农业基础气象 1

农业气象学——绪论本教材历史沿革肖金香穆彪胡飞编著“十一五”规划国家级教材2009版肖金香主编江西高校出版社2000版肖金香叶清吴仁烨主编高等学校“十四五”农林规划新形态教材2023版本教材内容主要模块农业气象要素

主要介绍与农业生物密切相关的农业气象五大要素（光、热、水、气、风）的概念、形成过程、变化规律及与农业生物的关系。天气学知识阐述天气学基本知识，不同天气系统对应的不同天气特点及天气系统反常引起的各种灾害性天气，如温度异常、水分异常和气流异常的高温热害、阴雨低温、干旱、洪涝、大风、冰雹、龙卷风等灾害性天气的形成过程、危害机理、危害特征及防御对策。气候学知识介绍气候、中国农业气候、小气候的形成、变化规律及各种气候与农业生物的关系。绪论第一节气象学研究的对象和任务第二节农业气象学研究的对象、任务和方法第三节气象学与农业气象学发展简史第一节气象学研究的对象和任务一、气象大气的物理现象二、气象学研究发生在大气层中的物理过程和物理现象的本质及其变化规律的一门科学三、气象学分支1.天气学天气：某地短时间内由各种气象要素综合所决定的大气状态。气象要素：定量描述天气变化的特征量（如温度、湿度、气压、风、云、能见度、降水、日照等）。天气学：研究天气的变化规律和预告未来天气变化的一门学科。2.气候学气候：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。气候学：研究气候的形成和变化规律，综合分析和描述一地气候特征的一门科学。3.大气污染学大气污染：“大气污染通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象”（ISO）。大气污染学：研究大气中污染物质的来源、时间分布、迁移、扩散和化学转化过程及其规律和防治的一门科学。4.大气化学

主要研究对流层和平流层大气中主要成分和微量成分的组成和大气化学过程的大气科学四、气象学研究任务

1.把大气当做研究的物质客体，从定性和定量两方面来说明大气的特征。

2.研究导致大气现象发生和发展的能量来源、性质及其变化。

3.研究大气现象的本质，进而解释大气现象，寻求其发生、发展的规律

4.应用上述规律，控制自然和改造自然，造福人类。第二节农业气象学研究的对象、任务和方法一、农业气象学定义二、农业气象学的研究对象三、农业气象学的任务四、农业气象学的研究方法一、农业气象学的定义

农业气象学是农业科学与气象学的边缘学科，它是在农业科学与气象学的基础上相互渗透发展起来的。农业气象学作为一门独立的学科，其发展的历史还比较短，又是农业科学和气象学不同背景下发展起来，经过相互交叉融合成为独立学科，包括内容十分广泛。中国农业科学院主编的《中国农业气象学》（1999年1月）对农业气象学的定义：研究农业与气象相互关系及其规律的一门学科。二、农业气象学的研究对象

农业气象学无论是研究气象与农业的关系，还是研究与农业有关的气象问题都需要同时研究农业对象及其相关的农业气象条件。

1.农业气象研究的对象包括种植业、林业、畜牧业、水产业或渔业、蚕业、蜂业、农业建筑、农业生产等

2.农业气象研究的空间范围从植物根系达到的深土层，水生动植物活动的水层，到昆虫、花粉、孢子可能达到的较高的大气层。也包括人工农业环境。

3.农业气象研究的尺度大到全球气候与生物群落分布的相互关系，小到动植物个体表面、器官表面的微气象、小气候环境。

三、农业气象学的任务1.农业气象基础理论的研究

农业气象理论、农业气候资源生产潜力的理论、农业小气候的调控理论、农业气象系统中物质传输与能量转化过程及其模式。2.农业生物生长与发育的农业气象指标研究

通过设置实验与分析，确定农业生物生长与发育的农业气象指标，并根据指标鉴定气象条件对农业生物生长发育和产量的影响。3.农业气候资源分析、利用和区划

明确一个地区农业气候资源的时空变化特征，为因时、因地制宜地确定生产的类型、结构、改善种植制度、调整作物布局、引种和品种搭配等提供科学依据。4.农业气象灾害发生规律及防御措施研究

