農業氣象學(第2版)（簡體書）

《農業氣象學》作為高等農林院校重要的專業基礎課之一，在農學、種子、林學、園藝、園林、植物保護和資源與環境等農學門類各專業課程與大氣之間環境起著非常關鍵的知識紐帶和應用橋梁作用，編寫高等學校“十三五”規劃教材《農業氣象學》，就是為了落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》(2010―2020年)，以滿足《普通高等學校本科專業目錄》(修訂二稿)的專業設置需求。

本教材是各編寫單位多年農業氣象學教學研究成果的結晶，在編寫過程中，力求將氣象學理論與農學門類各專業物件有機結合，注重最新研究成果的吸收，在總結現有同類教材編排優點的基礎上，按照農業氣象學的教學規律，考慮各校教學計劃學時和學期的安排，合理設置章節，各章後配有思考題，同時把主要氣象要素、氣候資料的觀測分析方法作為實驗部分，以滿足學生自學的需要，新增加的第12章也將有助於農業生產實踐及課程實習。

本版教材修訂人員及分工如下：前言和緒論由王世華、劉文霞編寫；第1章由張艷慧、李聰編寫；第2章由楊宏斌編寫；第3章由崔日鮮、劉振威編寫；第4章由吳姍薇、王世華編寫；第5章由任中興、吳姍薇編寫；第6、7、10章由張均編寫；第8章由王世華編寫；第9章由吳姍薇編寫；第11章由崔日鮮、李學來編寫；第12章由楊林菲、孫麗編寫。全書由王世華統稿，李有審定，苗蕾、楊小燕、劉晨洲、劉秀英四位對全書的圖片、參考文獻、體例格式等進行統稿工作。

本版教材是在第1版的基礎上修改、提升而來，在此，我們對第1版所有編寫人員表示衷心的感謝!盡管所有參編人員竭盡全力，書中難免會有不足之處，敬請讀者不吝指正！

編者 2020年3月

緒論1
0．1氣象學1
0．2氣象學的分支1
0．3農業氣象學2
0．3．1概念2
0．3．2基本任務2
0．3．3研究方法2

第1章大氣4
1．1大氣的組成4
1．1．1幹潔大氣4
1．1．2水汽6
1．1．3氣溶膠粒子6
1．2大氣的垂直結構7
1．2．1對流層8
1．2．2平流層9
1．2．3中間層9
1．2．4熱成層9
1．2．5散逸層10
1．3大氣污染10
1．3．1硫氧化物11
1．3．2氟化物11
1．3．3酸雨11
1．3．4氟氯烴類化合物11
思考題12

第2章輻射13
2．1輻射的基本知識13
2．1．1輻射的概念13
2．1．2物體對輻射的吸收、反射和透射14
2．1．3輻射的基本定律14
2．2日地關係及季節的形成16
2．2．1日地關係16
2．2．2太陽在天空中的位置17
2．2．3晝夜形成與日長變化18
2．2．4季節的形成與冷暖變化21
2．3太陽輻射21
2．3．1大氣上界的太陽輻射21
2．3．2太陽輻射在大氣中的減弱21
2．3．3影響太陽輻射在大氣中減弱的因素25
2．4到達地面的太陽輻射26
2．4．1太陽直接輻射26
2．4．2太陽散射輻射27
2．4．3太陽總輻射28
2．4．4太陽輻射總量28
2．4．5下墊面對太陽輻射的反射29
2．5地面輻射、大氣輻射和地面有效輻射31
2．5．1地面輻射31
2．5．2大氣輻射和大氣逆輻射31
2．5．3地面有效輻射32
2．6地面凈輻射33
2．6．1地面凈輻射的方程33
2．6．2地面凈輻射的日變化34
2．6．3地面凈輻射的年變化34
2．7太陽輻射與農業生產34
2．7．1太陽輻射光譜對植物的影響34
2．7．2輻射強度與植物生長發育35
2．7．3光照時間與植物生長發育38
思考題39

