第八章-农业天气

第八章农业天气

第一节寒潮天气第二节霜冻第三节冷害第四节干旱第五节干热风第六节洪涝第七节冰雹第八节风害要求深刻理解和熟练掌握的重点内容：寒潮的概念、冷空气活动及其危害冷害的概念、类型、指标及防御措施霜冻的概念、分类和成因、防御措施冻害的概念、发生时间及指标、防御措施热害的概念、危害及防御措施要求一般理解和掌握的内容：干旱的类型、指标、危害、防御措施及造成干旱的天气系统洪涝灾害与湿害的分类、指标、危害、防御措施及造成洪涝、湿害的天气系统难点：各种灾害的概念、指标返回第八章国家气象局规定：凡冷空气入侵，气温在24小时内降10℃或10℃以上，同时最低温度在5℃以下，称为寒潮，并发布寒潮警报。各省、自治区气象局为了更好地为农业生产服务，根据本地具体情况，对寒潮标准做了各种补充规定。一次冷空气入侵，使气温在24小时内剧降10℃以上，最低气温降至5℃以下，称为寒潮。一、寒潮标准第一节寒潮天气二、寒潮路径

新地岛北冰洋关键区冰岛路径

影响中国的冷空气95%经过西伯利亚中部的“关键区”（70º—90ºE，43º—65ºN），在那里积聚加强。冷空气从关键区入侵中国有三条路径：西北路（中路）（Ⅰ）、东路（Ⅱ）、西路（Ⅲ）。西路中路东路

寒潮的危害

寒潮带来大风、雨雪、强烈降温、霜冻等天气，给各行各业产生很大的影响，有的可造成较严重的灾害。

晚春时节，寒潮使幼嫩的作物和果树遭受冷害或晚霜的冻害。

秋季寒潮造成的初霜使作物的收成受到影响。

冬季的强寒潮使我国大部分地区的越冬作物和果树受到不同程度的冻害。北方大风雪会使牧区牲畜遭到冻饿和死亡。寒潮南下时，常伴有刺骨的寒风，扬起风沙，降低能见度，影响交通运输。在海上，由于寒潮而形成风力6级以上的大风和浪高3m以上的大浪，使渔业生产不能正常进行。三、寒潮的危害及其防御寒潮的防御寒潮来临前，采取防御措施：如在牧区将牲畜转移到安全地带或采取防寒措施。在农业区采用风障和覆盖物保护菜畦、育苗地和葡萄园，还可采用提早施肥、壅土和压土来提高大田作物的温度等。返回第八章一、霜冻的概念霜冻是指在一年的温暖时期，（日平均温度在0℃以上），土壤和植物表面的温度在短时间里下降到足以引起植物遭到伤害或死亡的现象。第二节霜冻若空气湿润发生霜冻时可在地面看到白色冰晶，称为“白霜”。若空气干燥，发生霜冻时因水汽不足，无白霜出现，但地面或作物表面温度已降到0℃以下，仍对植物形成伤害，称为“黑霜”。形成白霜时水汽凝结成冰晶要放出热量，冰霜还有隔热作用，所以“黑霜”的危害通常比“白霜”大。霜冻与霜的区别

霜与霜冻概念不同，霜构成的是天气现象（它是当地面或地物表面温度降到露点温度以下（Td<0℃）时，在地面或地物表面直接凝华成白色的晶体），霜冻构成是的生物学现象。霜冻是低温对农业植物的一种危害，它的发生必不可少的条件有二：一是有农业植物，二是要有一定强度的低温。没有植物，可以有霜，但不会发生霜冻；温度不降低到0℃以下，就不会有冻，当然也就没有霜冻。因此有霜不一定有霜冻，有霜冻时不一定出现霜。二、霜冻的类型

