应用气象农业气候分析

应用气象农业气候分析习题：1、农业气候资源包括什么？2、农业气候资源特征是什么？3、农业气候分析的任务主要有什么？4、农业气候分析的原则是什么？5、农业气候指标的特点？6、保证率7、条件性水分平衡一、农业气候分析概述1．农业气候资源从农业观点看，气候是重要的资源之一，称为“农业气候资源”或“气候肥力”。它包括：太阳辐射、温度、降水、风、CO2等。农业气候资源特征：(1)光、热、水各因子间相互联系、相互制约，一种因子变化会引起另一因子的变化；(2)光、热、水各因子的时空分布不均衡，(3)一地区某时段内，光、热、水资源的数量是相对稳定的，从总体来看是取之不尽的；(4)局部地区的资源是可改造的，有潜力可挖的。2、农业气候分析及其任务所谓“农业气候分析”就是根据农业生产的具体要求来分析当地的气候条件。农业气候指标气候因子农业生产对象分析时空分布特征农业气候分析的任务主要有：(1)为各地区农、林、牧及其作物种类合理布局，提供农业气候依据；(2)为避免、抗御灾害提供农业气候依据；(3)为采用科学的栽培、耕作、农机操作等措施提供农业气候依据；(4)为有效的引种、扩种提供农业气候依据。3．农业气候分析的原则关键气候因子关键期农业气候指标具有稳定性农业气候相似原理4农业气候指标（1）农业气候指标的概念农业气候指标是指在当地气候条件和生产水平下，表示农业生产(作物生长发育、田间作业等)对气候条件的要求和反应的一种气候要素值或一综合性数值。(2)农业气候指标的特点明显的地区性多年性（保证率）反映在当地一定的生产水平条件下，作物与气候条件之间的关系。 农业气候指标具有地区性、多年性及在一定农业技术水平下获得的特点。 保证率（probability）是指在某一时段内，某一气象要素值≥（或≤）某一界限值的累积频率。成都气温稳定通过10℃初日保证率组距频数频率（%）保证率（累积频率）（%）23/2～2/333/27=11113/3～10/399/27=334411/3～18/366/27=226619/3～26/333/27=117727/3～3/444/27=15924/4～6/422/27=799(3)农业气候指标的表达形式日数:生长期、无霜冻期、发育期间隔日数、不同界限温度出现日期之间的间隔日数、降水日数等；日期：播种期、移栽期、作物的发育期、霜冻等灾害天气出现和终止日期等；气候要素值：平均气温、极端气温、降水量、降水变率、日照百分率、光照强度等。

光主要从三个方面对植物产生影响：

●光长，即光照时间的长短。

●光强，即光照的强弱。

●光质，即光谱组成的不同。第1节光资源的分析光质太阳辐射光谱成分随日、季、纬度的变化，及其对作物的影响。光照长度一地区内可照时数在年、季、月的变化规律及在地区内的变化规律。≥5℃、≥10℃期间的可照时数的时、空分布规律。

名称波长范围紫外线100埃～0.4微米可见光0.4微米～0.76微米红外线近红外0.76微米～3.0微米中红外3.0微米～6.0微米远红外6.0微米～15微米超远红外15微米～1000微米微波毫米波1～10毫米厘米波1～10厘米分米波10厘米～1米色彩名称波长范围紫0.40～0.43微米蓝0.43～0.47微米青0.47～0.50微米绿0.50～0.56微米黄0.56～0.59微米橙0.59～0.62微米红0.62～0.76微米不同电磁波的具体波长范围可见光波长范围光照强度光合有效辐射光合有效辐射一般采用间接计算的方法:

QPAR为生理辐射，S为直接辐射，D为散射辐射 莫尔达乌确定的公式为:当太阳高度角大于20°时，计算误差不超过5％。一般计算的生理辐射相当于太阳总辐射的47％+3％，为简便起见，可用1／2总辐射作为生理辐射。作业：光资源分析综述要求：学号在选择3-4篇相关文献，标记在综述后；字数2000-3000字；综述内容可以是光资源的任何方面；A4纸打印，题目下方写学号姓名；下周一可准备演讲稿或板书简单讲解，时间5-10分钟；交稿时间：下周三。第2节热量资源的分析1、生长期间热量资源的分析(1)生长期长度 广义的生长期指无霜冻期；