第3章溫度41
3．1熱量交換方式41
3．1．1輻射熱交換41
3．1．2分子傳導熱交換41
3．1．3流體流動熱交換41
3．1．4潛熱交換42
3．2土壤溫度42
3．2．1地面熱量收支平衡42
3．2．2土壤熱特性43
3．2．3土壤溫度隨時間的變化45
3．2．4土壤溫度的垂直分布48
3．2．5土壤的凍結和解凍48
3．3水體溫度49
3．3．1影響水體溫度變化的因素49
3．3．2水面溫度的日變化和年變化50
3．4空氣溫度50
3．4．1空氣溫度隨時間的變化50
3．4．2氣溫的垂直分布52
3．4．3空氣的絕熱變化和大氣穩定度54
3．4．4溫度與農業生產57
思考題62

第4章水分63
4．1空氣濕度63
4．1．1空氣濕度的表示方法63
4．1．2空氣濕度的變化66
4．2蒸發和蒸騰68
4．2．1水面蒸發68
4．2．2土壤蒸發69
4．2．3植物蒸騰69
4．2．4農田蒸散70
4．3水汽凝結71
4．3．1水汽凝結的條件71
4．3．2水汽凝結物72
4．4降水75
4．4．1降水的成因76
4．4．2降水的種類76
4．4．3降水的表示方法77
4．4．4人工降水78
4．5水分循環和水分平衡78
4．5．1外循環79
4．5．2內循環79
4．5．3農田水分平衡80
4．6水分與農業生產80
4．6．1降水量與作物80
4．6．2空氣濕度與作物81
4．6．3土壤濕度與作物81
4．6．4作物水分臨界期和關鍵期81
4．6．5作物需水量82
4．6．6水分利用率及其提高途徑82
思考題83

第5章氣壓與空氣運動84
5．1氣壓84
5．1．1氣壓及其單位84
5．1．2氣壓隨高度的變化84
5．1．3氣壓場的表示方法86
5．2風的形成89
5．2．1風的概念89
5．2．2作用於空氣的力90
5．2．3自由大氣中的風92
5．2．4摩擦層中的風93
5．3大氣環流94
5．3．1太陽輻射和單圈環流94
5．3．2地球自轉和三圈環流95
5．3．3海陸熱力差異和大氣活動中心96
5．3．4季風和地方性風97
5．4近地面層空氣的湍流運動100
5．4．1湍流的概念及成因100
5．4．2湍流交換過程100
5．5風與農業生產101
5．5．1風對農業生產的有利影響101
5．5．2風對農業生產的不利影響102
思考題103

第6章天氣104
6．1氣團和鋒106
6．1．1氣團106
6．1．2鋒109
6．2氣旋和反氣旋112
6．2．1氣旋112
6．2．2反氣旋114
6．3高空槽（脊）、切變線及其天氣117
6．3．1高空槽（脊）及其天氣117
6．3．2切變線及其天氣117
6．4天氣預報簡介118
6．4．1天氣圖預報法119
6．4．2數值預報法119
6．4．3概率統計預報法120
6．4．4衛星云圖預報法120
思考題123

第7章災害性天氣與農業氣象災害125
7．1寒潮125
7．1．1寒潮的概念125
7．1．2寒潮的源地及路徑125
7．1．3寒潮天氣126
7．2霜凍126
7．2．1霜凍的概念126
7．2．2霜凍的分類127
7．2．3霜凍對作物的危害127
7．2．4防霜凍措施128
7．3冷害129
7．3．1冷害的概念129
7．3．2冷害的分類129
7．3．3冷害的防御措施130
7．4凍害130
7．4．1凍害的概念130
7．4．2凍害的分類130
7．4．3凍害的防御措施130
7．5幹旱131
7．5．1幹旱的概念及指標131
7．5．2幹旱分布特征131
7．5．3旱災的防御措施132
7．6梅雨132
7．6．1梅雨天氣特征132
7．6．2梅雨的形成和結束132
7．6．3梅雨天氣和農業生產133
7．7幹熱風133
7．7．1幹熱風天氣特點與形成133
7．7．2幹熱風天氣危害的指標134
7．7．3幹熱風分類及分布134
7．7．4幹熱風天氣對小麥的危害134
7．7．5小麥幹熱風防御措施135
7．8冰雹135
7．8．1冰雹的發生及分布135
7．8．2冰雹的形成條件和過程135
7．8．3冰雹災害的防治對策136
7．9臺風137
7．9．1臺風源地、標準及其命名137
7．9．2臺風移動路徑137
7．9．3臺風的結構和天氣特征138
7．9．4臺風的活動規律139
7．9．5臺風災害的防御139
7．10龍卷風和沙塵暴139
7．10．1龍卷風139
7．10．2沙塵暴140
思考題141

