緒論一、氣象學的研究物件：大氣圈
專門研究大氣中物理現象和物理過程的學科——氣象學
二、氣象學分為三個部分：大氣物理學、天氣學、氣候學。
三、農業生產與氣象的關係：
1、它作為自然資源為農業生產直接或間接的提供它們所需要的能量與物質。
2、農業生物的生命過程必然要受到氣象條件的有利與不利的影響。
3、通過氣象條件對外界其他因子的作用，從而綜合影響農業生產。
4、氣象條件中光、熱、水、氣等因子的不同組合對農業生產會有不同的影響。
四、農業氣象學的研究物件和任務：
（一）農業氣象學的研究物件：
農業氣象學是研究農業生產中所有氣象問題及其解決途徑的一門科學。
（二） 農業氣象學的任務：
1、對農業氣候資源進行分析、利用和區劃。
2、確定農業氣象指標，根據指標鑑定氣象條件對農業生物生長發育和產量的影響。
3、研究農業氣象災害發生規律及防禦措施。
4、開展農業氣象測報、預報和情報的服務工作。
5、農業與氣候的調節、利用和改造研究。
五、 農業氣象學的研究方法：
1、平行觀測法 2、地理播種法 3、分期播種法 4、地理分期播種法
5、人工氣候法 6、氣候分析法 7、統計分析法和**分析法
8、氣象衛星遙感、地理資訊系統和全球定位系統技術的應用
第一章大氣
§1 大氣圈概述
一、大氣的組成：幹潔空氣 + 水汽 + 固體雜質 + 液體微粒 = 大氣
1、幹潔空氣：除掉水汽、固體雜質和液體微粒的混合空氣。
作用：幹潔空氣中對天氣和氣候影響明顯的有co2、o3兩種氣體。
co2最大特點：對太陽輻射吸收很少，主要吸收和放射長波輻射。對大氣有增溫作用，被稱為「溫室氣體」。
地球之上的臭氧層如同保護傘：o3吸收太陽紫外輻射，阻止過多紫外線到達地球。
2、水汽：其**於下墊面，因而越靠近地面水汽含量越多。
作用：①水汽是造成天氣變化的基礎，具有成雲致雨的作用。
②能強烈吸收地面輻射，同時向周圍放出長波輻射，有保溫作用。
③在水相變化中吸收、放出熱量，對地面和大氣的熱狀況有一定作用。
3、固雜：塵埃、塵土、汙染粒子等。
4、液微：主要以雲、霧的形式存在於空氣中。包括過冷卻水滴、冰晶、雲滴，
二、大氣的結構：垂直分為五層：
對流層：為雲、霧、雨、雪發生的主要層次，是氣象學研究的重點層次，但不足大氣厚度的1％，平均厚度為十幾km。
三大特徵：①氣溫隨z公升高而降低，氣溫直減率γ= -dt/dz；
②氣象要素水平分布不均勻；
③對流運動強。
一般來說，對流層厚度從赤道向兩極減小，分布特點為：
a.低緯度：17～18km；b.中緯度：10～12km；c.高緯度：8～9km
大氣層的垂直分層：
§2、大氣與農業
在大氣中，對農業生產影響較大的氣體成分有co2、n2、o2、o3、h2o等。
1、o2：佔整個大氣容積 23.15％（五分之一以上），**大氣中氧的主要**，是在海洋、湖泊等水體表面的浮游生物——藻類。
氧是一切生物生存和消失的基本保證，被人們稱為「有生命的氣體」。
2、co2：二氧化碳是植物光合作用製造有機物的主要原料。植物在光合作用中吸收二氧化碳，又通過呼吸作用釋放出二氧化碳。
1）增加co2濃度，可以延緩葉片衰老，使葉片有較長的時間維持較活躍的光合作用，這對
作物增產是有利的。
2）增加co2濃度將增加葉片水份散失時氣孔的阻抗，提高單位用水所產生的生物量，故在
缺水的地區，增加co2將起到增產的效果。
3、 n2：佔整個大氣容積 75.52％（3／4以上），雷電是製造天然優質的「氮肥廠」。
據測算，一場大雷雨能製造 4－5 萬噸優質氮肥，全年雷雨可製造氮肥 1000 萬噸以上。
氮能降低大氣氧濃度，緩減氧化作用，並為植物生長時不可缺少的養料。全球每年可從大氣中得到 250 萬噸氮。