据霜冻发生的时期分

早霜冻晚霜冻据霜冻形成原因分平流型霜冻辐射型霜冻平流辐射霜冻由温暖季节向寒冷季节过渡时期发生的霜冻。第一次早霜冻叫初霜冻。由寒冷季节向温暖季节过渡时发生的霜冻。最后一次晚霜冻叫终霜冻。由于出现强冷平流天气引起剧烈降温而发生的霜冻。又称“风霜”。在晴朗无风的夜间，地面和作物表面强烈辐射降温而发生的霜冻。又称“静霜”。冷平流和辐射冷却共同作用下发生的霜冻。三、影响霜冻的因素（一）天气条件

晴朗无风或微风、空气湿度小的天气条件，容易出现较严重的霜冻。（二）地形条件

洼地、谷地、盆地等容易形成最严重的霜冻；迎风坡比背风坡重，北坡比南坡重，山脚比山坡中段重，缓坡比陡坡重。（三）下垫面状况

砂土、干燥疏松土壤易发生霜冻，粘土、坚实土壤则与此相反。在临近湖泊、水库的地方霜冻较轻，并且可以推迟早霜冻的来临，提前结束晚霜冻。四、霜冻的危害及其防御

霜冻对农作物的危害很大，其危害程度，首先决定于霜冻的强度和持续时间的长短。其次决定于农作物抗霜冻的能力。不同农作物、品种以及同一农作物的不同发育期抗霜冻的能力是不同的。如小麦比玉米的抗霜冻能力强。水稻、棉花、芝麻、花生、烟草、瓜类抗霜冻能力最弱，只要有0～1℃的霜冻就要受害。在农作物的一生中，开花期抗霜冻能力最弱。

（一）危害（二）防御

农业生物技术措施

选择抗寒优良品种根据当地寒潮出现规律，选择作物适宜播种期，避开寒潮。物理学方法（临时应急措施）

烟雾法：在霜冻之夜，当温度降到作物受害的临界值以上1—2℃时，点燃预先推放在田间的烟堆或燃烧某些化学发烟剂，使形成烟幕。一可减少地面有效辐射，二可直接增加热量，并产生吸湿微粒使水汽凝结放出潜热。

灌水法：在霜冻来临前1天水，以土壤湿透为宜。一方面增加土壤湿度，增大土壤热容量和导热率，使夜间土温下降缓和（增加土温）。另一方面农田水汽含量增加，夜间水汽凝结放出潜热，提高气温，缓和植物体温下降。

覆盖法：对一些作物的幼苗，在霜冻来临前一天下午用麦草、稻草、草帘、树枝、树叶、草木灰、土杂肥等覆盖。可减少地面有效辐射、土壤水分蒸发和乱流交换，达到防霜效果。

返回第八章第二节冷害冷害的概念是指在农作物生长期间，遭到低温影响，使农作物生育期延迟或生理机能受到障碍，导致减产的现象。

冷害的类型根据低温对作物危害的特点及作物受害的症状：障碍型冷害延迟型冷害混合型冷害

指作物生殖生长期间遇低温使生理过程发生障碍造成不育而减产。是因持续低温使作物发育延迟，不能在霜前正常成熟而减产或品质降低的一种冷害。

指以上两者同时发生，危害更大。冷害的防御（1）选用早熟、耐寒、高产品种。（2）可以搞好作物品种区划，合理搭配早、中、晚熟品种。（3）采取育苗移栽、地面覆盖栽培等措施，加快作物生长。使之提早成熟。（4）适时早播，缩短播种期。（5）改良土壤，增施有机肥，配方施用化肥。（6）加强田间管理，促进作物早熟。返回第八章一、干旱的概念干旱是指由于长时期无雨或少雨，引起空气干燥，土壤缺水，使作物对水分的需求得不到满足，导致作物生长受到抑制或死亡而造成减产或失收的一种农业气象灾害。第四节干旱二、干旱指标及类型（一）干旱的指标由于影响干旱的因子很多，所以干旱的指标也较多。表8—1是采用旱涝指数对旱涝进行分级的。年型大涝年涝年正常年旱年大旱年I值I＞22≥I＞11≥I≥﹣1﹣1＞I≥﹣2I＜﹣2表8—1旱涝指数分级