探讨各种农业气象灾害对农业生产对象的危害时期、危害特征、危害类型、危害指标与机制、危害规律以及各种防御措施。5.农业气象监测、预报和情报服务

监测农业生产气象条件；预报农用气象条件、农业气象灾害；预报作物发育期、作物产量；发布包括农业气象灾害的情报和雨情、墒情、农情等情报。6.农业小气候的调节、利用和改造研究

农田小气候、地形小气候、森林小气候、水域小气候、畜舍小气候以及各种人工影响措施的小气候效应研究。四、农业气象学的研究方法1.田间试验法

地理播种法、分期播种法、地理分期播种法2.人工气候实验法3.气候统计分析法4.遥感与地理信息系统技术的应用灾害监测，物候观测，产量评估等方面的应用5.作物模型研究方法

WOFOST，ORYZA，APSIM，CERES,DSSAT第三节气象学与农业气象学发展简史一、气象学发展简史二、农业气象学发展简史一、气象学发展简史1.萌芽时期从公元前26世纪（黄帝时期）到公元14世纪。2.初建时期从公元16世纪中叶到19世纪末的阶段。3.发展时期从20世纪初至今。二、农业气象学发展简史1.古代农业气象——农业与气象条件关系的朴素见解2.近代农业气象——鲁托维奇的第一本《农业气象学》3.现代发展时期——19世纪初（一）中国古代农业气象成就●有关天气的谚语上天同云，雨雪雰雰。——天上出现略带红色的云时，就将下雪。朝隮(ji,虹)于西，崇朝其雨。——早上西边如果下雨，并出现彩虹，那么就可以预测本地也将会下雨。《吕氏春秋》（战国）《氾胜之书》（西汉）《齐民要术》（北魏）《农书》（宋、元）《农政全书》（明）《二十四节气》••••••三、中国农业气象发展历程●农时、节令、授时、农候占验“顺天时，量地力，则用力少而成功多，任情返道，劳而无获。”“二月上旬及麻菩杨生者为上时，三月上旬及清明节桃花为中时，四月上旬及枣叶丛生，桑花落为下时”——《齐民要术》（北魏）“伎儿鸟春来则种禾，秋去则种麦。”——《宋本太平寰宇记》（宋）●农田小气候利用与改良技术“冬雨雪止，辄以蔺之，掩地雪，勿使从风飞去，后雪复蔺之；则立春保泽，冻虫死，来年宜稼。”——《氾胜之书》（西汉）●农业气象灾害防御技术““凡五果花盛时，遭霜则无子，常预于园中，往往贮恶草生粪。天雨新晴，北风寒切，是夜必霜；此时放火作煴，少得烟气，则免于霜矣。”煴音yún，意思是没有火焰的暗火。——《齐民要术》（北魏）这里对霜的危害、预防以及预报等，都是符合现代农业气象科学的。（二）中国近代农业气象学的发展中国的近代气象观测于19世纪中叶开始由西方国家在沿海陆续兴建，辛亥革命以后才开始兴办气象站。1912年直隶农事试验总场设立了农业测候所。1922年竺可桢发表“气象与农业之关系”一文，成为中国农业气象学的奠基人。30年代40年代蒋丙然、涂长望等我国气象学家陆续发表了一批农业气象论文，编写出版了《农业气象学》教材。但总的看，由于长期战乱，中国农业气象事业基本处于停顿状态。(三)中国现代农业气象学的发展1、初创探索时期（1953～1958年）1953年3月，经中国科学院副院长竺可桢的倡导，中国科学院与农业部协商，由中国科学院地球物理研究所与华北农业科学研究所合作，在华北农业科学研究所成立了农业气象组。此后，各大区和部分省相继成立农业气象研究机构。1957年中国农业科学院成立后扩大为农业气象研究室，人员由中国农业科学院、中国科学院地理研究所和中央气象局三方派人组成。1957年起中央气象局在全国建立了一批农业气象试验站。1958年中央气象局为适应全国农业气象业务工作开展的需要成立农业气象研究室。1953年北京农业大学（现中国农业大学）招收了我国第一批农业气象研究生，同年农业部委托军委气象局举办首届农业气象训练班。1954年开始陆续编制农业气象观测方法的有关规定。1954年中央气象局成立了农业气象组，同年改为农业气象科。1955年开始在全国布置一些台站开展农业气象观测。1956年北京农业大学创办了农业气象专业。1956年中央气象局改农业气象科为农业气象处，形成了系统的农业气象业务管理体系。2、发展—调整—稳步发展时期（1958～1965年）