§3、主要的氣象要素
氣象要素是指表示大氣中物理現象的物理量。如：氣壓、溫度、濕度、風向、風力、雲、能、天、降水、日照等。
1、溫度： 表示空氣冷熱程度的物理量。
1）攝氏溫標（℃）：0－100℃
2）絕對溫標（k ）：273－373 k （絕對零度－273 k ）
3）華氏溫標（ ℉ ）：很少國家用（美國…）32－212
三種溫標換算：
c＋5／9（f－32）
f＝9／5c＋32
k＝c+273
2、氣壓：任一高度的氣壓就是在這個高度上單位面積所承受的大氣柱重量：p=mg/a=mg。
1）單位：百帕（hpa）或毫巴（mb）、mmhg、大氣壓
1百帕=3/4mmhg；1個大氣壓=1013.3hpa。
2）大氣靜力學方程：條件是在鉛直方向上大氣無運動。
dp= -ρgdz
該方程表明了氣壓隨高度的變化，負號表示dp與dz實際上方向相反。
3、濕度：表示空氣潮濕程度或水汽含量多少的物理量。
(1) 水汽壓和飽和水汽壓：
水汽壓e：大氣中水汽所具有的壓強。單位同氣壓，mb、mmhg
飽和水汽壓e：在一定溫度下，單位體積的空氣所能容納的最大水汽壓強。
e∝t，e與溫度成正比。e=ρrt；e∝t，ｅ也與溫度成正比。
（2）相對濕度f：f=e/e×100﹪，e與e要在同溫下的比值才是f。
f反應了空氣距離飽和的程度。f=100﹪時， e=e，空氣達到飽和。
（3）飽和差d：d=e – e 在溫度相同時，e與e的差值。
d也反應了空氣距離飽和的程度：
d=0時，空氣飽和；d＜0時，空氣過飽和；d＞0時，空氣未飽和
（4）**溫度td：空氣中水汽含量不變，氣壓一定時，降低溫度，使空氣飽和，達到飽和時的溫度就叫td。
一團幹空氣與一團濕空氣在同溫下共存，哪一團空氣的td更高？
水汽含量愈多，td愈高（欲達到飽和需降低溫度的度數愈少），反之亦然。
第二章輻射
§1 輻射的基本知識
（一）什麼是輻射：
1、定義：自然界所有物體都以電磁波的形式時刻不停地向外放射能量，這種放射形式稱為輻射，放射的能量稱為輻射能，又稱輻射。
2、輻射能以波長分類：
（1）可見光：0.76～0.4um，可分為紅……七色光
（2）紫外光：λ＜0.4um（x射線、γ射線等）
（3）紅外光：λ＞0.76um（無線電波）
3、氣象學中研究的輻射能：
太陽輻射：0.15～4um，為短波輻射；地、氣輻射：3～120um，為長波輻射。
（二）物體對輻射的吸收、反射、透射：
qa+qr+qd=q；qa/q+qr/q+qd/q=1；a+r+d=1 a：吸收率；r：反射率；d：透射率
不同物體對不同波長的吸收、反射、透射各不相同。
能全部吸收所有波長的輻射的物體我們稱之為黑體：a ≡ 1
（三）輻射差額（r）：
在一定時段內，物體吸收的輻射能量與放出的輻射能量的差值。r=收入-支出
r＞0，收＞支，熱量贏余；r＜0，收＜支，熱量虧損；r=0， 收=支，熱量平衡。
（四）有關輻射的基本定律（自學）：
1、基爾霍夫定律：
（1）定律：在一定溫度下，任何物體對一定波長的放射能力與吸收率之比為一常數。
即：iλtb= iλt/ kλt λt：同溫同波長相比
（2）推論：
①對於同一物體：放射能力強的，吸收能力也強。
②對於同一物體：在一定溫度下吸收一定波長的能量，則在相同溫度下，也同時放射這種波長的能量。
③乙個非黑體的放射能力與吸收率之比等於在同溫度下黑體的放射能力。
2、史蒂芬—玻爾茲曼定律（專門研究黑體）：
黑體的放射能力與絕對溫度的四次方成正比： etb=σt
σ：玻爾茲曼常數，σ=5.67×10-8 w/m2·k4
黑體放射能力隨溫度公升高而公升高。已知溫度時，可以計算該黑體在同溫度下的放射能力