I为旱涝指数，其计算公式为：I=(Ri－R)/σ（8---1）式中：Ri为某年降水量；R为多年平均降水量；σ为降水量的标准差。发生原因土壤干旱大气干旱生理干旱发生季节春旱夏旱秋旱冬旱季节连旱长期无雨或少雨，土壤含水量少，土壤颗粒对水分的吸收力加大，植物根系难以从土壤中吸收到足够的水分来补偿蒸腾的消耗，造成植株体内水分收支失去平衡，从而影响生理活动的正常进行，植物生长受抑制，甚至枯死。由于空气干燥，大气蒸发力强促使植物蒸腾过快，根系从土壤吸收的水分难以补偿，水分收支失衡而造成的危害。由于土壤环境条件不良，使根系的生理活动遇到障碍，导致植物体内水分失去平衡而发生的危害。春旱发生在3—5月份的干旱。影响春播作物出苗和越冬作物返青生长。

夏旱发生在6—8月份的干旱。影响小麦后期灌浆成熟和夏播作物及时播种。秋旱发生在9—11月份的干旱。影响晚稻和秋作物灌浆成熟、冬小麦秋播出苗和冬前生长。

冬旱发生在12月至次年2月份的干旱。

季节连旱干旱持续时间较长，连续两个季节以上发生的干旱。季节连旱持续时间长，对农业生产的危害特大。（二）干旱的类型

三、干旱的危害

作物受干旱危害的程度与干旱发生季节、干旱强度、时间长短以及作物种类、作物所处的生育期等有关。春旱常造成春播作物缺苗断条，影响越冬作物返青后的正常生长；夏旱影响棉花座桃和晚玉米的生长以及双季稻的插秧；秋旱影响秋收作物的产量以及越冬作物的播种和出苗等；冬旱会使土壤底墒不足而加剧来年的春旱。有时也会发生两季甚至三季连旱，这样对作物的影响会更大。以下是几张干旱的图片四、旱灾的防御（1）农田灌溉搞好农田基本建设，建立健全灌溉体系，采取打井挖泉、修建塘坝水库等，同时采用喷灌、滴灌、渗灌等节水灌溉方式以增加灌溉面积，做到蓄水、保水和合理用水，这是抗旱防旱的根本措施。（2）植树造林

营造防护林可防风固沙，保持水土，还可调节农田水分，减少蒸发。，所以植树造林是防旱的有效措施。（4）人工降雨开展人工降雨是满足作物水分需要，抵御干旱的重要措施之一。人工降雨主要采用一定的运载工具如飞机、火箭、高炮等，在适宜天气条件下，将作为冷却剂的干冰、液氮或作为吸湿性凝结核的的碘化银、尿素等播撒到云层中，使云滴不断增大而产生降雨。返回第八章（3）采取保墒抗旱措施及时翻耙、镇压及中耕除草等会有助于减少土壤水分蒸发，防止干旱。喷洒抑制蒸发剂如覆盖剂、保水剂、抗蒸腾剂等措施也可以起到贮水保水，抗旱保墒的作用。。抗旱播种是北方抗御春旱的重要措施；如抢墒早播、雨后抢种、适当深播、镇压提墒播、催芽播和育苗移栽等多种方法。第五节干热风一、干热风的概念

干热风是指高温、低湿并伴有一定风力的大气干旱现象，也称“干旱风”、“热风”、“火风”等。它是影响我国北方小麦产区的主要灾害天气。干热风天气指标，通常采用“三三”标准。二、干热风的形成

