农业气象学 (Agrometeorology) 课程概况 课程编号：(03110290) 课程总学时：48（其中，讲课32，实验16 课程学分：3 课程分类：必修 开设学期：全年 开课单位：（资源与环境学院应用气象系农业气象教研室） 适用专业：农学、植保、植病、植检、园艺（林）、蔬菜、果树、草业等 所需先修课：高等数学、普通物理学、植物生理学 课程负责人：姜会飞 二、内容简介 农业气象学是面向高等农业院校非农业气像专业本科生开设的专业基础课。 课程主要分为气象要素、天气、气候、气象应用等四部分内容。气象要素部分的主要内容是： 介绍有关大气的组成及垂直分层；辐射、温度、水分、气压和风等气象要素的基本概念、有关定 律，分析各要素的时空变化规律及其与农业生产的关系。天气部分的主要内容包括：引起天气及灾 害性天气的气团、锋及锋面、气旋、反气旋等的基本概念；不同天气系统对应的天气特点；天气图 制作和天气预报简介；几种与农业关系密切的灾害性天气等。气候部分的主要内容是：气候概念； 辐射、大气环流、下垫面及人类活动对气候形成的影响；全球气候变化及其对农业的可能影响与农 业应对策略：中国气候特点及农业气候资源与潜力。气象应用部分的主要内容是：农业气象在作 物、蔬菜、园林、果树、畜牧、渔业等方面的应用。 本课程的重点是气象学的基础理论、基本原理及其与农业生产的关系。 教学大纲 1、课堂讲授部分教学内容与要求(32学时) 绪论(2学时) 气象学与衣业气象学的研究内容与方法。农业气象的发展简史和在国民经济中的地位和及其作 用。 第一章大气(2学时) 大气的组成和垂直结构，大气污染概述。重点讲授与农业关系密切的大气成分变化对农业的影 响，分析大气在垂直方向上运动状态变化的成因及垂直结构。 第二章辐射(4学时) 辐射的基本概念及有关定律。太阳直接辐射、散射辐射及穿过大气层时衰减的一般规律。到达 地面的太阳辐射，下垫面对大阳辐射的反射，地球辐射、地面净辐射及其变化。辐射平衡效应。太 阳辐射中光强、光时和光谱对农业生产的影响。重点讲授辐射的基本概念及到达地面的太阳辐射的 时空分布规律。 第三章温度(4学时)
农业气象学 （Agrometeorology） 一、 课程概况 课程编号：（03110290） 课程总学时： 48 (其中，讲课 32 ，实验 16 ) 课程学分： 3 课程分类：必修 开设学期：全年 开课单位：（资源与环境学院应用气象系农业气象教研室） 适用专业：农学、植保、植病、植检、园艺（林）、蔬菜、果树、草业等 所需先修课：高等数学、普通物理学、植物生理学 课程负责人：姜会飞 二、内容简介 农业气象学是面向高等农业院校非农业气象专业本科生开设的专业基础课。 课程主要分为气象要素、天气、气候、气象应用等四部分内容。气象要素部分的主要内容是： 介绍有关大气的组成及垂直分层；辐射、温度、水分、气压和风等气象要素的基本概念、有关定 律，分析各要素的时空变化规律及其与农业生产的关系。天气部分的主要内容包括：引起天气及灾 害性天气的气团、锋及锋面、气旋、反气旋等的基本概念；不同天气系统对应的天气特点；天气图 制作和天气预报简介；几种与农业关系密切的灾害性天气等。气候部分的主要内容是：气候概念； 辐射、大气环流、下垫面及人类活动对气候形成的影响；全球气候变化及其对农业的可能影响与农 业应对策略；中国气候特点及农业气候资源与潜力。气象应用部分的主要内容是：农业气象在作 物、蔬菜、园林、果树、畜牧、渔业等方面的应用。 