教 案
课 程,农业气象学
学 时:36学时
班 级:园林
教 师:刘丽华
黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学
教学进度计划课程名称：农业气象学 专业年级,园林 授课教师：刘丽华周 次
学 时
教 学 内 容
备 注
1
2
气象学、农业气象学的定义和任务；大气的组成及结构，辐射的一般知识。
2
2
太阳辐射在大气中的传播规律及减弱方式和影响减弱的因子
3
2
土壤表面的热量平衡及热特性，水面温度的变化。
4
2
对流层的逆温现象及产生原因，空气湿度的表示方法
5
2
大气中水汽凝结的条件,降水特性的表示方法。
6
2
气压场的表示方法，风及其变化情况。
7
2
大气环流模式，主要的地方性风。
8
2
气团和锋等主要的天气系统及它们的分类和天气特征，天气预报简介。
9
2
主要灾害性天气及其防御方法。
10
2
气侯的概念与形成，中国气侯的基本特征，气候的形成因子。
11
2
地形起伏对气候的影响，冰雪覆盖对气候的影响。
12
2
人类活动对气候的影响，主要表现在大气成分和下垫面性质。
13
2
气温和降水的地理分布，气候分类的基本原理，世界气候分类方法。
14
2
气候变化的史实，气候变化的可能原因。
15
4
实验一和实验二
16
4
实验三和实验四
说明：此教案以2学时为单位（即一讲）编写。
绪论
一、教学目的要求：
通过本绪论的讲授，使学生掌握气象学与农业气象学的区别，了解农业气象学的任务。
二、教学方法：采用课堂教学。
三、重点：
气象学与农业气象学、气象要素与农业气象要素、天气与气候的区别。气象学研究对象、方法和农业气象学研究对象、方法的区别。
四、教学时数：1学时五、教学内容：
第一讲
气象学与农业气象学一、气象学
（一）气象 简单地说，大气物理现象称气象。如风云雨雪、虹晕雷电、冷暖干湿。
（二）气象学 研究大气的物理过程和物理现象的一门科学称气象学。
二、气象学的分支（解释以下定义）。
（一） 天气学
（二） 气候学
（三）大气污染学
注：近年来环保专业开设了这门课。农业气象学中不作为重点介绍。
（四） 大气物理学
注：属气象专业学习范畴。农业气象学所牵涉到的内容不需讲得太深。
三、气象学的研究对象
简单地说,研究对象为大气中的物理过程和物理现象。
四、气象学的研究任务
（一） 把大气当作研究的客体,从定性和定量两方面来说明大气的特征。
（二） 研究导致大气现象发生和发展的能量来源、性质及其转化。
（三） 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
（四） 应用上述规律，控制自然和改造自然、造福人类。
五、农业气象学的研究对象(对比气象学)
农业气象学是应用气象学最大部门，研究对象是大农业，包括农、林、牧、副、渔。
六,农业气象学的任务(对比气象学)
（一）对农业气候资源进行分析、利用和区划。
（二）确定农业气象指标，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。
（三）研究农业气象灾害发生规律及防御措施。
（四）开展农业气象测报、预报和情报的服务工作。
（五）农业与气候的调节、利用和改造研究。
第二节 大气的组成和垂直结构一、大气的组成和大气污染
（一）大气的组成(学习各组成成分的作用)
1、干洁空气
2、水汽
3、固体杂质
（二）大气污染（从概念、种类、形成环节上分析）
二、大气的垂直结构
(一)根据不同高度气层的特点，可从地面到大气上界将大气层分为五层（图示法讲解）
外层
800 KM
暖层
85 KM
中间层
55 KM
平流层
12KM
对流层
0 KM
(二)根据空气质点所受摩擦力的大小分两层摩擦层：在1-2km高度以下的气层自由大气：在1-2km高度以上的气层思考题
1．农业气象学与气象学的根本区别在什么地方？
2．气象学与农业气象学的研究对象、任务是什么？
参考书
1．李来胜主编，《农业气象学》，成都科技出版社出版，1994年
2．中国农科院农业气象研究室主编，《中国农业气象学,气象出版社出版，2000年
3．陈家豪主编，《农业气象学》，中国农业出版社出版,1999年
第一章 辐射
教学目的要求本章是气象要素的重点章，通过1个学时的课堂讲授和2个学时的多媒体辅助教学，要求学生掌握太阳辐射、地面辐射和大气辐射以及净辐射的变化规律。
二、教学方法 采用传统授课与多媒体辅助教学相结合。
三、本章重点太阳辐射（特征）变化规律，地面有效辐射和净辐射。
四,本章难点太阳高度角，方位角。
五,教学时数 3学时(1学时的课堂讲授、2学时的多媒体辅助教学)
六、教学内容
第一节 辐射的基本知识一、辐射的一般知识
(一)概念：绝对零度以上以电磁波和粒子的形式向四周放射能量，称辐射。
粒子性
(二)根据定义分析辐射的性质,
波动性
（三）表征辐射特性的物理量：(分别解释以下物理量)
1,辐射通量
2,辐射通量密度（F）
3,辐射强度（I）
4,光照度（光照强度）
二、辐射的基本定律的学习三、物体对辐射的吸收、反射、透射
a+r+t=1
四、太阳辐射
太阳表面温度6000K，中心达2万多度，是一个炽热的火球体，同样以电磁波和粒子的形式把太阳能辐射到地球上，称太阳辐射。
大气上界的辐射光谱：红外线为43%，紫外线为7%，可见光为50%。
太阳辐射的特征用太阳辐射光谱、光强、光照时间来表述。
第二节 太阳辐射时间长短一、日地关系二、地球的自转和公转
三、太阳高度角和方位角用多媒体演示。通过多媒体教学，学生可以从地球绕太阳公转，自转的动画中直接掌握四季形成，昼夜的长短及高度角、方位角的计算。
第二讲
第三节 太阳辐射在大气中的减弱本节主要解决：
1.大气对辐射的减弱方式。
2.太阳辐射穿过大气层能量和光谱比例成分的减弱规律。
第四节 到达地面的太阳辐射一、到达地面的太阳辐射能量
（一）直接辐射（Sˊ）
Sˊ= S0.Pmsinh
S0为太阳常数，P为大气透明系数，h为太阳高度角。
（二）直接辐射（D）
假设散射辐射一半返回宇宙空间，另一半在不考虑大气吸收作用下到达地面则散射辐射的强度为：
D=S0/2（1-Pm）sinh
（三）总辐射（Q=Sˊ+D）
（四）总辐射的变化
1．日变化:夜间为零，日出后逐渐增大，午后又开始减少。
2．年变化:最大值出现在夏季，最小值出现在冬季。
（五）日照与日照百分率太阳光在一天中实际的照射时数称日照，以小时为单位。
日照百分率=实际照射时数/可照时数×100%，大小说明一地的光能与降水充足与否。
二、到达地面上的太阳辐射光谱红外线和红光随太阳高度角减小而增多（解释朝霞不出门，晚霞行千里）；紫外线、
蓝紫光随太阳高度角增大而增多（解释天空蔚蓝色原因）；可见光随高度角增大，阴天变化比例不大，晴天增加。
