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農業氣象(第2版)(簡體書)
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目次

書摘/試閱

  本書包括理論內容和實訓指導兩大部分。
  理論內容:緒論中主要介紹氣象學、農業氣象學的概念,農業氣象學研究的對象、任務和方法,大氣的組成和結構;第1~4章主要介紹與農業生產關系密切的光、溫、水、氣、風等氣象要素的變化規律以及對農業生產的影響;第5~8章主要介紹天氣系統災害性天氣及其防御、氣候與中國氣候以及農業氣候資源的基本知識;第9、第10章主要介紹農業小氣候、設施農業小氣候特點及調控措施。
實訓指導分兩部分:引言和氣象要素觀測。引言主要介紹氣象觀測的意義、原則、要求以及農業氣象觀測的概念,為進行氣象要素觀測做好準備。氣象要素觀測包括氣象觀測場的建立、儀器的布置、主要氣象要素的觀測方法、農田小氣候觀測以及觀測資料的整理、統計、分析和應用。
  本課程的學習重點:光、溫、水、氣、風等氣象要素的變化規律以及對農業生產的影響;對農業生產有重要影響的天氣系統和天氣過程的變化規律;主要農業氣象災害的發生規律及其防御措施;小氣候與農田小氣候、設施農業小氣候的特點及調控措施。
本課程的難點:光、溫、水、風等氣象要素對農業生產的影響;農業小氣候、設施小氣候的特點及調控措施。
  本書精簡理論知識,注重學生實踐能力的培養,適用于高職高專院校、成人教育、五年制高職農林牧漁類等專業學生用書,也可作為農業生產技術人員、農業推廣管理人員的科普讀物。
  本書選材較寬,主要是考慮我國地域廣闊,各地農業生產情況差異較大,同時專業不同,對本課程教學內容及側重點有所不同,使用時根據具體情況選取學習內容。

《高職高專"十二五"規劃教材:農業氣象(第2版)》精簡理論知識,注重學生實踐能力的培養,適用于高職高專院校、成人教育、五年制高職農林牧漁類等專業學生用書,也可作為農業生產技術人員、農業推廣管理人員的科普讀物。選材較寬,主要是考慮我國地域廣闊,各地農業生產情況差異較大,同時專業不同,對本課程教學內容及側重點有所不同,使用時根據具體情況選取學習內容。
農業氣象是氣象學、農學以及農業生態學的交叉學科,是農林牧漁類專業的專業基礎課,主要研究與農業生產密切相關的氣象條件,并服務于農業生產的應用氣象學科。
本書第一版自2007年6月出版以來,經過在教學和社會相關人士中使用,得到了同行和師生的一致好評和認可,這是對我們的肯定和最大的鼓勵,同時也給我們提出了更高的要求,鞭策我們在原有基礎上再接再厲,繼續努力。
本書根據高職高專的需求,按照工學結合的原則編寫。教材以學生為主體,以培養學生能力為本位,并按照技能型人才培養需要,合理安排課程結構。
為適應我國農業科學事業和高職高專教學發展需要,在第一版《農業氣象》的基礎上作了修改,第二版與第一版比較:部分理論內容作了刪減;部分章節作了整合;理論和生產實踐相結合部分得以加強;復習思考題部分作了調整,更加注重學生綜合能力的培養。相信修改后的《農業氣象》教材,在以后的教學過程中,能夠很好地把理論知識運用到生產實踐中去,更好地為農業生產服務。
為方便教學工作和學生實訓參考,本書涵蓋理論教學內容和實訓指導內容。理論教學內容包括太陽輻射、溫度、大氣水分、氣壓和風、天氣系統、災害性天氣及其防御、氣候與中國氣候、農業氣候資源、農業小氣候、設施農業小氣候;實訓指導內容包括氣象觀測場設置、太陽輻射的測定、地溫和氣溫的觀測、積溫的計算和應用、空氣濕度的觀測、降水和蒸發的觀測、氣壓和風的觀測,農田小氣候觀測。
本書編寫分工如下:緒論由張玉珍編寫,第1~3章、實訓指導(其中第一部分、第二部分實訓一~實訓四)由李亞敏編寫;第4章、第6章、實訓指導(第二部分實訓五)由謝會志編寫;第5章由趙斌濤編寫;第7章、第9章、第10章、實訓指導(第二部分實訓六)由楊鳳書編寫;第8章由張吉海編寫;實訓指導(第二部分實訓七、實訓八)由王秋濤編寫;全書由保定職業技術學院陳瑞修教授審稿。
本書在編寫中借鑒了一些圖書和網絡的優秀資料,在此向相關作者表示感謝。
由于編者水平所限,書中疏漏和不妥之處在所難免,懇請廣大讀者批評指正。