本课程的重点是气象学的基础理论、基本原理及其与农业生产的关系。 三、 教学大纲 1、课堂讲授部分教学内容与要求(32学时) 绪论 (2学时) 气象学与农业气象学的研究内容与方法。农业气象的发展简史和在国民经济中的地位和及其作 用。 第一章 大气（2学时） 大气的组成和垂直结构，大气污染概述。重点讲授与农业关系密切的大气成分变化对农业的影 响，分析大气在垂直方向上运动状态变化的成因及垂直结构。 第二章 辐射 （4学时） 辐射的基本概念及有关定律。太阳直接辐射、散射辐射及穿过大气层时衰减的一般规律。到达 地面的太阳辐射，下垫面对太阳辐射的反射，地球辐射、地面净辐射及其变化。辐射平衡效应。太 阳辐射中光强、光时和光谱对农业生产的影响。重点讲授辐射的基本概念及到达地面的太阳辐射的 时空分布规律。 第三章 温度 （4学时）
大气温度及其时空变化，大气的绝热与非绝热变化，大气稳定度概念及对天气的影响，大气稳 定度的判断。土壤热特性，地面热量收支及变化。土壤温度的变化规律，土壤温波方程。气温土温 与衣业生产的关系。重点讲授大气稳定度，土壤温波方程，积温与农业生产的关系。 第四章水分(4学时) 空气湿度的几种表示方法及周期性的时间变化规律。空气饱和水气压和实际水气压的计算方 法。土壤蒸发及影响因子，植物蒸腾和水分输送总阻抗概念及计算方法。农田蒸散及其计算方法 地面及大气中的水汽凝结物，大气降水。水分与农业生产。重点讲授植物蒸腾率和农田蒸散的计算 方法。 第五章气压与风(4学时) 气压与气压场。气压场的五种基本形式，气压系统的垂直结构。空气的水平运动，风压定律。 三圈环流及地面上的主要风带，气压带。季风环流，地方性环流。风与农业生产。重点分析气压场 与流场的关系、三圈环流与季风环流的成因。 第六章天气与灾害性天气(4学时) 气团的形成与变性。锋及锋面天气特点。气旋、反气旋及其天气特点。西太平洋副热带高压 (副高)的季节性活动与我国天气的密切关系。西风槽，东风波，切变线等天气系统。天气预报简 介。低温灾害（寒潮，霜冻，低温冷害，倒春寒），旱涝灾，台风，冰雹等灾害天气。重点讲授副 热带高压及我国的灾害性天气、主要农业气象灾害及防灾减灾应对措施。 第七章气候与农业气候资源(4学时) 气候的概念。太阳辐射，大气环流，下垫面因子对气候形成与变化的作用，人类活动的影响。 气候带及主要气候型。气候的变迁。中国气候的基本特征。农业气候资源与气候生产潜力。重点讲 授农业气候相似理论及其在生物引种中的应用与注意事项。 第八章农业小气候(4学时) 小气候的概念，农田小气候的一般特征，调控与改造。设施农业小气候（日光温室，塑料大棚， 地膜覆盖)。坡地小气候，山谷小气候，水域小气候，护田林小气候。重点讲授农田及设施农业小 气候。 2、实验教学内容与要求（共16学时） 实验 地面气象观测仪器的安 装(3学时) 目的： 掌握地面气象观测场的选址要求、仪器摆放规则及仪器安装步骤和调试观测方法；了解 天空辐射表、直接辐射表、温度表和湿度表的构造原理；学会辐射仪器、百叶箱和地温度表的安 装；树立科学态度，培养科研协作精神。 内容：包括观测直接辐射和天空辐射的仪器安装，百叶箱仪器安装、地面温度表和 5cm,10 ,15cm 20cm 曲管温度表的埋置：辐射仪器分3组、每组有直接辐身 、天 辐射表和辐 射电流表各1个；地面温度表4-5组、每组地面温度表3支，地中温度表4支；百叶箱3-5组，每组干湿 球温度表2支、最高温度表和最低温度表各1支、毛发湿度表1个。 