第五节 地面有效辐射和地面净辐射一、地面辐射地球表面化温度300K，按照自身的温度直接放射出长波辐射，称为地面辐射。
二、大气辐射
1、概念,大气主要吸收地面辐射，同时又按自身的温度向外放射辐射的现象。
2、大气逆辐射：朝向地面的这部分辐射。（图示说明）
3、温室效应,透过太阳短波辐射，阻挡地面长波辐射。
三、地面有效辐射
F0=Eg-σEa
F0为地面有效辐射，Eg为地面辐射，σ为地面吸收率或称吸收系数，Ea为大气逆辐射。
四、地面辐射差额（又称辐射平衡、辐射收支、净辐射）
表达式,晴天 R=（Sˊ+D）（1-r）-F0
阴天 R=D（1-r）-F0
晚上 R=-F0
含义：R为地面辐射差额，Sˊ+D为总辐射，F0为地面有效辐射。
第二章 温度
一、教学目的要求通过本章讲授,学生应重点掌握土温、气温及水温的变化规律。
二、教学方法 采用课堂讲解，挂图辅助。
三、本章重点 气温的变化规律。
四、本章难点 大气稳定度、绝热变化。
五、本章教学时数3学时六、教学内容
第三讲
第一节 土壤温度的变化一、土壤表面的热量平衡
（一）土壤表层的热量平衡白天：Q1=R-M-B-LE 晚上：Q2=-R+M+B+LE 昼夜：Q=±R±M±B±LE
解释各项物理含义。
（二）土壤表面的热量平衡
±R±M±B±LE=0
解释各项物理意义二、物质热特性 导热率（λ）：概念什么叫热特性？主要包括 热容量（CV）：概念导温率（K）：概念
三、土壤温度的日变化和年变化
（一）土温的日变化
一天中最高值出现在13h，最低值在天亮前，解释原因。
1,太阳高度角
2.导热率影响土表温度日变幅大小的因素：3.土壤热容量
4.云量
5.地形
6.土壤颜色
(二）土温的年变化最热月出现在7、8月,最冷月出现在1、2月。
四、土温的垂直分布绘图解释土温的分布的四种类型水温的变化一、水的热特性(水、陆增热和冷却差异的原因)
1．水的热容量大，升、降温缓慢。
2．水为半透明体，热量透射到10cm以下，到100m左右水层吸收，
3．水的传热方式不一样，为流体运动，比分子传热快几千倍。
4．水面蒸发耗热大于陆面。
二、水温的日变化和年变化
1．日变化最高值在15～16h，最低值出现在日出后3个小时（8—9h）。
2．年变化最热月8月，最冷月2～3月。
第三节 气温的变化一、气温的日变化和年变化
（一）气温的日变化最高值出现在14h（冬天），夏天最高值出现在15h时左右，最低值出现在天亮前（5-6h）。
气温日较差要受到以下因子的影响：
1．纬度，高纬度日较差小，低纬度日较差大。
2．天气，晴天日较差大，阴雨天日较差小。
3．云量,多云日较差小，少云日较差大。
4．地形，凸地（脊地）日较差小，凹地（谷地）日较差大。
5．海拔高度，高海拔日较差小，低海拔日较差大。
6．下垫面，海洋日较差小，大陆日较差大。
（二）气温的年变化最热月大陆7月，海洋8月，最冷月大陆1月，海洋2月。
年较差要受到以下四个因子影响：
1．纬度，高纬度年较差大，低纬度年较差小，举例说明。
2．距海远近，近海年较差小，远海年较差大。
3．海拔高度与地形，高海拔比低海拔年较差小，凸地比凹地年较差小。
4．云和降水，雨季年较差小，干季年较差大。
（三）气温的非周期变化第四讲
二、对流层的逆温现象晴天白天气温随高度升高而升高，称逆温。
(一)产生逆温的主要原因有：
1．辐射 2．平流 3．空气下沉，在山区常发生逆温。
(二)逆温在农牧业上的应用：（详细说明）
1．农副产品贮藏 2．防治病虫害，喷药方法 3．冬季熏烟防霜 4．在山区进行综合开发利用，考虑逆温层的分布规律，充分利用冬季逆温现象，为家畜选择比较温和的冬营地。
三、气温的绝热变化什么叫绝热变化，先举自行车打气的例子，再延伸到空气。空气上升、下降没有与周围发生热量交换的过程称绝热过程 。
干绝热递减率：1℃/100m，称干绝热递减率。湿绝热递减率：0.5℃/100m。物理含义：同一气块在不同高度上气温的变化。
四、大气稳定度的概念气块受到垂直方向扰动后，大气层结使它具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度，称为大气稳定度。
五、绘图解释判断大气稳定度的依据思考题
1．气温递减率与绝热递减率的区别。
2．导热率与热容量的区别。
3．地温（土温）和气温的时空变化规律。
参考书中国农科院农业气象研究室编《中国农业气象学》，中国农业出版社出版，2000年。
第三章 水分
教学目的要求通过本章讲授，学生应掌握蒸发、蒸腾、蒸散、蒸腾系数、蒸腾效率、水分有效利用率的区别。掌握凝结条件和致雨条件的区别，降水的特性。掌握空气湿度，降水，蒸发的测定。了解云的分类和特点。
二、教学方法 采用传统课堂讲授2学时,多媒体辅助教学1学时(包括云图播放)
三、本章重点 相对湿度的变化规律，成云致雨条件，降水的特性和应用。
四、本章学时数3 学时五、教学内容第一节 空气湿度水分是植物的生活因子，有收无收在于水，收多收少在于肥。大气中的水分来自江河湖海的蒸发及植物的蒸腾，悬浮在大气中的水分称空气湿度，落下的水分称降水。首先对大气湿度要有了解。
水汽压(e)
绝对湿度(a)
一、空气湿度的表示方法 饱和水汽压（E）
(定义、公式) 相对湿度（r）
饱和差（d）
露点温度（ τ ）
二,空气的湿度变化
1．水汽压的日变化
（一）水汽压的变化
2．水汽压的年变化
1．相对湿度的日变化
（二）、相对湿度的日变
2,相对湿度的年变化
第二节 蒸发、蒸腾、和蒸散一、水面蒸发
V=k(E-e)/P
二,饱和水汽压
（一）饱和水汽压与温度的关系
随温度的升高迅速增大，随温度的降低迅速减小。
（二）饱和水汽压同蒸发面性质的关系
1．在同一温度下，冰面的饱和水汽压小于水面，溶液面的饱和水汽压小于纯水面。
2．饱和水汽压同蒸发形状关系 凹凸面饱和水汽压最大，水分子最地易跑出；凹面饱和水汽压最小，水分子最不易跑出；平面饱和水汽压居中，跑出的水分子次之。
三、土壤蒸发
1．土壤水分蒸发的三个阶段
第一阶段
当潮湿时，蒸发是在土壤表面进行的，土壤中的水分沿毛细管上升，到达土壤表面进行蒸发。此时，土壤的蒸发速率近似于水面蒸发速率，蒸发强度主要决定于土壤温度、饱和差、风等气象因子。
第二阶段
土壤含水量减小到田间持水量70%以下，土壤表层变干，含水量减少，表层形成一个干涸层。水分在土壤中进行蒸发之后，通过土壤孔隙扩散到土壤表面。由于水汽在土壤中的扩散比大气中慢得多，所以，这时的蒸发速率要比水面小些，土壤水分的蒸发速率主要决定土壤中的含水量。
第三阶段
当土壤表层非常干燥时，土壤毛细管的供水作用停止，蒸发仅发生在深层土壤中，水汽通过土壤孔隙，再扩散到大气中去，蒸发的速率比同样条件下水面的蒸发小得多。
2．影响因素(分析)