編者2013年5月
緒論1
0.1氣象學與農業氣象學1
0.1.1氣象學基本概念1
0.1.2農業氣象學1
0.1.3中國農業氣象的發展3
0.2大氣概論4
0.2.1大氣的組成4
0.2.2大氣的垂直結構5
復習思考題6
第1章太陽輻射7
1.1晝夜、季節和二十四節氣7
1.1.1晝夜7
1.1.2季節9
1.1.3二十四節氣與農業生產10
1.2太陽輻射11
1.2.1輻射的基本知識11
1.2.2太陽輻射光譜11
1.2.3太陽輻照度12
1.2.4太陽輻射在大氣中的減弱作用13
1.2.5到達地面的太陽輻射14
1.2.6地面對太陽輻射的吸收和反射15
1.2.7光照度16
1.3地面輻射和大氣輻射16
1.3.1地面輻射16
1.3.2大氣輻射16
1.3.3地面有效輻射17
1.3.4地面輻射差額17
1.4太陽輻射與農業生產18
1.4.1光譜成分與植物生長發育18
1.4.2光照度對植物生長發育的影響19
1.4.3光照時間對植物生長發育的影響20
1.4.4提高植物光能利用率的途徑21
復習思考題22
第2章溫度23
2.1土壤溫度23
2.1.1影響土壤溫度的因子23
2.1.2土壤溫度的變化25
2.2空氣溫度28
2.2.1空氣的升溫和降溫28
2.2.2空氣溫度的變化29
2.2.3氣溫的垂直變化31
2.3溫度對農業生產的意義32
2.3.1土壤溫度與農業生產32
2.3.2空氣溫度與農業生產33
2.3.3農業界限溫度35
2.3.4積溫36
復習思考題38
第3章大氣水分39
3.1空氣濕度39
3.1.1空氣濕度的概念和表示方法39
3.1.2空氣濕度的變化41
3.2蒸發與凝結42
3.2.1水分蒸發42
3.2.2水汽凝結44
3.3降水46
3.3.1降水的形成46
3.3.2降水的種類47
3.3.3降水的表示方法48
3.4水分與農業49
3.4.1水分對植物生長發育的影響49
3.4.2空氣濕度對植物生長發育的影響50
3.4.3水分利用率及提高途徑50
復習思考題51
第4章氣壓和風52
4.1氣壓及其變化52
4.1.1氣壓的概念及單位52
4.1.2氣壓的變化52
4.1.3氣壓的水平分布53
4.2風及其變化54
4.2.1風的成因55
4.2.2風的變化56
4.3季風和地方風56
4.3.1季風56
4.3.2地方風57
4.4風與農業59
4.4.1風對農業生產的有利影響59
4.4.2風對農業生產的不利影響59
復習思考題59
第5章天氣系統61
5.1氣團和鋒61
5.1.1氣團61
5.1.2鋒63
5.2氣旋和反氣旋65
5.2.1氣旋65
5.2.2反氣旋67
5.2.3天氣預報69
復習思考題71
第6章災害性天氣及其防御72
6.1低溫災害72
6.1.1寒潮72
6.1.2霜凍74
6.1.3冷害76
6.2旱澇災害78
6.2.1干旱78
6.2.2洪澇81
6.3干熱風82
6.3.1干熱風的概念及指標82
6.3.2干熱風的危害83
6.3.3干熱風的防御83
6.4梅雨84
6.4.1梅雨的概念及特點84
6.4.2梅雨的形成和結束84
6.4.3梅雨天氣和農業生產85
6.5風害85
6.5.1大風85
6.5.2臺風86
6.5.3龍卷風87
6.5.4沙塵暴87
6.6冰雹88
6.6.1冰雹的危害及其形成條件88
6.6.2冰雹的時空分布88
6.6.3冰雹的防御89
復習思考題89
第7章氣候與中國氣候90
7.1氣候的形成90
7.1.1輻射因素90
7.1.2環流因素91
7.1.3下墊面性質91
7.1.4人類活動對氣候的影響92
7.2氣候帶和氣候型93
7.2.1氣候帶93
7.2.2氣候型95
7.3中國氣候特征97
7.3.1季風性顯著97
7.3.2大陸性強98
7.3.3溫差較大98
7.3.4降水分布不勻100
7.4本省(區)氣候特征(內容自擬)101
復習思考題101
第8章農業氣候資源102
8.1農業氣候資源的特征102
8.1.1無限循環性和單位時段的有限性102
8.1.2波動性和相對穩定性102
8.1.3區域差異性和相似性102
8.1.4互相依存性和可調節性103
8.2農業氣候資源的分析與利用103
8.2.1農業氣候資源分析的內容103
8.2.2農業氣候資源的利用103
復習思考題105
第9章農業小氣候106
9.1小氣候106
9.1.1小氣候的概念106
9.1.2小氣候的特點106
9.1.3農業小氣候106
9.2農業小氣候形成的物理基礎107
9.2.1活動面和活動層107
9.2.2活動面輻射差額107
9.2.3活動面的亂流交換108
9.2.4活動面的熱量平衡108
9.3農田小氣候109
9.3.1農田中光的分布109
9.3.2農田中溫度的分布110
9.3.3農田中濕度分布110
9.3.4農田中風的分布111
9.3.5農田中二氧化碳的分布111
9.4農田耕作與栽培措施的小氣候效應111
9.4.1耕作措施的小氣候效應111
9.4.2栽培措施的小氣候效應113
9.4.3灌溉措施的小氣候效應114
9.5地形和水域小氣候114
9.5.1地形小氣候114
9.5.2水域小氣候116
9.6防護林帶小氣候116
9.6.1防護林的防風效應116
9.6.2防護林帶對田間溫度、濕度的調節117
9.6.3林帶對干熱風災害的防御118
復習思考題118
第10章設施農業小氣候119
10.1地膜覆蓋小氣候119
10.1.1地膜覆蓋的基本原理119
10.1.2地膜覆蓋的小氣候效應119
10.1.3地膜覆蓋的效果121
10.2塑料大棚小氣候121
10.2.1塑料大棚小氣候效應的基本原理121
10.2.2塑料大棚的小氣候效應121
10.2.3大棚小氣候的調節123
10.3溫室小氣候124
10.3.1日光溫室的結構與種類124
10.3.2日光溫室的基本原理124
10.3.3日光溫室的小氣候特點125
10.3.4日光溫室小氣候調節126
10.4改良陽畦127
10.4.1改良陽畦的小氣候特點127
10.4.2改良陽畦小氣候調節128
復習思考題128
實訓指導129
第一部分引言129
第二部分氣象要素觀測131
實訓一氣象觀測場設置131
實訓二太陽輻射的測定133
實訓三地溫和氣溫的觀測136
實訓四積溫的計算和應用140
實訓五空氣濕度的觀測145
實訓六降水和蒸發的觀測147
實訓七氣壓和風的觀測149
實訓八農田小氣候觀測153
附錄159
附錄1天氣預報用語和符號摘要159
附錄2單位換算及相關常數161
附錄3法定計量單位選編162
附錄4氣象觀測記錄表163
附錄5飽和水汽壓表(hPa)164
參考文獻166