类型：验证 要求：全班分10-13个小组，每组23人，每个同学都要亲自动手，小组协作完成。实验仪器安 装项目以小组为单位进行检查和验收，直到合格为止，实验报告和作业则每人交1份。 实验二、太阳辐射和温度的观测(3学时) 目的：掌握利用直接辐射表测量直接辐射和利用天空辐射表测量总辐射、散射辐射和地面反射 辐射的方法；了解光量子仪的构造原理和使用方法；掌握百叶箱内温度的观测步骤和最高温度表和 最低温度表的调整方法：掌握地温的观测步骤和方法：学会气象要素的科学的观测和记录， 内容：包括直接辐射和到达地面的总辐射、散射辐射和地面反射辐射的观测 百叶箱内温湿度 的观测，不同类型和性质土壤的地表面0cm和地中5cm,10cm,15cm,20cm曲管温度对比观测；根据
大气温度及其时空变化，大气的绝热与非绝热变化，大气稳定度概念及对天气的影响，大气稳 定度的判断。土壤热特性，地面热量收支及变化。土壤温度的变化规律，土壤温波方程。气温土温 与农业生产的关系。重点讲授大气稳定度，土壤温波方程，积温与农业生产的关系。 第四章 水分 （4学时） 空气湿度的几种表示方法及周期性的时间变化规律。空气饱和水气压和实际水气压的计算方 法。土壤蒸发及影响因子，植物蒸腾和水分输送总阻抗概念及计算方法。农田蒸散及其计算方法。 地面及大气中的水汽凝结物，大气降水。水分与农业生产。重点讲授植物蒸腾率和农田蒸散的计算 方法。 第五章 气压与风（4学时） 气压与气压场。气压场的五种基本形式，气压系统的垂直结构。空气的水平运动，风压定律。 三圈环流及地面上的主要风带，气压带。季风环流，地方性环流。风与农业生产。重点分析气压场 与流场的关系、三圈环流与季风环流的成因。 第六章 天气与灾害性天气（4学时） 气团的形成与变性。锋及锋面天气特点。气旋、反气旋及其天气特点。西太平洋副热带高压 （副高）的季节性活动与我国天气的密切关系。西风槽，东风波，切变线等天气系统。天气预报简 介。低温灾害（寒潮，霜冻，低温冷害，倒春寒），旱涝灾，台风，冰雹等灾害天气。重点讲授副 热带高压及我国的灾害性天气、主要农业气象灾害及防灾减灾应对措施。 第七章 气候与农业气候资源（4学时） 气候的概念。太阳辐射，大气环流，下垫面因子对气候形成与变化的作用，人类活动的影响。 气候带及主要气候型。气候的变迁。中国气候的基本特征。农业气候资源与气候生产潜力。重点讲 授农业气候相似理论及其在生物引种中的应用与注意事项。 第八章 农业小气候 （4学时） 小气候的概念，农田小气候的一般特征，调控与改造。设施农业小气候（日光温室，塑料大棚， 地膜覆盖）。坡地小气候，山谷小气候，水域小气候，护田林小气候。重点讲授农田及设施农业小 气候。 2、实验教学内容与要求（共16学时） 实验一、地面气象观测仪器的安装（3学时） 目的：掌握地面气象观测场的选址要求、仪器摆放规则及仪器安装步骤和调试观测方法；了解 天空辐射表、直接辐射表、温度表和湿度表的构造原理；学会辐射仪器、百叶箱和地温度表的安 装；树立科学态度，培养科研协作精神。 内容：包括观测直接辐射和天空辐射的仪器安装，百叶箱仪器安装、地面温度表和 5cm,10cm,15cm，20cm曲管温度表的埋置；辐射仪器分3组、每组有直接辐射表、天空辐射表和辐 射电流表各1个；地面温度表4-5组、每组地面温度表3支，地中温度表4支；百叶箱3-5组，每组干湿 球温度表2支、最高温度表和最低温度表各1支、毛发湿度表1个。 类型：验证 要求：全班分10-13个小组，每组2-3人，每个同学都要亲自动手，小组协作完成。