back
（2）大气中CO2的去向 ● 生物圈。植物通过光合作用吸收同化大气中的 CO2而形成有机物质，从而使CO2进入生物圈。据估 算，陆地生态系统与大气中CO2交换的净通量为 4.342*108 t(C)/a。 ● 水圈。大气中CO2溶解进入水圈。
CO2+H2O → H2CO3 ● 岩石圈。大气中CO2经过淋溶及化学反应进入岩 石圈。
物的光合产量，从而加快植物生长。
（3）影响植物同化CO2速率的因子 a、种间差异
C4植物同化CO2的速率比C3植物大得多。据 测定，在适宜的环境条件和同样的光强、CO2 浓度下，C4植物的产量要比C3植物高出近一倍。
H2CO3+Ca++ → CaCO3↓+2H+
二、 CO2对植物的影响
（一）植物对CO2的吸收和利用
1、植物吸收CO2的过程 （1）从大气通过湍流和对流交换输送到叶片 附近。这段路程最长，CO2与叶片的距离以m或 cm来计算，该段路程阻力最小。
（2）从叶片周围通过气孔到达叶肉细胞的 表面。距离不到1cm，此段路程是气相扩散， 其阻力的大小首先决定于气孔阻力的大小，此 外CO2分子还要克服叶片内表皮阻力，才能到达 叶肉细胞表面。
（3）从叶肉细胞的表面进入到叶绿体内。 距离最短，在1mm以下，在这段路程中，CO2首 先要克服叶肉阻力，其后CO2分子要穿过液相原 生质，才能到达叶绿体，再进入到叶绿体内层的 光化学反应中心。
所以，CO2在由空气到叶绿体内的物理传递 过程中受到一系列阻力的影响，包括：
● 叶片边界层阻力ra ● 气孔阻力rs ● 叶肉阻力rm