1.2.4.3反射作用
當太陽輻射在穿過大氣層時,遇到云層和較大的塵埃時,它們能將太陽輻射的一部分反射回到宇宙空間去,從而減弱了到達地面的太陽輻射。其中以云層的反射最為重要,云層越厚,云量越多,反射作用越強。據觀測,以一年計,大約有27%的太陽輻射被云層反射而逸回太空。
由上可知,由于大氣對太陽輻射的吸收、散射和反射作用,使得到達地面的太陽輻射明顯減弱。除此之外,太陽輻射被減弱的程度,還與太陽輻射穿過的大氣路徑長短以及大氣透明度有關。
1.2.5到達地面的太陽輻射
經過大氣減弱之后,到達地面的太陽輻射由兩部分組成,即太陽直接輻射和散射輻射。
1.2.5.1 直接輻射
直接輻射是指以平行光線的形式直接投射到地面的太陽輻射。直接輻照度是指單位面積上,在單位時間內所接受的直接輻射能量,用S′表示。
直接輻照度的大小決定于太陽高度角、大氣透明狀況、云量、海拔高度等。
(1)太陽高度角 太陽高度角越大,照射到單位面積上的太陽輻射能量越多;同時,太陽高度角越大時,陽光通過的大氣路徑越短,太陽輻射被減弱得越少,因而太陽直接輻射越強。
(2)大氣透明度大氣透明度是指太陽輻射透過一個大氣量(大氣垂直厚度)后的照度與透過大氣前的照度的百分比,常用P表示。其大小主要取決于水汽和雜質的含量。大氣透明度增大,意昧著大氣中各種微塵顆粒減少,所以太陽直接輻射增強。
(3)云量云層越厚、云量越多,直接輻射越弱,在烏云布滿全天時,直接輻射可以減小到零。
(4)海拔高度海拔越高,陽光通過的大氣路徑越短;而且,大氣中水汽與微塵的含量隨著海拔高度的增加也減少。所以,海拔越高,太陽直接輻射越強。
1.2.5.2散射輻射
散射輻射是指經散射后,由天空投射到地面的太陽輻射。散射輻強度是指單位面積上,在單位時間內所接受的散射輻射能量,用D表示。陰天時地面上沒有直接輻射,只有散射輻射。
散射輻射強度主要取決于太陽高度角和大氣透明度,同時也與云量、海拔高度有關。
太陽高度角越大,投射到大氣中的總輻射量增多,所以散射輻射強度也增強。
在太陽高度角一定時,大氣透明度越小,散射輻射越強,反之,散射輻射減弱。

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