实验仪器安 装项目以小组为单位进行检查和验收，直到合格为止。实验报告和作业则每人交1份。 实验二、太阳辐射和温度的观测（3学时） 目的：掌握利用直接辐射表测量直接辐射和利用天空辐射表测量总辐射、散射辐射和地面反射 辐射的方法；了解光量子仪的构造原理和使用方法；掌握百叶箱内温度的观测步骤和最高温度表和 最低温度表的调整方法；掌握地温的观测步骤和方法；学会气象要素的科学的观测和记录。 内容：包括直接辐射和到达地面的总辐射、散射辐射和地面反射辐射的观测，百叶箱内温湿度 的观测，不同类型和性质土壤的地表面0cm和地中5cm,10cm,15cm，20cm曲管温度对比观测；根据
观测结果比较分析不同类型土壤温度的时空变化规律的差异及形成原因。 张型：综合 要求：辐射观测内容分3小组，每组2-3人，每个同学都要亲自动手，小组协作完成数据的观汉 和记录。温度观测不分组，每个同学都要独立完成百叶箱和地温的观测记录。实验结束后，每个同 学都要提交该实验的报告和作业。 实验三、气压和湿度的观测及空气湿度查算(3学时) 目的：学习干湿球温度表和毛发湿度表的测湿原理了解气压表和气压计的构造原理和观测方 法，了解温湿度自计钟的构造原理、观测步骤和数据订正方法 掌握温湿度的梯度观测步骤和 法：掌握运用《湿度相算表》查算空气湿度；学会运用观测数据进行气象要素时空分布规律的分 析。 内容：气压表和气压计的安装和观视测：通风干湿度递度观测温湿度：温湿度自十冲的安装和数 据订正；掌握空气湿度的查算方法：分析空气温湿度垂直变化规律及其成因。 类型：综合 要求：温湿度梯度观测项目分2小组，每组在垂直方向上设3-4个高度点，小组协作完成数据的 观测和记录。气压、温湿度自计观测不分组，每个同学都要独立完成观测和记录。实验结束后，每 个同学都要提交该实验的报告和作业。 实验四：风、降水和蒸发的测量(2学时) 目的：了醒测风义雨量 小型蒸发器和E-601型蒸发器的结构、测量原理和使用方法；掌握 风、降水和蒸发的观测和记录 内容：自行设计实验方案 使用轻便风速表进行风向风速的时空对比观测，利用热球微风仪进 行教室、温室或微风环境的风速观测、记录和风速校正；降水量和蒸发量的观测和记录。 类型：设计 要求：每个实验小组由2人组成，协作完成各要素的观测记录。实验报告和作业则每人1份独立 完成和提交 实验五：气象及农业气象仪器的综合比较与观测记录分析(2学时) 目的：了解自动气象站的安装和数据采集方法、最新农业气象仪器的发展动态及地面气象观测 与农业气象试验观测的异同：结合实验1-5实拍录相或照片进行自查，请同学们一起相互寻找实验过 程中存在的问题并提出解决问题的方法， 内容：介绍自动气象站的安装和数据采集方法；综合对比现代气象和农业气象仪器与传统仪器 异同；利用红外测温仪和光量子仪进行光温的观测；同学们对实验进行自查和互查。 类型：综合 要求：仪器综合对比分析实验为5-6人一组，光量子仪和红外测温仪数据观测每人独立完成，全 班同学一起观看"实验操作过程的实拍照片或录相”，进行自查和互查，寻找实验过程中存在的问题， 展开交流讨论，并提出解决问题的方法。 实验六：农业气候数据的整理、统计与分析(3学时) 目的：掌握几种重要的农业气候数据整理、统计和分析的方法 内容：运用直方图法和五日滑动平均法求算稳定通过某界限温度的起止日期、持续日数和活动 积温；求算某地某时段降水量或温度等气象要素的保证率；利用农业气候相似理论的原理和方法进 行农业生物引种的分析。 张刑 综合性 要求：每个同学要求至少从3个内容选1个自己感兴趣的独立完成，并提交作业。 教材 段若溪、姜会飞主编《农业气象学》，气象出版社2002年第1版。 段若溪、姚渝丽主编《农业气象实习指导》，气象出版社2002年第1版。 主要参考书： (1).周淑贞主编《气象学与气候学》（第三版）高等教育出版社，1997