（1）土壤结构（2）地形和方位（3）地下水位 （4）土壤颜色 （5）植被覆盖 调节土壤水分蒸发措施：①松土 ②镇压 ③深中耕
四,植物蒸腾植物体表面蒸发水分的过程称为蒸腾。
阻抗公式E=k（eS-ea）/ (ra+rs)
eS、ea分别蒸发面与空气的水汽压，ra、rs分别为空气和叶子阻力，K为气孔充分张开时rs为1或2s/cm；
植物蒸腾所消耗的水分，用蒸腾系数来表示。蒸腾系数是作物形成一克干物质所消耗的水量，即：
KT=Tu（水）/rd（干物质）
五、蒸散蒸散为蒸发和蒸腾之和
（一）蒸发与单纯土面蒸发的区别
1．蒸散不仅限于土面水分的蒸发，还包括植物根层的水分。
2．植物通过叶面气孔的张开和关闭，可以调节植物的蒸腾。
3．蒸腾作用主要在白天进行，而蒸发日夜都在进行。
4．蒸散中的蒸发面，不仅是土壤表面，而且还包括植物的叶面。
（二）影响蒸散的因素
1．土壤水分与土壤毛细管传导特性
2．辐射差额
3．植物因素
第五讲
第三节 凝结物一、凝结的概念
由汽态转化为液态的过程称为凝结，由液态直接转化为固态的过程称为凝华。
一要空气达到饱和二、大气中水汽凝结的条件为：
二要有吸湿性凝结核存三、地面上的凝结物
（一）露和霜 露点温度＞0℃形成露，＜0℃形成霜，露和霜对作物都有利。
（二）雾淞和雨淞
1、雾淞 有雾时，当微风把雾滴吹到冷地物的垂直面时，形成雾淞。东北和华北称树挂。
2、雨淞 是形成在地面和地物或树木的迎风面上，透明的或毛玻璃状的冰层，它是在寒天或早春气温为0~5℃时，由雨滴毛毛雨在下降过程中碰到树枝、电线或其它冷物体等在其表面上冻结而成。
四、近地气层的凝结物
当近地气层空气中的温度降到露点以下时，凝结成水滴，冰晶飘浮在空中，形成乳白状，使人的视远能力不到1000km的现象，称雾。
辐射雾雾的分类,平流雾
混合雾雾对生产有利,“高山云雾出浓荼，生姜长在瓜棚下”有利。
有弊：湿度大，有利病虫害发生发展，减弱植物光合作用，大雾还影响交通。
五、自由大气中的凝结物—云根据云的形成状、云高、云量将云分为四大族，十大属，二十九类。采用多媒体放云图，可看到100多种全国各地出现的云、罕见的天气现象。
第四节 降水一、降水的形成
云滴凝结增大，合并碰撞增大，相互吸引增大。
二、降水的种类
（一）雨
降落到地面的液态水称为雨。
1．连续性降水按其性质可分为 2．阵性降水
3．毛毛雨
（二）雪
（三）霰
白色不透明的小冰球，其径小于1mm称霰，大于1mm称“雪子”或“米雪
（四）雹
三、降水特性的表示方法
（一）降水量
指单位时间降落到单位面积上未蒸发渗透的水层厚度，以mm表示，称降水量。广义降水包括水平方向上的露、霜、雾。
（二）降水强度单位时间内的降水量mm/d表示。小雨 0.0~10.0mm/d，中雨10.1~25.0mm/d，大雨 25.1~50.0mm/d,暴雨50.1~100.0mm/d,大暴雨 100.1—200.0mm/d。
（三）降水变率
表示降水量年际之间变化程度的统计量称变率。
1．绝对变率 绝对变率=某地某年或某月实际降水量—历年平均降水量有正负值，用绝对值相加，求平均，得出平均绝对变率。
2．相对变率 相对变率=绝对变率/历年平均降水量×100%
＞25%，采取预防措施，干旱或洪涝，＞50%，特大干旱或洪涝，什么措施都不用采取，徒劳无功。这两个指标全省通用，有点差别，不是很大。
（四）降水保证率
某一界限的降水量在某一段时间内出现的次数与该时段内降水总次数的百分比，叫做降水频率，降水量高于（或低于）某一界限值的累计频率，叫做降水保证率.
四、大气中的水分循环了解水分内外循环，主要改造一地的干燥气候。通过植树造林加大蒸腾量，降低大气凝结高度，增加降水量。
思考题
1．水分凝结和降水形成条件的区别。
2．蒸发、蒸腾、蒸散、蒸腾系数、蒸腾效率、水分有效利用率的区别。
3．降水特性的表示方法有几种？降水量和降水相对变率有何区别？
4．水分与牧草的关系参考文献
1．中国农科院农业气象研室主编,中国农业气象》，中国农业出版社出版，2000年。
2．张理主编，《农业气象》，中国农业出版社出版，2000年。
第四章 气压与风
一、教学目的要求通过本章讲授，学生应掌握气压与风的关系，风形成的直接原因。四个力的形成原因与分别作用。风压定律的应用、三圈环流的形成、地方性风的形成与应用。
二、教学方法课堂讲授2学时，多媒体演示2学时（大气环流，季风的形状、地方性风）。采用传统式与多媒体相结合的教学方法。
三、本章重点 空气运动的四个作用力，风压定律、地方性风。
四、本章难点 三圈环流，压高公式。
五、教学时数4学时六,教学内容第六讲
第一节 大气压力一、气压及其单位
（一）气压的概念
单位横截面上铅直大气柱的重量，称气压。单位常用百帕表示
1hPa=102牛顿/米2（N/m2），1mb=1hPa=3/4mmHg≈0.75mmHg
1mmHg=4/3hpa≈1.333hpa。
（二）气压的变化
1．气压随高度的变化
随高度增高，气压降低。
2．压高公式
h=Z2-Z1=18400（1+αtm）LgP1/P2
h表示两地高度差，以米为单位，P1为海拔低处气压，P2为海拔高处气压，
单位为hPa；tm为两地平均温度，以℃为单位，α=1/273
（三）气压随时间的变化
1．气压的周期性变化从它的日变化和年变化两方面分析
2．气压的非周期性变化
举例说明二、气压的水平分布
在等压线密的地区，水平气压变化大；反之，等压线稀疏的地区，水平气压变化小。
三、气压场的表示方法气压在水平方向和垂直方向上的分布称气压场。
（一）等高面
等高面上的等压图也称地面天气图。用来反映气压在水平方向上的分布。
（二）等压面
空间气压值相等的各点所组成的面，称为等压面。
四、气压场的基本形式
（一）高气压（简称高压）
由闭合等压线构成的高压区，中心气压高，四周气压低，气流自中心向四周作辐射下沉运动，也称反气旋。
（二）低气压（简称低压）
由闭合等压线构成的低压区，中心气压低，四周气压高，气流自四周向中心辐合作反时针运动，也称气旋。
（三）、高压脊（简称脊）
从高压区伸出的狭长部分或一组未闭合的等压线向气压较低的一方突出的部分，叫做高压脊，高压脊等压线曲率最大处的连线称为脊线。
（四）低压槽（简称槽）
从低压区延伸出来的狭长部分，或一般未闭合的等压线向气压较高的一方突出的部分，叫做低压槽，曲率最大地方的连线，称槽线。
（五）鞍型气压场（均压场）
两高和两低之间的区域称鞍型场，气压变化小。
第二节 风及其变化一、风的概念空气的水平运动称为风。风的特性：用风向、风速表示。风向：指风的来向，用十六方位表示。风速：单位时间内空气在水平方向上移动的距离，用米/秒（m/s）表示。
二、风的成因
（一）直接原因
气压在水平方向上分布不均匀，是形成风的直接原因。
（二）间接原因