干热风形成的原因，主要是由于春夏之交，极地大陆冷空气南下，不断变性增温，形成又干又热的风。另外，在高空暖高压的控制下，气流强烈下沉绝热增温，也会形成干热风。

（一）危害

小麦叶片卷缩凋萎，由青变黄或灰白，甚至有的叶片撕裂下垂变脆，麦芒炸开，变为灰白色，穗子呈白色或灰绿色，子粒干秕，植株干枯，轻则减产5%～10%，重则减产20%。

（二）防御1、营造护田林带2、适时灌水3、培育和选用抗干热风品种，适时早播4、药剂浸种或闷种5、喷洒草木灰水和石油助长剂返回第八章三、干热风的危害及其防御洪涝是指由于短期内出现大量降水，形成巨大的地面迳流，引起山洪暴发或河流泛滥而淹没农田，致使作物被淹死。或低洼农田积水无法排泄，致使作物长期受淹，破坏作物正常生理机能，造成歉收，以致失收的现象。洪涝也叫水涝。第六节洪涝一、洪涝的概念二、洪涝的形成

洪涝是由大雨、暴雨和连阴雨造成的。主要天气系统有冷锋、静止锋、锋面气旋和热带风暴等。

三、洪涝的危害及其防御（一）洪涝的危害

1.暴雨洪水灾害可导致水土流失。2.洪涝灾害破坏平原水系工程。3.洪涝带来泥沙毁灭良田，加重土地沙化。4.洪水造成严重的环境污染。（二）防御1.兴修水利2.防止水土流失3.加强防汛工作4.合理布局作物5.加强涝后管理

返回第八章第七节冰雹一、冰雹的概念

冰雹是从发展强盛的积雨云中降落到地面的小冰球或冰块。

冰雹的形成：首先雹胚进入上升气流之中，上升气流把小冰粒带到中、高层，穿过冷却水累积区（在0℃层以上），过冷水和水滴碰并而包围在雹胚周围，形成一透明冰层，当上升至顶部时，云顶的冰晶雪花附着于外又形成一不透明层，如此反复上下，小雹粒很快长大，当上升气流不能承托雹粒时出现降雹。二、冰雹的形成（一）要有特别强烈而不均匀的上升气流，气流的速度必须在20m／s；（二）云中要有充足的水汽，水汽含量必须在15～20g／m3以上。图8—2冰雹形成示意图三、冰雹的时空分布（一）冰雹的地理分布

我国冰雹的地理分布特点：山地多于平原，内陆多于沿海，北方多于南方，西部多于东部。青藏高原是我国冰雹最多的地区。（二）冰雹的时间分布

一年中，我国降雹多发生在4～9月份，尤以5～6月份较多。一天中，多出现于午后或傍晚，尤以14～17时发生的机会最多

。（一）催化法

即把碘化银或食盐之类的催化剂，用火箭或高炮发射，或用飞机撒播，或在地面燃烧升空气球而进入冰雹云中。（二）爆炸法

用高炮、土火箭等轰击冰雹云，由爆炸产生的冲击波，破坏云中气流扰动规律和积雨云的发展过程，从而阻止冰雹的形成。四、冰雹的防御受雹灾后要加强田间管理，如及时中耕除草，追速效性化肥，浇水等，以促进作物恢复生机。同时要加强防治病虫害。对受到雹灾毁灭性作物，要及时补种早熟作物，把损失尽量减到最小限度。返回第八章第八节风害一、大风（一）大风标准

风力大到足以危害人们的生产活动和经济建设的风，称为大风。我国气象台以平均风力达到8级或其以上作为发布大风的标准。实际上，5级风就能对作物造成危害。（二）大风的形成1.冷锋后偏北大风2.低压大风3.高压后偏南大风4.雷暴大风危害春季大风，加快土壤水分蒸发，造成跑墒，影响春播，播下的种子，遇上大风，种子连同表土一起被刮走。风速越大，表土刮走越多，形成严重风蚀。同时大风还携带沙土，淹没农田幼苗。农田受到严重风蚀和沙土淹埋的结果，就会逐渐变得贫瘠，以致不能种植庄稼。夏季大风，常使作物秆折或倒伏。秋季大风，又能摇落作物和果树的果实。冬季的“白毛风”（牧区7级以上的暴风雪），常把畜群吹散、迷途或冻死。此外，大风还会引起旱灾和火灾。（三）风的危害及其防御防御