观测结果比较分析不同类型土壤温度的时空变化规律的差异及形成原因。 类型：综合 要求：辐射观测内容分3小组，每组2-3人，每个同学都要亲自动手，小组协作完成数据的观测 和记录。温度观测不分组，每个同学都要独立完成百叶箱和地温的观测记录。实验结束后，每个同 学都要提交该实验的报告和作业。 实验三、气压和湿度的观测及空气湿度查算（3学时） 目的：学习干湿球温度表和毛发湿度表的测湿原理；了解气压表和气压计的构造原理和观测方 法，了解温湿度自计钟的构造原理、观测步骤和数据订正方法，掌握温湿度的梯度观测步骤和方 法；掌握运用《湿度相算表》查算空气湿度；学会运用观测数据进行气象要素时空分布规律的分 析。 内容：气压表和气压计的安装和观测；通风干湿度梯度观测温湿度；温湿度自计钟的安装和数 据订正；掌握空气湿度的查算方法；分析空气温湿度垂直变化规律及其成因。 类型：综合 要求：温湿度梯度观测项目分2小组，每组在垂直方向上设3-4个高度点，小组协作完成数据的 观测和记录。气压、温湿度自计观测不分组，每个同学都要独立完成观测和记录。实验结束后，每 个同学都要提交该实验的报告和作业。 实验四：风、降水和蒸发的测量（2学时） 目的：了解测风仪、雨量器、小型蒸发器和E-601型蒸发器的结构、测量原理和使用方法；掌握 风、降水和蒸发的观测和记录方法。 内容：自行设计实验方案，使用轻便风速表进行风向风速的时空对比观测，利用热球微风仪进 行教室、温室或微风环境的风速观测、记录和风速校正；降水量和蒸发量的观测和记录。 类型：设计 要求：每个实验小组由2人组成，协作完成各要素的观测记录。实验报告和作业则每人1 份独立 完成和提交。 实验五：气象及农业气象仪器的综合比较与观测记录分析（2学时） 目的：了解自动气象站的安装和数据采集方法、最新农业气象仪器的发展动态及地面气象观测 与农业气象试验观测的异同；结合实验1-5实拍录相或照片进行自查，请同学们一起相互寻找实验过 程中存在的问题并提出解决问题的方法。 内容：介绍自动气象站的安装和数据采集方法；综合对比现代气象和农业气象仪器与传统仪器 异同；利用红外测温仪和光量子仪进行光温的观测；同学们对实验进行自查和互查。 类型：综合 要求：仪器综合对比分析实验为5-6人一组，光量子仪和红外测温仪数据观测每人独立完成，全 班同学一起观看"实验操作过程的实拍照片或录相"，进行自查和互查，寻找实验过程中存在的问题， 展开交流讨论，并提出解决问题的方法。 实验六：农业气候数据的整理、统计与分析（3学时） 目的：掌握几种重要的农业气候数据整理、统计和分析的方法。 内容：运用直方图法和五日滑动平均法求算稳定通过某界限温度的起止日期、持续日数和活动 积温；求算某地某时段降水量或温度等气象要素的保证率；利用农业气候相似理论的原理和方法进 行农业生物引种的分析。 类型：综合性 要求：每个同学要求至少从3个内容选1个自己感兴趣的独立完成，并提交作业。 教材： 段若溪、姜会飞主编《农业气象学》，气象出版社2002年第1版。 段若溪、姚渝丽主编《农业气象实习指导》，气象出版社2002年第1版。 主要参考书： (1)．周淑贞主编《气象学与气候学》（第三版）高等教育出版社，1997