各地受热分布不均，热的地区气压低。冷的地区气压高。
三、作用于空气上的力
（一）水平气压梯度力（G）
G =-1/ρ＊ΔΡ/ΔN
G为梯度力,ρ为水平面空气密度，“—”号为方向，表示气流从高压流向低压。
（二）水平地转偏向力（A）
地转偏向力的大小:
A=2ωVsinφ
A 为水平地转偏向力，ω为地球转动角速度，V为空气运动速度，φ为地理纬度。
（三）惯性离心力（C）
C =V2/r
C表示惯性离心力，V表示空气运动的切线速度，r表示曲线运动的半径。
（四）摩擦力（R）
摩擦力的大小,R=-KV，
R为摩擦力，K 是摩擦系数，V是风速，负号表示空气运动与摩擦力，方向相反。
注意四个力的分别作用：水平气压梯度力是空气运动的主要动力，任何时候不能省略；研究低纬度空气运动时，水平面地转偏向力可以省略，当空气作直线运动时，惯性离心力可以省略。
四、自由大气中的风
（一）、地转风（高空风）
地转风是由水平气压梯度力和水平地转偏向力达到平衡形成的。
高空风压定律：在北半球，背风而立，高压在右，低压在左。 应用举例：看到云往东走，用高空风压定律判断，高压应在南面，低压应在北面。
（二）高空梯度风
在自由大气中，当空气作水平曲线运动时，作用于空气上的力，除了气压梯度力和地转偏向力外，还有惯性离心力，这三个力达到平衡形成的风称高空梯度风。
五、摩擦层中的风
（一） 摩擦风的形成当水平气压梯度力，水平地转偏向力和摩擦力达到平衡时形成摩擦风。摩擦层中的风压定律：在北半球，背风而立，高压在右后方，低压在左前方。举例：如散步时，迎面吹来北风，此时高压在西北，低压在东南。
（二）摩擦层中的梯度风由于摩擦力的作用，无论高压区还是低压区，风与等压线发生相交。在低压区，气流自四周向中心辐合；在高压区气流自中心向四周辐散。
（三）摩擦层中的阵性
风速一阵大一阵小，这种现象称为风的阵性。风的阵性主要由空气乱流运动所引起。
第七讲大气环流一、大气环流模式
（一）单圈环流模式
在假设地表均匀，没有地转偏向力的情况下，仅考虑太阳辐射形成单圈环流。赤道地面终年受热，空气膨胀上升，地面形成低压，赤道上空为高压；极地终年寒冷，空气下沉，地面为高压，极地上空为低压，在不考虑偏向力的作用下，极地地面高压气流流向赤道地面低压，补充了赤道低面流向高空的气流。赤道高空高压气流流向极地高空低压的气流补足了极地地面流走的气流，形成了一个南北闭合的单圈环流，称单圈环流。实际上这种理想化的单圈环流不存在。因为空气一有运动，就有偏向力的出现。
（二）三圈环流模式三圈环流形成用多媒体介绍。
（三）实际环流 由于地表性质不同，使大气环流更复杂。海陆分布、地形起伏等都会影响大气环流。由于海陆的热力性质不同，使沿纬圈分布的气压带被切割成闭合的高、低压中心，如副热带高压常被分割成一个个高压中心，一个在夏威夷群岛，一个在亚速尔群岛。副极地低压带也被分割成一个个低压中心，一个在冰岛，称冰岛低压，一个在阿留申群岛，称阿留申低压。这些被分割断的高、低压中心称大气活动中心。
二、季风
季风指大范围地区盛行以年为周期随季节改变的风。
地方性风地方性风是由于局部地表受热不均引起的，主要地方性风有：
一、海陆风海陆风是由于海陆之间气压的日变化引起，以一日为周期，风向随昼夜改变的现象。白天吹海风,夜间吹山风。
二、山谷风
在山区，常出现一种风向随着昼夜交替而发生改变的风，称为山谷风。白天从山谷吹向山坡，夜间从山坡吹向谷地。
三、峡谷风
在两高地对峙的狭窄谷口，常观测到流速比附近地区大的风，称峡谷风。
四、焚风
空气下沉运动，引起一种温高、湿低的干而热的风，称焚风。在高大的山脉迎风坡多雨，背风坡少雨干燥，很容易引起森林火灾。 我国喜马拉雅山、横断山、大兴安岭、小兴安岭，经常引起森林火灾，大多数属焚风引起。焚风形成示意图可在黑板上画出或者用多媒体演示。
思考题
1．写出气压日变化、年变化的规律，气压与温度的关系。
2．写出四个力的分别作用。熟悉地面和高空风压定律的应用。
3．地面风和高空风是怎样形成的？地方性风包括哪些？季风与海陆风有何区别？
4．写出北半球四个气压带、三个风带，三个环流圈。并解释中纬度环流圈的形成过程。
5．名词解释：大气环流，季风，焚风。
６．风与牧草的关系参考文献
1.中国农科院农业气象学研究室主编《中国农业气象》，中国农业出版社出版2000年。
第五章 天气与灾害性天气
一、教学目的要求
介绍天气学与天气系统的基本知识，掌握常见的几种灾害性天气（如干旱、暴风雪或冷雨、黑灾、白灾、大风与风沙）的机理、对牧业生产的危害及御防措施。
二、教学方法 采用多媒体和课堂讲授相结合的方法
三、本章重点 几种灾害性天气的机理、危害及御防措施。
四、本章难点 锋面及锋面天气
五、教学时数4学时
六、教学内容
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。天气的好坏由天气系统决定。
天气系统：包括气团系统、锋面系统和气压系统。
天气过程,天气系统随空气的分布和随时间的变化过程。
第八讲第一节 天气系统一、气团
（一）气团概念
气团指水平方向物理属性（温、湿度、大气稳定度）比较均匀的一大空气块。
（二）气团的形成和变化
1．气团的形成条件
必须具备两个条件：一是大范围较均匀的下垫面，二是利于空气停滞或移动缓慢的环境条件。
2．气团的变化 不同源地形成的气团具有不同源地的性质。如沙漠形成的气团干热，海洋形成的气团暖湿。气团形成后在适宜的环境条件下离出源地。凡是离出源地的气团都属变性气团。如海洋气团登陆后，原来那种暖湿的性质要改变，因大陆温高在不断移动过程中渐干。
（三）气团的分类
冰洋（北极）气团
1．地理分类法 极地气团（极地大陆气团、极地海洋气团）
热带气团（热带大陆气团、热带海洋气团）
赤道气团
2．热力分类法 冷气团和暖气团
（四）气团天气
1．冷气团天气
受冷气团控制的地区，一般天气寒冷，干燥，气层稳定，上空有下沉气流，不易形成云和降水，天气晴朗少云。
2．暧气团天气
受太平洋暖湿气团控制的地区，因高空有强烈的下沉气流，水汽虽多，仍不能形成云和降水，在低层大气压中，空气对流，产生积云。仅在气团的边缘，易产生积雨云，形成降水。
（五）影响我国的主要气团
1,变性极地大陆气团
我国冬半年受极地大陆气团的控制，在该气团控制下的天气一般寒冷干燥多偏北风，多晴朗。
2,变性热带海洋气团
我国夏半年主要受热带海洋气团影响，热带大陆气团、赤道气团控制我省的机会少。春秋季为变性极地大陆气团和变性热带海洋气团交替阶段，常造成天气多变。
二、锋
（一） 锋面的概念
冷气团与暖冷气团的交界面称锋面，也称过渡层。 锋面与地面的交界线称锋线。锋面和锋线统称为锋。
（二） 锋的分类
按锋的移速可分为冷锋、暖锋、静止锋、锢囚锋。锢囚锋在华北可见，主要介绍前面三种锋面。