某种作物的生长期则是从播种到成熟期间的日期。计算生长期首先要计算界限温度(0℃、5℃、10℃、15℃、20℃)及霜的初终日期。利用平均日期序列表即可求出生长期。对一地区来说，生长期(即各界限温度间日数)长短各年不，因此需要计算极值和保证率。计算保证率要求资料年代较长(气温20年以上，降水40年以上)。(2)生长期间的热量累积 某界限温度间的活动积温； 温度在生长期或某时段随时间的累积。确定界限温度绘制不同的界限温度间积温的分布图(3)生长期间的热量强度最热月平均气温、生长期间某关键时期的平均气温、某界限温度间的平均气温、某时段白天的平均气温及气温日较差来表示。2、春秋季节热量资源的分析(1)年型：春季分为春暖、正常、倒春寒、春寒；秋季分为秋暖、秋常，秋凉。(2)分析春(秋)各界限温度初日(终日)间的持续日数。(3)春秋季寒潮(冷空气)活动的次数、强度及对作物生长发育和农业措施的影响。(4)霜冻的初终日期、强度持续时间及其对作物的影响。3．越冬期间热量分析越冬期间热量分析一般包括以下几方面：极端最低气温的平均值。极端最低气温。最冷月平均温度、负积温、低于某界限温度的持续时数。作业：热量资源分析综述要求：学号选择3-4篇相关文献，标记在综述后；字数2000-3000字；综述内容可以是热量资源的任何方面；A4纸打印，题目下方写学号姓名；下周三可准备演讲稿或板书简单讲解，时间5-10分钟；交稿时间：下周三。第3节水资源分析1、降水量（1）降水量的统计面雨量的概念： 一个地区（某流域内）若干测站一年内降水量的加权平均。面雨量的计算rj为降水量Fj为降水量具有的权重

(1.29)泰森法：

(1.29)三角形法：

(1.30)（2）农业气候分析的降水量指标年降水量；旬、月及作物某发育期间的降水量；降水保证率；降水变率；降水量的等值线图等。2、土壤水分(1)土壤湿度的计算

①以占土壤重量的百分数来表示。即指单位重量无水土壤干土)中，土壤水分重量所占的百分数(B)，表示为

B=×100%（1.22）土壤水重干土重(1.23)

②以土壤相对含水量来表示。即以土壤水重量百分数占田间持水量(有效水分上限)的百分数来表示土壤湿度。以土壤水分厚度来表示。即将一定深度土壤中，所含的实际土壤水分，换算成水层深度来表示。单位：mm(1.24)(1.25)(2)有效水分计算(3)灌溉水量的计算3、条件性水分平衡

一个地区对作物的水分供应情况，不仅决定于水分的收入，也与作物消耗的水分有关。我们将水分收入量与作物需水量的比值称为条件性水分平衡。它只表示了作物与水分的供求关系，而不表示地区水分全部收支的真正平衡。R为地区水分收入量(主要是降水)，Et为作物需水量(主要是蒸散)，K为湿润系数(湿润指数、湿润度)，K‘为干燥指数(干燥度)。条件性水分平衡的基本表达式：