(2).刁瑛元，马秀玲主编《农业气象》中国农业科技出版社，1996 (3)刘汉中主编《普通农业气象》北京农业大学出版社1990 (4).Oke T R.(Boundary Layer Climates London:Methuen &Co.Ltd,1987 4、习题作业安排 教材格章均有若干习题，老师在课堂上讲解个别具有代表性的或相对疑难的实例，其它的要 四.数学大钢说明 1、教学目的与课程性质，任务 农业气象学是农业，园艺，草业，植保等专业的一门专业基础课，通过课堂讲授，使学生掌握 气象学和农业气象学的有关基础理论，了解和农业生产的关系。通过实验教学，学生亲自动手 安装仪器、观测数据、分析气象要素的时空变化规律，进一步理解课堂讲授内容，学会气象观 测及小气候观测的方法和技能， 2、课程主要内容，重点及深度 本课程主要内容是气象学基础理论，重点阐明辐谢，温度，水分，气压场的基本原理，并注意 联系农业实际。对于天气，气候及小气候方面内容，结合我国各地天气及气候特点等进行阐 述。在内容的深度上侧重于原理，适当联系实际，个别重点章节的内容可作适度的数学推导。 3、教学要求及主要环节 本课程由讲课，课堂实验和习题讲解等三个教学环节组成。讲课是主要环节，讲课中应用多媒 体、图片等，对某些难理解的概念配有教具，对典型天气过程（如台风，冰雹、寒潮，雨季天 气系统等)及云状，配以声像教材；课堂实验主要学习观测技术，强调学会使用各种气象仪 器，并独立获得观测数据，为此，各次实验均配有足够数量的仪器。通过多次的气象观测及资 料整理与分析，基本掌握气象观测与分析的方法与技能
(2)．刁瑛元,马秀玲主编《农业气象》 中国农业科技出版社，1996 (3) 刘汉中主编 《普通农业气象》 北京农业大学出版社 1990 (4)．Oke T R.《Boundary Layer Climates》 London: Methuen &Co.Ltd,1987 4、习题作业安排 教材各章均有若干习题，老师在课堂上讲解个别具有代表性的或相对疑难的实例，其它的要 求学生以小组形式在课后协作完成，并及时提交教师批改，作业完成情况计入平时成绩。教师对 学生作业中出现的普遍性问题及时在课堂上给予辅导、解答，个别问题则在课后单独解决。 四、教学大纲说明 1、教学目的与课程性质，任务 农业气象学是农业，园艺，草业，植保等专业的一门专业基础课，通过课堂讲授，使学生掌握 气象学和农业气象学的有关基础理论，了解和农业生产的关系。通过实验教学，学生亲自动手 安装仪器、观测数据、分析气象要素的时空变化规律，进一步理解课堂讲授内容，学会气象观 测及小气候观测的方法和技能。 2、 课程主要内容，重点及深度 本课程主要内容是气象学基础理论，重点阐明辐射，温度，水分，气压场的基本原理，并注意 联系农业实际。对于天气，气候及小气候方面内容，结合我国各地天气及气候特点等进行阐 述。在内容的深度上侧重于原理，适当联系实际，个别重点章节的内容可作适度的数学推导。 3、教学要求及主要环节 本课程由讲课，课堂实验和习题讲解等三个教学环节组成。讲课是主要环节，讲课中应用多媒 体、图片等，对某些难理解的概念配有教具，对典型天气过程（如台风，冰雹、寒潮，雨季天 气系统等）及云状，配以声像教材；课堂实验主要学习观测技术，强调学会使用各种气象仪 器，并独立获得观测数据，为此，各次实验均配有足够数量的仪器。通过多次的气象观测及资 料整理与分析，基本掌握气象观测与分析的方法与技能