（三） 锋面天气
1．暖锋天气
暖气团占主导优势推动冷气团前移称暖锋。暖锋过境前，气象站的温度曲线陡升，气压下降，风速增大；过境时，风速增大，气压继续下降，下连续性小雨；过境后，气压上升，温度恢复，风速停止。
2．冷锋天气
根据冷锋移动速度和天气特征，冷锋又可分为两种类型：第一型冷锋（缓行冷锋），第二型冷锋（快行或急行冷锋）。
冷锋过境前，温度剧降，气压升高，风速加大；过境时，继续降温，气压 升高，风速继续加大，并伴有降水；过境后，温度回升，气压下降，风速减小，降雨停止。
3,准静止锋天气
冷、暖气团势力相当。我国著名的静止锋有：昆明静止锋、南岭静止锋，江淮流域梅雨锋、天山静止锋和秦岭静止锋。
三、气旋和反气旋
（一）气旋（低压）：
概念 中心气压低，四周气压高的大尺度涡旋。
天气表现：空气向中心旋转，辐合上升，绝热冷却，常出现多云雨天气。
（二）反气旋（高压）
1、概念 中心气压比四周高的大尺度空气涡旋。
2、天气表现：空气向外旋转，辐散下沉，绝热增温，天气晴朗少云，风力静稳西太平洋副热带高压（简称副高）对我国天气和气候的影响源地：一般位于海洋；形状：口朝东脊朝西；范围：一般影响华东、华南、华中、华北、东北；天气：不同部位天气不一样，南部多台风，西部和北部多阴雨。图示说明副高是影响我国夏半年的大型气压系统，描述三次跳跃的过程。
四,天气预报简介内容分天气预报和天气形势预报两种。时效分为：短时预报（若干小时）；短期预报（1～3d）；中期预报（3～7d）；长期预报（10d以上，一个月、一季或一年）；超长期预报（一年以上）。
第九讲
第二节 主要灾害性天气一、寒潮概念：冷性反气旋在其发展、增强时期常常静止少动，但当高空形势改变时，会受高空气流引导而移动。当其南移时，就造成一次冷空气袭击，如果冷空气十分强大，如同寒冷潮滚滚而来，给流经地区造成强烈降温、霜冻、大风等灾害性天气，这种大范围的强烈冷空气移动，称为寒潮。
中国气象局规定：长江中下游及其以北地区48小时内降温10℃以上，长江中下游最低气温小于等于4℃（春季改为江淮地区最低气温小于等于4℃），陆上3个大行政区有5级以上大风，渤海、黄海、东海先后有7级以上大风，作为发布寒潮警报的标准。如果上述地区48小时内降温达14℃以上，其余同上，则为强寒潮警报标准。
寒潮爆发的条件有足够强的冷空气积累有促使强冷空气大规模向南爆发的流场二、霜冻概念指气温在0℃的温暖季节里，土壤表面植物表面温度短时间内降到0℃或0℃以下，引起植物受害的现象。
霜冻和霜的区别：
霜仅是指0℃以下的水汽凝华现象，是天气现象，而霜冻是一种低温灾害，概念不同。
发生霜冻时可能有霜，也可能无霜，即黑霜。
发生霜冻时，近地层空气温度可小于0℃，也可大于0℃，而有霜时，空气温度通常都小于0℃。
分类：
按形成原因分：
平流霜冻：当大规模冷空气入侵后形成的霜冻，又叫风霜。
辐射霜冻：由于地面、植物不表面在夜间辐射降温而发生，又叫静霜或晴霜。
混合霜冻：由于冷空气平流和辐射冷却双重作用形成的霜冻。
按霜冻出现的季节分：
秋霜冻：发生在秋季里的霜冻，又称早霜冻。
春霜冻：发生在春季里的霜冻，又称晚霜冻，春季最后一次霜冻称上一年度的终霜冻。
冬霜冻：发生在冬季。
无霜冻期：终霜冻至初霜冻之间的日期。
防霜冻措施
（1）农业技术措施：
根据当地气侯特点，选择适宜的作物品种，采取适宜栽培措施提高作物作物抗寒能力。
（2）物理方法的使用（人工防霜）
熏烟法：
机理：烟雾弥漫于地面附近，对地面辐射起减弱作用。
燃烧烟堆放出的热量，对近地气层起加热作用。
烟雾中的亲水性微粒吸附水分，充当凝结核的作用，使水汽凝结放出潜热，缓和气温的下降。
烟雾防止日出后的急剧升温，植物缓慢的升温解冻，减轻冻害的程度。
灌水法：
增加土壤温度，增大土壤热容量和热导率，使土壤土温下降缓和。
农田上空空气水汽含量上升，当夜间温度下降时，水汽凝结于植物体上，放出潜热，缓和植物体温的下降。
覆盖法：采用不同覆盖物盖在作物表面上或包扎作物，减弱土壤和植物表面的有效辐射，
防冻效果好。
三、干旱与干热风：
（一）干旱：
气象干旱：在一个相对较长时间内，某地蒸发量大于降水量，或降水量异常偏少农业干旱：分土壤干旱和作物干旱土壤干旱:指土壤有效水分减少到凋萎含水量以下，使植物生长发育得不到正常供水作物干旱：指作物体内水分亏损的生理现象水文干旱：在一个地区的水文循环中的某些部分长期缺水经济干旱:指由自然系统与人类社会经济系统中，水资源供需不平衡所造成的水资源短缺现象
（二）干热风概念：
是一种高温、低湿、并伴有一定风力的综合气象现象。
和干旱的区别
（1）干旱是在水分不足时发生的灾害，而干热风要土壤水分充足时，也易发生灾害。
（2）干旱现象发生时，气象要素具有正常的日变化，而发生一干热风时，高温、低湿和风在整个昼夜都会发生。
四、梅雨和洪涝灾害
（一）梅雨：每年初夏6月中下旬，我国宜昌以东的26－30°之间的江淮流域常为连阴雨天气，这时正值江南梅子成熟，因而称之梅雨，又称霉雨。
（二）洪涝：是由于长期阴雨和暴雨，短期的雨量过于集中，河流泛滥，山洪暴发或地表径流大，低洼地积水，植物被淹没或冲毁的现象称为洪涝。
五、冰雹：
概念：是发展旺盛的积雨云中降落到地面的固体降水物形成条件：
（1）强烈的不均匀的上升气流，发展强盛的积雨云
（2）充足的水汽发生规律：
地区性：山地多于平原，中纬多于高、低纬度，内陆多于沿海季节性：4－9月居多时间性：午后到傍晚居多，14－17时最多持续时间短:5-15秒防御方法（人工防雹）
催化剂法：
用飞机、高射炮或小火箭向雹云播撒大量碘化银微粒和食盐粉末等，充当吸湿性凝结核的作用，使云内水分分散凝结成众多的小冰雹或水滴，减轻灾害。
爆炸法：
用小火箭、高炮或地炮轰击雹云。经爆炸产生冲击波震动后，可使部分冰雹破碎和松软；可使云层内外空气混合，使云层水汽减少，减弱上升气流。
六、台风：
①概念：发展强盛的热带气旋称为台风，在印度洋地区称为热带风暴，在大西洋地区和东太平洋地区称为飓风。
②台风的结构与天气（如图示）
外围大风区 涡旋区 台风眼区 涡旋区 外围大风区
内圈（台风眼区）：位于台风中心，半径约5-30km,多呈圆形。台风眼区一般气流下沉，天气晴好，风也很小。
中圈（涡旋区）：是靠近台风眼外围的最大风速区，出现在距中心10-100 km的地方，这是台风中最具破坏力的强风地区，降水强度可达500mm/d以上，风力达12级以上。外圈（外围大风区）：台风的边缘向内直到的涡旋区外围，半径约200-300 km，其主要特点是风速向中心急增，但风力一般6－8级。
③天气：台风暴雨、台风大风、强对流系统。
④台风生成和消亡的基本条件生成的条件：广阔的高温洋面；合适的地转参数值；气流铅直切变要小；合适的流场。
