1、教 案课 程: 农业气象学学 时:30 学时班 级:草业 2002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： 草业科学 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，辐射的基本知识。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，太阳辐射与牧草生产。3 2 土壤温度、水温、气温的变化，大气稳定度的判定。4 2 积温在生产中的应用，气温与牧草生产的关系，蒸发、蒸腾、和蒸散。5 2 大气中水汽凝结的条件，各种凝结物的形成，水分与牧业的关系。6 2 大气压力的概念及变化情况，
2、风的形成及变化，大气环流的基本知识。7 2 几种地方性风的形成规律及原因，风与牧草的关系。8 2 气团、锋等天气系统的介绍，牧区常出现的灾害性天气。本文节选自（ ）9 2 草地灾害的形成原因及防御。10 2 气候带和气候型的特点。掌握中国气候四大特点和光、温、水三大气候资源的分布。11 4 实验一和实验二12 6 实验三、四、五说明：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
3、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：第一讲第一节 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
4、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。
5、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1、 摩擦层：在 1-2km 高度以下的气层2、 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 ，
6、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 辐射一、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，太阳辐射对植物（作物）生长发育和产量及品质的影响 。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，太阳辐射与牧草生产的关系。四、 本章难点太阳高度角，方位角。五、 教学时数 3 学时(1 学
7、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%，
8、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（S ）S= S0.PmsinhS0 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
9、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-P m）sinh（三）总辐射（Q=S+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
10、 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-EaF0 为地面有效辐射，Eg 为地面辐射， 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=（S+D） （1-r）-F 0阴天 R=D（1-r ）-F 0晚上 R=-F0含义：R 为地面辐射差额，S+D
11、 为总辐射，F 0 为地面有效辐射。第六节太阳辐射与牧草生产一、光合有效辐射（PAR）：指太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分PAR=0.43S+0.57D二、光照强度对生物的影响 (一)光强与光合作用1、光饱和点：在一定的光照度范围内，光合强度是随着光照的增加而增加的，但当光照度增加到一定数值时，光合强度便不再增加，这种现象叫光饱和现象，开始达到光饱和现象时的光照度，叫光饱和点。2、光补偿点：当光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用放出的二氧化碳相等时，也就是净光合强度等于零，这时的光照度，称为光补偿点。 (二)光照强度对牧草品质的影响在太阳光充足的情况下，牧草经常处于光饱和状态，这对牧草光合作
12、用与营养物质的积累极为有利。牧草在红光下形成碳水化合物，在蓝光下合成蛋白质，因此，在我国牧区太阳辐射强，光质好的情况下，与南方草山草坡的牧草相比，牧草多具“三高一低”的特点，即蛋白质高、脂肪高、无氮浸出物高，粗纤维低。这类牧草适口性强，家畜食后易于上膘，对草原畜牧业的发展非常有利。三、光能利用率及提高途径1、 概念：单位面积作物收获物中包含的能量与该单位面积上所得到的可见光能量的比值2、 提高途径：改进耕作制度及种植方式，增加作物对光能的吸收比例选育高光效品种，育成合理株型、叶型、高产不倒伏品种改善水、肥、气、热等外部条件，增加光合潜力尽可能延长光合作用时间，提高光合生产率趋利避害，充分利用光
13、能资源第二章 温度一、教学目的要求通过本章讲授,学生应重点掌握“ 三温“ 的变化规律，温度在牧业生产中的应用。二、教学方法 采用课堂讲解，挂图辅助。三、本章重点， 土温、气温的变化规律、积温的计算应用。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：Q 1=R-M-B-LE 晚上： Q2=-R+M+B+LE 昼夜：Q=RMBLE解释各项物理含义。（二）土壤表面的热量平衡RMBLE=0解释各项物理意义二、物质热特性 导热率（）：概念什么叫热特性？主要包括 热容量（C V）：概念导温率（K）：
14、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第二节 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
15、高值在 1516h，最低值出现在日出后 3 个小时（89h） 。2年变化最热月 8 月，最冷月 23 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
16、，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
17、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第四讲第四节 气温与牧草生产的关系一、三基点温度最高温度、最低温度和最适温度称三基点温度。作物生长温度为 540，最适发育温度为 2030，维持作物生命活动的温度为-1050。二、积温1活动积温1、 积
18、温的分类及计算 2有效积温 3正积温和负积温2、积温在生产中的应用（1）积温可以作为鉴定一个地区的热量的指标。（2）积温为作物的新品种的推广提供了重要依据。（3）积温可用于制作作物播种期、开花期以及病虫害发生发展的预报。（4）负积温可用作作物低温冷害的指标。（5）积温可以表示作物的生长发育速度。三、气温与牧草生长的关系牧草从开始生长到终止生长之间的天数称为生长季。当日平均气温稳定通过 0时，牧草地下根系便开始活动，顶芽逐步露出地面，长到 1 厘米高时，便称返青期。青草期是牧草进行光合作用制造有机物质的时期。1、 我国牧区年平均气温大多在-812之间，而我国农区的年平均气温一般在 024之间。2
19、、 牧草和农作物一样，也有喜温、喜凉、耐寒等特性之分。一般来说牧草一生所需的热量总量较同一特性的农作物为少。在水分满足的条件下，温度决定牧草的生长和发育。即使喜凉牧草一般日平均气温未稳定通过 0不能萌动返青；不稳定通过 5，难以出现青草期。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。4积温的计算5温度与牧草的关系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 水分一、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