K=R/EtK’=Et/R湿润系数谢良尼诺夫水热系数Kc布德科水热系数K(1.41)(1.42)伊万诺夫湿润系数KN(1.43)(1.44)么枕生湿润系数K干燥指数布德科辐射干燥度K’张宝堃干燥度K’(1.46)(1.45)K’干燥程度代表植被农业措施代表地区＜1.0湿润森林排水华南、华中1.0-1.49半湿润森林草原降水不足秦岭、淮河1.5-3.99半干旱草原、草地要灌溉内蒙古≥4.0干旱荒漠必须灌溉甘肃、新疆干燥度等级表4、蒸散及其计算（1）蒸散 农田土壤蒸发和作物蒸腾的总耗水量叫蒸散，也称为腾发量、总蒸发量。（2）蒸散计算1）桑斯韦特平均温度法经验公式：(1.9)我国常用的公式为：(1.10)式中I为热指数，由下式决定(1.11)i为个月的热指数，它与各月平均气温有关(1.12)经验系数a与年热指数有下述关系：(1.14)日长对潜在蒸散的影响，桑氏建议用下式计算潜在蒸散：D为所计算时段的日数，N为该时段的平均日长，以小时计。2）彭曼的热量平衡法半经验半理论公式(1.15)Δ为饱和水汽压-温度曲线的斜率RL=R/L，为净辐射的蒸发当量(mm/d)R为净辐射，L为汽化潜热γ=cpP/0.622，为干湿表常数（或测湿常数）cp为比定压热容，P为大气压,为干燥力(mm/d)ea为空气的饱和水汽压ed为空气实际水汽压V为风速季节草地蒸散系数裸地蒸散系数11-12月0.600.903-4月，9-10月0.700.905-8月0.800.90全年0.700.90用E0求E的系数3）布德科水热平衡联系方程土壤湿度U土壤湿度临界值U0当U≥U0时当U<U0时(1.17)(1.16)在蒸发面充分潮湿的条件下，热量平衡方程可写为：R为净辐射Q为蒸发面与空气的湍流热交换，B为蒸发面与土壤的热交换(kcal/cm2.mon)(1.18)经推导、整理，并取近似值，(1.18)式可化为：Ra为按气温Ta(K)计算有效辐射所求出的蒸发面的净辐射(kcal/cm2.d)B可用经验公式或用土柱中含热量的变化来计算，Ts为蒸发面温度(K)(1.19)5、水分盈亏分析降水蒸发差D D=R-EtR为进行农业气候分析某时段的降水量；Et为同期作物群体的潜在蒸散量。D表示本地水分收入与支出的相互关系，是制定合理灌溉的依据。5、水分盈亏分析蒸散蒸发差De De=Et-EE为与Et同期的蒸发量；Et为同期作物群体的潜在蒸散量。De表示作物群体的蒸腾量，是用来计算农田合理的灌溉定额。作业：水资源分析综述要求：学号选择3-4篇相关文献，标记在综述后；字数2000-3000字；综述内容可以是水资源的任何方面；A4纸打印，题目下方写学号姓名；第三周周一可准备演讲稿或板书简单讲解，时间5-10分钟；交稿时间：第三周周三。5、丘陵山区的农业气候资源分析1．我国丘陵山区农业气候资源特征(1)热量资源特征垂直差异显著，立体层次分明γTM＞γT＞γTm冬季逆温、暖带(2)水分资源特征降水量及雨日多1000m高度以下： 降水随高度增加 蒸发量随高度增加急剧减小(3)光资源特征光资源偏少，散射光资源丰富在最大降水高度稍偏低的高度有一个最小日照高度层。(4)山区农业气象灾害较频繁暴雨、干旱、春季低温连阴雨、秋季低温冷害和冻害2、合理利用丘陵山区的农业气候资源(1)根据丘陵山区的气候特点，布局立体农业。(2)确定山区作物(经济林果)栽培的适宜地带(高度)。(3)选择山区有利地形来种植作物(或经济林果)。(4)利用山区温度随高度而递增的逆温现象所构成的“暖带”。第4节农业气候资源分析及利用实例四川省彭州市立体农业气候资源研究1、资料来源和处理2、热量资源的农业气候分析(1)气温变化的一般特征气温随海拔高度的变化(2)气温年际变化(3)气温年变化(4)极端温度

市气象站1959～1991,25年日平均温度低于0℃的天数0,有8年日平均温度低于0℃的天数1～4天;日平均温度大于25℃的天数18～56天;1959年日平均温度大于30℃,1天其余各年日平均温度大于30℃的天数0。大于25℃的天数25～38天日平均气温年最高值为27.0～28.8℃,日平均气温年最低值为0.6～2.4℃。白果坪1985～1989年日平均温度低于0℃的天数4-21天;大于25℃的天数0;日平均气温年最高值为20-24℃,日平均气温年最低值为-3.7～-1.7℃。显然,随海拔高度的增加,极端温度减小,温度强度降低。3、农业界限温度的初终日期及持续日数1农业界限温度的初、终日期与持续日数2初、终日期的保证率 要求80%以上的保证率,个别多年生作物要求90%以上的保证率。 下表列出了不同保证率对应的各界限温度的初、终日期。