消亡条件：一是台风登陆后，高温、高湿空气得不到源源不断补充，失去了维持强烈对流所需的能源。同时低层摩擦加强，内流气流加强，台风中心被逐渐填塞、减弱以至消失。二是台风移到温带后，有冷空气侵入，破坏了台风的暖心结构，变性为温带气旋。
思考题
1,名词解释：气团、锋面、高压、低压、锋面气旋。
2,气团是怎样形成的？叙述活动在我国冬夏两季的主要气团及对应的天气特点。
3．写出晴天和阴雨天气的天气系统，并解释这些系统为什么会晴天和阴雨天？
4．主要的天气灾害有哪些？有哪些对策？
参考文献
1、郑大玮等主编.农业灾害学.中国农业出版社,1999年,
2、段落溪，姜会飞主编，《农业气象学》，气象出版社出版，2002年1月。
第六章 气候与其形成因子
一、教学目的要求通过本章讲授，使学生掌握影响气候形成的几大因素以及它们对气候的影响。
二、教学方法 本章可采用课堂讲授，也可采用多媒体讲授。
三、本章重点 太阳辐射、大气环流、下垫面、人类活动等因子对气候的影响。
四、教学时数 6学时五、教学内容第十讲
第一节 气侯的概念与形成一、气侯与天气的关系天气是气侯的基础，气侯是天气的综合。
天气是大气物理过程的短时或瞬时状态，而气侯则是长时段的气象要素的周期表现。
3、与天气相比，气侯具有稳定性和地区性。
二、中国气侯的基本特征
1、季风性显著：表现在风、温度、降水上
2、大陆性强：表现在降水和温度上多种多样化三、气侯的形成因子
（一）太阳辐射的作用
（二）大气环流的作用
1、环流与热量输送
（1）赤道与极地间的热量输送
（2）海陆间的热量传输
2、大气环流与水分循环水分循环的过程是通过蒸发、大气中的水分输送、降水和径流四者来实现的。以副热带高压为中心，通过信风和盛行西南风（北半球）将水汽分别向南和向北作经向的输送。
（三）下垫面的作用主要表现为海陆分布的作用，地形的作用和洋流的作用。
（四）人类活动的影响人类主要是通过对下垫面性质的改变来影响气侯的，如灌溉、砍伐森林、垦荒、兴修水利、城市建设和海洋污染等，可改变下垫面的反射率、粗糙度和水热平衡，其次，由于人类活动改变了一部分大气的组成成分，增加了空气中的微尘、杂质和二氧化碳的含量，影响了大气对辐射能的收支，改变了辐射差额和热量平衡，导致气侯发生变化，此外，人类的生活、生产活动，大量消耗能源，产生愈来愈多的人为热，可使世界平均气温升高
第二节 下垫面对气候的影响一、海陆差异对气候的影响
（一）海洋性气侯与大陆性气侯海洋性气侯特征：
气温的日、年较差均较小，高低温度出现时间较迟，秋温较春温高，年降水量季节分配较均匀，冬半年略多于夏半年，全年湿度高、云雾多、日照少、风速较强劲
2、大陆性气侯特征：
日照丰富，气温日、年较差均较大，高低温度出现时间较早，春温高于秋温，年降水量集中在夏季，冬季则甚干燥，降水变率较大气侯带：
在地球上，根据纬度划分几个带状气侯区域，同一区域气侯特征比较一致，称气侯带。
南北半球各划分为6个气侯带。
（二）海陆热力差异与周期性风系所谓周期性风系是以一日为周期的海陆风和以一年为周期的季风。
（三）海气相互作用及其对气候的影响海气相互作用在气候变化中的重要性
1、海洋是大气热运转的主要能量和水分的供应地
2、海洋在经向热输送中的贡献
3、海洋的特殊作用
4、热带海洋在年际气候变化的突出贡献与中高纬度海洋相比，热带海洋的海气相互作用强度更大，在年际气候变化中的作用更为突出，这是因为：
（1）热带海洋是全球大气运动的主要能源区，辐射通量为净收入的30°N-30°S的热带，海洋面积占了70%以上。大气中的潜热释放也集中于热带。
（2）热带海洋和大气运动特征时间是匹配的。大气是气候系统中最容易变化的部分，在给定扰动的作用下，大气依靠热量的垂直和水平输送，可以在一个月左右的时间内调整。
海流异常与ENSO事件
1、沃克环流下面着重论述赤道太平洋的沃克环流。在正常条件下，赤道太平洋海区的海洋环流，西侧为暖洋流，东侧为冷洋流。沿赤道自东向西为南、北赤道洋流。在大洋西部有海水积聚，大洋东部有海水辐散，海面自亚洲海域向东倾斜。同时，大洋东部表层海水温度比大洋西部低6-10℃。
由于赤道太平洋海区东冷西热，因此在其上空形成纬向热力环流圈。位于南太平洋副热带高压东侧的南美西海岸，强烈的下沉气流受冷海水影响降温生随偏东信风向西流去，当到达西太平洋的赤道附近因受热上升转向成为高空西风，以补充东部冷海区的下沉气流，于是在赤道太平洋上形成一种大气低层为偏东风，上层为偏西风，在太平洋东侧下沉，太平洋西侧上升的东西向闭合环流，称为沃克环流。由于秘鲁寒流较弱，沃克环流的下沉气流区远大于上升气流区，从南美西岸可伸展到赤道太平洋中部海域，造成南美西岸严重干旱。
2、厄尔尼诺在秘鲁和厄瓜多尔沿岸的冷水水温季节性的短时间上升的现象称为厄尔尼诺现象，但是，这种东太平洋赤道海域水温季节性上升的现象每隔几年就有一次异常发展，从南美西海岸（秘鲁和厄瓜多尔附近）延伸至赤道东太平洋向西至日界线（180°）附近，海面温度异常增暖，称此现象为厄尔尼诺事件。其过程大约持续一年左右甚至更长时间。
确定厄尔尼诺的指标，通常是用赤道东太平洋（0°-10°S，90°W-180°）的表层海温距平。凡连续两个季以上平均海温距平≥0.5℃或海温月距平峰值达到1.0℃，可定为厄尔尼诺事件。
3、南方涛动指印度洋赤道低压与南太平洋副热带高压这两大活动中心之间海平面气压变化的负相关关系。其特征是当东南太平洋的副热带高压气压比常年升高（降低）时，印度洋的赤道低压就比常年降低（升高），它们总是像跷跷板似的此起彼伏，形成两大洋上大气之间的涛动。
4、厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）
前三种事件有密切的关系。近年来，在讨论海气相互作用时，常把它们综合在一起分析。因为在厄尔尼诺事件发生的同时有东南太平洋副热带气压下降，西太平洋赤道海域气压上升的南方涛动现象，即南方涛动减弱，相应的赤道地区的东西向环流也减弱，因此将其合称为ENSO。
第十一讲
二、地形起伏对气候的影响
（一）高大地形对气温的影响
1、大地形的动力作用
（1）大地形对冷空气的屏障效应
（2）气流遇山绕流形成的冷暖平流
2、热力作用如将青藏高原地面的气温与同高度的自由大气相比，冬季高原气温偏低，是冷源，强度以12月和1月为最大；夏季青藏高原是个强大的热源，以6、7月份强度最大。就全年平均而论，青藏高原地气系统是一个热源。冬季青藏高原的冷区偏于高原的西部。夏季的暖区范围很广，整个对流层的温度都是高原比四周高，再往高层暖区扩大，到了100P层上，温度分布出现高纬暖、低纬冷的现象。青藏高原巨大的冷热源作用必然对高原本身及其邻近地区甚至于全球的气候产生深远的影响。