第8章氣候與農業氣候142
8．1氣候形成的因素143
8．1．1太陽輻射因素143
8．1．2大氣環流因素144
8．1．3下墊面因素145
8．1．4人類活動147
8．2氣候帶和氣候型149
8．2．1氣候帶149
8．2．2氣候型152
8．3氣候變化154
8．3．1氣候變化歷程154
8．3．2氣候變化的原因157
8．3．3氣候異常158
8．4中國氣候161
8．4．1中國氣候的基本特征162
8．4．2氣候資源分布167
8．4．3中國的節氣和季節173
8．5農業氣候資源174
8．5．1農業氣候資源的基本概念和特征174
8．5．2農業氣候資源分析175
8．5．3氣候生產潛力分析176
8．5．4中國農業氣候資源和生產潛力的分布178
8．5．5農業氣候資源的合理利用179
思考題181

第9章農業小氣候基礎182
9．1小氣候形成的理論基礎182
9．1．1小氣候形成因素182
9．1．2活動面與活動層182
9．2農田小氣候183
9．2．1農田小氣候一般特征183
9．2．2農業技術措施的小氣候效應188
9．3森林小氣候193
9．3．1輻射193
9．3．2溫度195
9．3．3空氣濕度197
9．3．4降水197
9．3．5風198
9．4果園小氣候198
9．4．1光照198
9．4．2溫度199
9．4．3濕度199
9．4．4風200
9．5保護地小氣候200
9．5．1地膜覆蓋小氣候201
9．5．2防護林小氣候202
9．6溫室小氣候204
9．6．1溫室小氣候的形成204
9．6．2溫室內的小氣候狀況205
9．6．3溫室小氣候的控制和調節206
9．6．4塑料大棚小氣候207
9．7農業地形小氣候208
9．7．1坡地小氣候208
9．7．2谷底小氣候210
思考題212

第10章氣象與農業氣象觀測方法213
10．1觀測場地213
10．1．1地面氣象觀測站213
10．1．2農業氣象觀測站216
10．2空氣溫度和土壤溫度的觀測218
10．2．1各種液體溫度表218
10．2．2溫度計219
10．2．3鉑電阻溫度傳感器219
10．2．4觀測方法220
10．3空氣濕度的觀測221
10．3．1幹濕球溫度表221
10．3．2通風幹濕表221
10．3．3毛發濕度表222
10．3．4毛發濕度計223
10．3．5濕敏電容濕度傳感器223
10．4《濕度查算表》的使用方法223
10．4．1《濕度查算表》的結構223
10．4．2查算方法223
10．5降水的觀測224
10．5．1雨量器224
10．5．2翻斗式雨量計225
10．5．3虹吸式雨量計226
10．5．4雙閥容柵式雨量傳感器226
10．6蒸發的觀測227
10．6．1小型蒸發器的結構227
10．6．2蒸發器的使用與維護227
思考題228

第11章氣候資料的統計分析229
11．1界限溫度起止日期及持續日數的求算229
11．2積溫的求算231
11．2．1累計法231
11．2．2直方圖法232
11．3氣象要素保證率的求算233
11．4氣候要素變率的求算235
思考題236

第12章農業氣象災害和病蟲害的觀測和調查237
12．1主要農業氣象災害觀測237
12．1．1觀測的範圍和重點237
12．1．2觀測的時間和地點238
12．1．3觀測和記載項目238
12．1．4受害期238
12．1．5天氣氣候情況238
12．1．6受害癥狀238
12．1．7受害程度240
12．1．8災前、災後采取的主要措施240
12．1．9預計對產量的影響240
12．1．10地段代表災害類型241
12．1．11地段所在區、鄉和全縣（乃至更大範圍內）受災面積和比例241
12．2主要病蟲害觀測241
12．2．1觀測範圍和重點241
12．2．2觀測時間241
12．2．3觀測地點241
12．2．4觀測項目和記載方法241
12．3農業氣象災害和病蟲害調查241
12．3．1調查項目242
12．3．2調查方法242
思考題242

參考文獻243