3积温的分析1）不同界限温度的积温2）积温的年变幅1959～1991年市气象站≥0℃积温最多年5935℃,最少年5457℃,相差478℃;10℃积温最多年5193℃,最少年4498℃,相差695℃;20℃积温最多年3350℃,最少年2148℃,相差1202℃。 这表明积温年变幅较大,可根据积温的这种变化,划分冷、暖年,以表示热量资源偏多或偏少,同时可以看出,界限温度越高,其积温的变化幅度越大。1959～1991年白果坪≥0℃积温最多年4104℃,最少年3671℃,相差427℃;10℃积温最多年3674℃,最少年951℃,相差723℃。 与气象站积温变幅相比可知,随海拔高度的增加,积温年变幅增大。3）积温保证率分析结论彭州市热量资源丰富,7～8月为最热月,12～2月为最冷月。多年最冷月平均温度大于1.7℃,可一年四季进行农业耕作,有利于作物越冬和多年生作物的种植;最热月温度不高,多年平均低于24.9℃,某些喜温作物在生殖生长阶段要求较高温度强度,难以满足。大多年全年稳定通过0℃,生长期长,积温丰富,可结合不同作物对下限温度,上限温度,生长期积温,以及温度强度的要求,合理的安排种植制度,充分利用其热量资源。各界限温度的初、终日期及持续日数变化较大,积温的年变幅显著。由于彭州市具有平地、丘陵和山区,海拔高度差异大,热量资源随海拔高度增加而减少,初日推迟,终日提前,持续日数和积温减少,温度强度也降低,形成显著的立体农业气候。一方面应当考虑这种热量差异,根据不同热量资源特点进行种植和引种,充分利用热量资源,另一方面,也可利用这种立体农业气候造成播种期和生长成熟期的不同,延长蔬菜上市供应时间,增加农民收入,丰富城镇菜市。综上分析，可为今后彭州市农业生产的合理布局提供农业气候的依据,对进一步研究粮食、蔬菜、花卉的种植和引种具有重要的参考价值。1、农业气象预报及其依据2、农业气象预报的主要方法第三章农业气象预报一、农业气象预报及其依据

(1)农业气象要素对农业生产过程作用的持续性。(2)作物生长发育状况对外界气象条件反应的前后相关性。(3)外界气象条件对作物生长发育及产量形成作用的不等同性。二、农业气象预报的种类按预报内容，主要可分为以下三种：1．田间工作适宜期预报(1)农作物适宜播种期和收获期预报。(2)土壤水分(包括灌溉期、灌溉量)预报。(3)牧区牲畜放牧期和放牧条件预报。2．抗御自然灾害方面的预报(1)晚稻抽穗开花期的低温冷害预报(2)冬小麦干热风预报(3)春秋季节霜冻预报(4)冬作物越冬冻害预报(5)旱涝趋势预报(6)病虫害预报(7)森林火险预报3、产量形成条件预报(1)农作物主要物候期预报(2)农作物产量质量预报(3)农业年景趋势预报三、农业气象预报的主要方法收集历史资料加工处理资料提取相关因子或有关指标建立预报关系式或预报模式试报符合要求后用于预报

1．数理统计方法一般是将预报对象y和有关因子xi(i=1，2，3，…，n)经过大量统计，最后建立项报方程：2．抗御自然灾害方面的预报5、农业气候指标的特点？下表列出了不同保证率对应的各界限温度的初、终日期。1．我国丘陵山区农业气候资源特征Ts为蒸发面温度(K)蒸发量随高度增加急剧减小即以土壤水重量百分数占田间持水量(有效水分上限)的百分数来表示土壤湿度。A4纸打印，题目下方写学号姓名；2、合理利用丘陵山区的农业气候资源2011年入春以后,气温与常年相比正常到偏高,土壤墒情较好，对牧草返青十分有利。(1)用历史产量资料和绿度资料做相关分析。Et为作物需水量(主要是蒸散)，(1)气温变化的一般特征越冬期间热量分析一般包括以下几方面：9℃,某些喜温作物在生殖生长阶段要求较高温度强度,难以满足。日平均温度大于25℃的天数18～56天;极端最低气温的平均值。二、农业气象预报的种类光资源偏少，散射光资源丰富经推导、整理，并取近似值，(1.K’=Et/R式中y为产量，G为绿度值，a，b为待定系数。(4)利用山区温度随高度而递增的逆温现象所构成的“暖带”。Δ为饱和水汽压-温度曲线的斜率谢良尼诺夫水热系数Kc秋季分为秋暖、秋常，秋凉。20℃积温最多年3350℃,最少年2148℃,相差1202℃。日长对潜在蒸散的影响，桑氏建议用下式计算潜在蒸散：3．越冬期间热量分析3、产量形成条件预报2．天气学方法