3、山地气候中的暖带和冷湖冷湖和暖带是垂直气候带中两个因地形作用形成的局地气候问题。就温度的垂直分布而言，由山麓向上，随着高度的升高，通常存在一个温度相对较高的地带，即暖带。所谓冷湖，是指冷空气从山地较高处向下流泄，在地势低洼汇集而成的冷空气湖。
4、青藏高原的地面气温特点（具有大陆性气候的特征）
（1）地球的第三极地
（2）气温日、年较差大
（3）气温季节变化急，春温高于秋温
（二）地形对气流的影响
1、气流过山的绕爬效应青藏高原季风青藏高原由于它与四周大气的热力差异，冬季在高原上形成冷高压，盛行反气旋环流，夏季形成热低压，盛行气旋环流。这样一来，高原地区的盛行风向在冬季和夏季几乎相反，该现象称为高原季风。高原季风的水平范围低层大，高层小，其厚度夏季比冬季大。风的季节变化，一般是高原北侧开始最早，高原上次之，高原东侧再次，高原南部最迟。
3、山谷风、焚风、峡谷风
（三）地形对降水分布的影响综上所述，高大地形不仅本身具有特别的气候特征，而且还影响邻近地区的气候。有些山脉可以阻碍或改变气流的活动情况，使北来的寒流不易南下，南来的暖流滞缓北上，又可使湿润气团的水分在迎风坡形成大量降水，背风坡则变得异常干燥。所以山脉两侧的气候可以出现极大的差异，往往成为气候区域的分界线。
三、冰雪覆盖对气候的影响冰雪表面的致冷效应是由于下列因素造成的：
1、冰雪表面的辐射性质对太阳辐射的反射率甚大，一般新雪或紧密而干洁的雪面反射率可达86%-95%；而有空隙、带灰色的湿雪反射率可降至45%左右。大陆冰原的反射率与雪面相似。海冰表面反射率约在40%-65%作用。由于地面有大范围的冰雪覆盖，导致地球上损失大量辐射能。
2、冰雪-大气间的能量交换特性冰雪表面与大气间的能量交换能力很微弱。冰雪对太阳辐射的透射率和导热率都很小。当冰雪厚度达到50cm时，地表与大气之间的热量交换基本上被切断。北极海冰的厚度平均为3m，南极海冰的厚度为1m，大陆冰原的厚度更大，因此大气就得不到地表的热量输送。特别是海冰的隔离效应，有效地削弱海洋向大气的显热和潜热输送，这又是一个致冷因素。
第十二讲第三节 人类活动对气候的影响一、大气成分改变对气候的影响
（一）温室气体排放及其对气候的影响
1、大气成分对气候的影响
2、大气中温室气体浓度的增加
3、大气中CO2浓度增加对气候的影响
（二）臭氧层耗竭
（三）人为硫污染与酸雨
（四）人为气溶胶变化及其气候效应二、下垫面的性质与局地气候的形成人类活动改变下垫面的自然性质有多方面的表现，目前最突出的是破坏森林、坡地、干旱地的植被及海洋石油污染等。
（一）改变下垫面性质的气候效应举例说明。1、地表植被变化对气候的影响
2、下垫面水分状况的变化对局地气候的影响
3、海洋石油污染的气候效应
（二）人类活动形成的特殊气候
1、防护林的气候效应
（1）林带结构：指林带内树木枝叶的密集程度和分布状况，即带内透风孔隙的大小、数量和分布状况。其按透光孔隙的大小和分布以及防风特性可分为紧密结构、疏透结构和透风结构
（2）小气侯效应：
①防风效应：防护林最显著的小气侯效应是防风，使风速和乱流交换减弱，所以防护林也称防风林。一般来说，在背风面较远距离内，大约25倍树高内，防风效果以疏透结构的林带最好；在林带背风面较近距离内，大约10倍树高内，以紧密结构林带防风效果为好；林带的宽度一般取4-8行、大约6-12米宽时，有较好的防风效果；林带防风距离与林带高度成正比；林网的防风效果比单条林带好；林带与风向垂直时，防风效果最好。
②温度效应：观测结果表明：在冷空气入侵时，林网有增温效果，在暖空气入侵时，林网有降温作用
③湿度效应：林网内总蒸发量增加，而风速和乱流交换减弱，，水汽易保持在林网内，因此，近地面的绝对湿度和相对湿度通常比旷野高，此外，林带能增加积雪厚度，减少地面径流，降低地下水位。
2、城市气候（城市五岛效应）
（1）城市浑浊岛效应第一，城市大气中的污染物比郊区多。
第二，城市大气中因凝结核多，低空的热力湍流和机械湍流又比较强，因此其低云量和阴天日数远比郊区多。
第三，城市大气中因污染物和低云量多，使日照时数减少，太阳直接辐射大大削弱，因而散射粒子多，其太阳散射辐射却比干洁空气强。
第四，城市浑浊岛效应还表现在城区的能见度小于郊区。
（2）城市热岛效应城市气温经常比其四周郊区高。
（3）城市干岛和湿岛效应相对湿度比郊区小，有明显的干岛效应。但当水汽凝结成露时，因城区温度高，凝露量小，故城区近地面水汽压高于郊区，出现城市湿岛，这多出现在暖季。
（4）城市雨岛效应城市的降水量明显高于郊区。城市雨岛效应形成条件如下：
第一，在大气环流较弱，有利于在城区产生降水的大尺度天气条件下，由于城市热岛环流所产生的局地气流的辐合上升，有利于对流雨的发展；
第二，城市下垫面粗糙度大，对移动较缓的降雨系统有阻障效应，使其移速更为缓慢，延长城区降水时间；
第三，城区空气中凝结核多，其化学组分不同，粒径大小不一，当有较多大核存在时，有促进暖云降水作用。
（5）城市平均风速小、局地差异大、有热岛环流
（三）沙尘暴在气象观测中，通常将发生在大气中由风吹起地面沙尘，使水平能见度降低的天气现象划分为：
1、浮尘：恳浮在大气中的砂或土壤粒子，使水平能见度小于10km的天气现象。
2、扬沙：又名高吹沙。能见度在1-10km内的天气现象。
3、沙暴：强风将地面尘沙吹起，使空气变得很混浊，水平能见度小于1km的天气现象。
思考题
1．气候是怎样形成的？副热带有哪些气候特点？
2．叙述城市化会产生哪些气候效应。
3．我国气候的主要特征有哪些？
参考文献
1．《气象学与气候学基础》（李爱贞 刘厚凤） 气象出版社 2001年9月第一版
2．段落溪，姜会飞主编，《农业气象学》，气象出版社出版，2002年1月。
第七章 气侯的分类、分布和变化
教学目的要求通过本章讲授，使学生掌握气候的分布情况；气候分类方法；气候变化的相关知识。
二、教学方法 本章可采用课堂讲授，也可采用多媒体讲授。
三、本章重点 气温和降水的地理分布。
四、教学时数 4学时教学内容第十三讲
第一节 气温和降水的地理分布一、海平面气温的地理分布
1、纬度的影响在全球平均气温分布图上，可明显地看出，随着纬度的升高，气温逐渐降低。
2、海陆和地形的影响冬季北半球的等温线在大陆上大致凸向赤道，在海洋上大致凸向极地，而夏季相反。
此外，高大山脉能阻止冷空气的流动，也能影响气温的分布。
3、热赤道最高温度带并不位于赤道上，而是冬季在5-10°N处，夏季移到20°N左右。这一带1月和7月平均温度均高于24℃，故称为热赤道。
4、极值温度分布南半球不论冬夏，最低温度都出现在南极。北半球仅夏季最低温度出现在极地附近，而冬季最冷地区出现在东部西伯利亚和格陵兰地区。
二、降水的地理分布从总体来说，全球可分为四个降水带。
（一）赤道多雨带赤道及两侧是全球降水量最多的地带，这是由于大量湿热空气剧烈上升所致，该带以对流雨为主。年降水量为1000-2000mm，个别地区（如太平洋岛屿与大陆的高耸海岸）年降水量可超过3000-4000mm。