（1）植树造林如营造防风林、防沙林、固沙林、海防林等，可减弱风速，控制风蚀；（2）建造小型防风工程如筑防风障、打防风墙、挖防风坑等，能减弱风力，阻挡风沙；（3）保护植被如在山区实行轮牧养草，禁止陡坡开荒，禁止滥伐森林和破坏地面草皮等，可以防止风蚀；（4）农业技术措施如选育抗风品种，高秆作物培土，将抗风力强的作物或果树种在迎风坡，用卵石压土等，都可起到减轻风害的作用。

这是1987年7月31日下午3时袭击加拿大的龙卷风。其风速达到每小时400公里，所经之地毁坏了城市的高压输电线路、建筑物、火车、汽车。到这一天的傍晚有25人死亡，253人受伤，数以百计的人无家可归，财产损失超过250,000,000（2.5亿）美元。

二、龙卷风龙卷风破坏力极大，影响范围呈条状，持续时间短。龙卷风所经之地，可拔起大树、吹断树枝、掀掉房屋、摧毁庄稼，给人民生命财产带来巨大损失。

龙卷通常形成在很强的强雷暴云下，当强雷暴云中强烈的上升气流和下沉气流之间形成很强的切变时，便会出现强烈的、具有水平轴的管状涡旋（涡管），云中的涡管通常有将其两端伸向地面的趋势，当它伸到云下甚至到地面时，即形成了龙卷。雷暴云底伸展出来的漏斗状云称为龙卷。龙卷伸展到地面时会引起强烈的旋风，称为龙卷风。龙卷风实例龙卷风三、热带风暴热带风暴标准通常根据其中心附近的最大风速进行分类。中国自1989年起采用世界气象组织（WMO）规定的统一标准，根据热带气旋中心附近的最大风力将热带气旋分为四级：热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风或飓风。从2006年6月15日开始，我国将台风进一步分为台风、强台风、超强台风三个等级。

热带低压热带风暴强热带风暴台风强台风超强台风风力12～13级（风速≥32.7m/s）。风力10—11级（风速24.5—32.6m/s）风力8—9级（风速17.2—24.4m/s）风力6～7级（风速10.8～17.2m/s）习惯上，人们将西太平洋上出现的、中心附近最大风力达到或超过8级的热带气旋统称为台风。其实这种所谓的台风是指热带风暴、强热带风暴和台风（风力≥12级）。风力14～15级（风速41.5～50.9m/s）风力≥16级（风速≥

51.0m/s

）热带风暴的结构和天气风暴眼（台风内圈）狂风暴雨区(台风中圈)外围大风区（台风外圈）

台风眼直径一般为10—60km，此区域内为云淡风轻的天气，风速很小，空气存在下沉运动，无云或少云。

宽度10—20km，是围绕台风眼区分布着的一条最大风速带，此区域有强烈的上升运动和厚厚的云墙，云墙下狂风暴雨。台风中最恶劣的天气即出现在这个区域，是台风破坏力最猛烈、最集中的区域。

从台风的外缘向内到台风涡旋区外缘之间的区域，其直径一般为400—600km，外围风速可达15m/s，向内风速急增。在台风边缘，多为辐射状的高云和积状中低云，偶尔也有积雨云。

台风水平范围以其海平面气压场最外围近似圆形的闭合等压线为准，直径一般为600—1000km，最大可达2000km，最小的只有100km左右。台风垂直范围可扩展到对流层和平流层下层，有时达27km高度，甚至更高，近中