1960年南京气象学院成立农业气象系。其他一些农业院校和气象大中专院校也先后设立过农业气象专业，全国绝大多数农业院校都开设了农业气象课。

1963年在《全国农业发展纲要》中增加了加强农业气候和农业气象以及农业区划的内容。

1964年，竺可桢发表论文“论我国气候的几个特点及其与粮食生产的关系”。

1965年，黄秉维发表论文“发展农业生产的途径与农业自然条件的研究”。另外，该时期农业气象灾害指标和农田小气候等研究取得了较大的进展。1969年中央气象局的农业气象工作被取消。1971年中国农业科学研究院农业气象研究室下放到地方，各地的农业气象机构也多被下放、合并或撤消。农业气象高等教育停止招生。3、停滞时期（1966～1976年）1977年农业气象高等教育恢复。80年代以后许多院校建立了农业气象的硕士点，2005年以来中国农业科学院、南京信息工程大学（前南京气象学院）、中国农业大学（前北京农业大学）先后设立了以农业气象为主要内容的博士点，标志着中国的农业气象教育事业已形成完整的体系。1978年中国气象学会农业气象专业委员会成立。1981年中国农学会农业气象研究会成立（1992年改为农业气象分会）。1979年中国农科院创办了《农业气象》，1988年改为《中国农业气象》，是我国目前唯一公开发行的农业气象专门学术刊物。4、重建发展时期（1977年以后）20世纪70年代末至80年代初开展全国农业气候区划工作，并在90年代进一步深化细化，为我国农业生产的合理布局提供了基本依据。20世纪80年代中期以后我国农业气象科研和业务进入稳定发展的新时期，建设了居世界先进水平的全国农业气象观测和业务网络，开展了一批有影响的农业气象科研项目，如作物产量气象预报、作物生长数值模拟、亚热带山区气候资源开发利用、重大农业气象灾害防御技术等。国际学术交流日益活跃，从1979年起中国开始参加世界气象组织农业气象委员会的各项活动，除派出大量人员出国参加学术交流与考察、进修外，在中国也召开过多次农业气象国际学术会议。世界气象组织还在南京建立了农业气象培训基地。

四、国外农业气象学的主要进展1735年，法国DeRéaumur提出热量常数的概念，指出各种作物完成每个发育期都需要相应的温度总和。1854年，L.Blodge在美国政府的农业报告中发表了一篇农业气象报告。1854年，俄国Д..Рутович出版了世界第一本《农业气象学》，标志着农业气象学科理论体系的初步形成。1854年，L.Blodge首次提出农业气候相似理论。1、近代农业气象学进展1872年起，美国国家天气局开始发布每周天气和作物公报，这是最早的规范化农业气象业务工作。1875~1878年，F.Haberlandt给出了大多数作物的积温指标。1880年，在奥地利举行了首次国际农业和森林气象学会议。1881年，德国R.Assmann发起成立了农业气象协会，并根据250个观测站的资料编印《农业气象月报》。1885年，俄国建立了世界上第一批12个农业气象站，И.Броунов于1897年成立了俄国的农业气象机构，组建了农业气象站网，按照平行观测原则制定了农业气象观测方法。从1922年起编制农业气象旬报。1913年，国际气象组织（IMO）设立了农业气象委员会（CAgM）。1919年，美国W.W.Garner和H.A.Alard发现了光周期现象并逐步形成了光周期理论。1927年，德国R.Geiger出版了《近地面气层气候》。1937年，苏联Г.Т.Селянинов出版了《世界农业气候手册》。1939年，G.Azzi将农业气象学与农业生态学联系起来，划分了意大利小麦自然地理区，开创了农业气候区划的先河。1945