（二）南北纬15°-35°少雨带南北纬15°-35°处于副热带高压的控制下，以下沉气流为主，是全球降水量很少的地带，尤其是在大西洋西岸及大陆内部降水更少，年降水量一般不超过500mm。撒哈拉沙漠某些地方的处降水量仅5mm。
（三）中纬多雨带（温带多雨带）
温带的年降水量比副热带多，一般在500-1000mm。其多雨的原因，主要是该地区锋面、气旋活动频繁，因此多锋面、气旋雨。大陆东岸还受季风影响，夏季风来自海洋，带来较多降水。本带也有局部地区降水特别丰富，如智利西海岸（42°-54°S）降水量为3000-4000mm。
（四）高纬少雨带高纬因纬度高，全年气温低，蒸发微弱，故降水量少，一般全年降水量不超过300mm。
第二节 气候分类一、气候分类的基本原理将世界各地的气候依照一定的原则和标准分门别类的归并成若干类型，称为气候分类；为使气候分类符合于客观存在而采取的手段，称为气候分类法。
道库恰耶夫在19世纪末20世纪初，发现两条最基本的自然地理规律：一是地理环境的完整性和不可分割性规律；二是地理地带性规律。前者的基础是地理环境中各地理要素之间以及整个地理环境与“外界”（首先为太阳辐射和地球内部物质）通过物质和能量交换，形成一个完整的有机整体——自然地理系统。系统中各个要素的空间分布和时间变化都受其它要素的制约，即它们在空间和时间上具有一定的对应关系。气候学家常据此参考其它地理要素的分布（如植被、土壤和水文等）进行气候分类；后者揭示了自然地理系统中最基本的地域分异的基础，它们与其成因共同构成了气候分类中需要考虑的基本内容，因此这条规律是气候分类最重要的理论基础。
二、世界气候分类方法
（一）实验分类法从气候特征的地域分异规律出发，着眼于气候与自然景观的关系，根据对气候最敏感的自然现象来进行分类，用实验方法和统计方法确定分类指标和气候类型的界线。以柯本分类法为例。
（二）成因分类法成因分类法综合考虑了太阳辐射、下垫面性质、海陆分布、洋流、大气环流和水分输送的影响，比较全面地概括了气候形成因子的综合效应，从气候学角度来考虑，应该说是一种较为合理的分类法。在气候形成的各因子中，大气环流是气候形成因子和气候特征之间联系的纽带，其综合性很强，因此，近代各成因分类法多以气团和气候锋的位置及其季节变化为依据来界定气候类型。主要以阿里索夫分类法为例。
（三）理论分类法它是在深入认识气候特征与各气候形成因子的关系基础上，应用水、热平衡理论，选择分类依据，设计分类指标，建立分类方案的方法。以斯查勒气候分类法为例。
第十四讲
第三节 气候变化一、气候变化的史实
（一）地质时期的气候变化（距今22亿年到1万年）
在其气候变化中，地球经历过几次大冰期气候。其中最近的三次大冰期气候具有全球性意义，发生的时间比较肯定，即震旦纪大冰期、石炭一二迭纪大冰期和第四纪大冰期。期间主要以温暖气候为主温暖期约占整个地球气候史的90%。在大冰期或大间冰期内，虽然全球气温普遍偏低或偏高，但存在相对的冷暖和干湿的交替。如距今最近的第四纪大冰期中，还存在尺度较小的亚冰期和亚间冰期。每个亚冰期内，还有若干尺度更小的副冰期和副间冰期。
（二）历史时期的气候变化历史时期的气候变化，通常是指第四纪大冰期中武木（大理）亚冰期的最近一次副冰期结束以来1万年左右的所谓“冰后期”气候。
（三）近代气候变化特征
1、冷暖变化近百年来有大量气温观测记录表明，从19世纪末到20世纪40年代，世界气温曾出现明显的波动上升现象。
2、干湿变化近百年来世界降水的变化，概括起来是，在纬向环流强盛时高纬度降水增加，低纬度降水减少，中纬度大陆西岸降水增多，东岸降水减少。
综上所述，全球地质时期气候变化的时间尺度在22亿年到1万年以上，以冰期和间冰期的交替出现为特征，气温变化幅度在10℃以上。冰期来临时，不仅整个气候系统变化，甚至导致地理环境的改变。历史时期的气候变化是近1万年来，主要是近5000年来的气候变化，变化的幅度最大不超过2-3℃，大都是在地理环境基本不变的情况下发生。近代的气候变化主要是指近百年或20世纪以来的气候变化，气温振幅在0.5-1.0℃之间。
二、气候变化的可能原因太阳辐射和宇宙——地球物理因子都是通过大气和下垫面来影响气候变化的。人类活动既能影响大气和下垫从而使气候发生变化，又能直接影响气候。
（一）太阳辐射的变化
１、地球轨道因素地球地自己的公转轨道上，接受太阳辐射能。而地球公转轨道的三个要素：偏心率地轴倾角和春分点的位置都以一定的周期变动着，这就导致地球上所受到的天文辐射发生变动，引起气候变迁。
２、火山活动引起大气透明度的变化火山活动能强烈地反射和散射太阳辐射，削弱到达地面的直接辐射。
３、太阳活动的变化太阳活动增强时，太阳辐射也增强。
（二）下垫面地理条件的变化
１、地极移动和大陆漂移
２、海陆分布的变化
３、造山运动
（三）宇宙－地球物理因子
１、地球自转速度的变化
２、引潮力和地球表面重力
（四）大气环流的变化
（五）人类活动引起的气候变化对课程进行总结性复习。
参考文献
1、郑大玮等主编.农业灾害学.中国农业出版社,1999年,
2、刘江 许秀娟主编 气象学 中国农业出版社，2002年
3、《气象学与气候学基础》（李爱贞 刘厚凤） 气象出版社 2001年9月第一版
思考题
1．气候是怎样形成的？
2．叙述四对气候型的特点。
3．我国季风气候有哪些主要特征？
4．比较牧草与作物对气候资源的利用。
参考文献
1．陈家豪编.,农业气象学》，中国农业出版社出版.1999年
2．段落溪，姜会飞主编，《农业气象学》，气象出版社出版，2002年1月。
气象实验部分
实验一 空气温度和土壤温度的观测实验内容(2学时)
农业气象中常用的测温仪器是根据液体和固体线性尺寸随温度而胀缩的原理制成的。主要有各种液体玻璃温度表和双金属片温度自记仪器。通过实验使学生了解各种常用温度表、温度计的构造原理，掌握空气温度和土壤温度的观测方法。
实验二 空气湿度的观测与查算
实验内容(2学时)
空气湿度的表示方法有：水汽压、相对温度、饱和差及露点温度等。气象台、站测定空气湿度的仪器很多。通过对常用仪器的介绍使学生了解测定空气湿度常用仪器的构造原理，掌握干湿球温度表、通风干湿表、毛发湿度表和毛发湿度计的方法，掌握空气湿度的查算方法。
实验三 降水、蒸发和风向风速的观测
实验内容(2学时)
测量降水和蒸发的仪器主要是雨量器和小型蒸发器。通过对这些仪器的介绍使学生掌握降水和蒸发的观测方法。轻便风向风速表是测风向风速的仪器，通过实验教学学习仪器的构造原理，使学生掌握风向和风速的观测方法。
实验四 日照时数和光照度的观测
实验内容(2学时)
通过对学生进行日照计和照度计的构造原理的介绍，使学生掌握日照时数和光照度的观测方法及注意事项。