3、維恩位移定律（黑體）：
黑體放射能力極大值所對應的波長與其表面絕對溫度成反比。λmt=c=2897μk
§2 太陽輻射
一、太陽輻射光譜和太陽常數：
1、太陽輻射光譜：太陽輻射中輻射能量按波長的分布。主要波長範圍是：0.15～4um。
2、太陽常數i0：在日地平均距離時，大氣上界在垂直於太陽光線的單位面積上單位時間內所接受的太陽輻射能量。i0=1.95卡/cm·分=1367w/m2
二、太陽輻射在大氣中的減弱：
1、吸收作用：大氣吸收後變為自身能量。
2、散射作用：大氣中的質點對太陽輻射的散射。沒有變成質點自身的能量。
3、反射作用：大氣中云對太陽輻射的反射作用最強，反射率平均為50～55﹪。
大氣對太陽輻射減弱:反射＞散射＞吸收
三、到達地面的太陽輻射：（45﹪）——總輻射（q+q）
1、直接輻射q：太陽以平行光的形式直接照射到地面。
（1）影響q大小的因子：太陽高度角h與大氣透明度。
所以h小，q小；h大，q大。大氣透明度好，q到達地面多。
（2）q的時空分布規律：取決於h的大小。
時間分布：年變化：冬季h小，q小；夏季h大，q大。
日變化：晨昏q小，正午q大。
空間分布：低緯度q大，中、高緯度q小。
2、散射輻射q：影響q的因子是q：q增大，q增大。
所以一年內夏季q最強，一天內正午q最強。
3、總輻射：q+q，主要取決於h：
（1）日變化：中午12點達到最大，晨昏最小。
（2）年變化：夏季強冬季弱。
（3）空間變化：緯度愈低，總輻射愈大。根據北半球的情況，有效總輻射的最大值出現在20°n。
我國總輻射值大小，受地形、天氣氣候不同影響，呈非規律分布。
**（藏北高原、柴達木等地）最高：669－ 794kj/cm2·a
青海、新疆、內蒙、黃河流域（西北、華北）次之： 501－669kj/cm2·a
長江流域和大部分華南地區：376－501kj/cm2·a
四川盆地最少：376kj/cm2·a
四、地面對太陽輻射的反射：投射到地面的輻射，並非完全被地面吸收，其中一部分被地面所反射。
陸地＞海洋；乾土＞濕土；平整＞粗糙；淺色土＞深色土，雪地反射率最大。
§3 地面和大氣的輻射
一、地面、大氣的輻射和地面有效輻射：
（一）地面輻射（eg）：地面以長波輻射的形式，將所吸收的熱量傳給大氣。
據統計，約75—95%的地面長波輻射，被近地表40—50m大氣吸收，並又以長波輻射形式將熱能向上一層一層傳給更高一層大氣，以此加熱大氣溫度。
（二）大氣逆輻射（ea）：
大氣以長波輻射的形式向地面傳輸的能量就是大氣逆輻射。
氣象學複習
農業氣象學 第一章大氣 一 名詞解釋題 氣象要素 構成和反映大氣狀態的物理量和物理現象。主要包括氣壓 氣溫 濕度 風 雲 能見度 降水 輻射 日照和各種天氣現象等。2 填空題 1.幹潔大氣中，按容積計算含量最多的四種氣體是 氮 氧 氬和二氧化碳 2.大氣中臭氧主要吸收太陽輻射中的紫外線 3.大氣中二...
氣候與氣象學複習
1.氣候和天氣天氣是某一地區在某一瞬間或時間內的大氣狀態和大氣現象的綜合。是短期過程。氣候是只在太陽輻射 大氣環流 下墊面性質和人類活動在長時間相互作用下，在某一時段內大量天氣過程的綜合 2.氣候系統似乎乙個包括大氣圈 水圈 陸地表面 冰雪圈和生物圈在內的，能夠決定氣候形成 氣候分布和氣候變化的統一...
氣象學實習
實習三 能見度 氣壓 輻射和風 能見度一 概述 能見度觀測是氣象站判斷某些天氣現象及強度的重要指標,其在保障航空和地面交通安全及大氣汙染研究方面發揮著重要作用。能見度是表徵氣團特性的要素之一。氣層穩定時,氣溶膠多分布在低層大氣中,使能見度變壞 而當氣層不穩定時,由於對流和湍流的作用,將水汽 雜質帶至...