20、特性，生产上对水分的要求。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 2 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（ ）二、 空气的湿度变化1水汽压
21、的日变化（一）水汽压的变化2水汽压的年变化（二） 、相对湿度的日变 1相对湿度的日变化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
22、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
23、（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：松土 镇压 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（e S-ea）/ (r a+rs)eS、e a 分别蒸发面与空气的水汽压， ra、r s 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）/r d（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
24、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
25、层，它是在寒天或早春气温为 05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
26、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 0.010.0mm/d，中雨 10.125.0mm/d，大雨 25.150.0mm/d， 暴雨 50.1100.0mm/d ， 大暴雨 100.1200
27、.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
28、林加大蒸腾量，降低大气凝结高度，增加降水量。第五节 水分与牧草水分是牧草的组成物质之一。以内蒙古的禾本科草类为例，从幼苗到抽穗开花期，水分均占其组成物质的 75以上。即使在种子形成至成熟期，水分含量也达 65左右。因此，一地水分条件的好坏，不仅决定牧草的种类特征和草场类型，而且和产量、品质及其适口性有密切关系。荒漠草场地区的牧草地区的牧草，多为超旱生种类，主根特别发达，地上部分草质层较厚，多刺、多汁或密被绒毛、具有极好的吸水、保水性能和防止蒸腾的功能。糖分含量一般较高，但粗纤维含量多，硬而粗糙，适口性差。水分不仅对牧草和草场生态类型的形成起重要作用，而且影响其发育。即使日平均气温稳定通过了 5
29、，如果水分严重不足，仍然不能进入青草期。主要从充足的水分、不足的水分、过多的水分三个方面来考虑水分与牧草生长的关系，只有在充足的水分条件下光合作用、呼吸作用才能正常进行，水分还能影响牧草对营养物质的吸收和输送。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
30、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/m 2） ，1mb=1hPa=3/4mmHg0.75mmHg1mmHg=4/3hpa1.333
31、hpa。（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+t m）LgP 1/P2h 表示两地高度差，以米为单位，P 1 为海拔低处气压，P 2 为海拔高处气压，单位为 hPa；t m为两地平均温度，以为单位，=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
32、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
33、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（自学内容）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/NG 为梯度力, 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:
34、A=2VsinA 为水平地转偏向力， 为地球转动角速度，V 为空气运动速度， 为地理纬度。（三）惯性离心力（C） C =V2/rC 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
35、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
36、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。第三节 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
37、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。第七讲第四节 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
38、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。第五节 风与牧草风作为生态气候因子，具有有利和不利两方面的作
39、用。有利：一风风帮助一部分牧草传播花粉和种子，使之在草场上世代繁衍；同时，光合作用所需的原料二氧化碳，亦靠风力运送。不利：风在时可加速牧草蒸腾，造成生理干旱，大风甚至移动沙丘，覆盖草场，使草原生态系统失去平衡。大约用一学时的时间复习一下以前学过的内容（以提问或测试的形式）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。风与牧草的关系参考文献1.中国农科院农
40、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 第八讲天气：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。
41、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
42、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
43、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
44、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）：1、 概念 中心气压低，四周气压高的大尺度涡旋。2、 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3、 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
45、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（13d） ；中期预报（37d） ；长期预报（10d 以上，一个月、一季或一年） ；超长期预报（一年以上） 。第二节 牧业灾害性天气一、 干旱1、概念指牧草对水分的需求量和从土壤吸收的水分在一个相当长的时期内不适应，而使牧草产量降低的天气现象。2、对牧业生产的影响春旱年份，天然草场牧草的正常返青和人工牧草的播种、
46、出苗将受到影响，从而导致青草期的缩短。若遇有夏旱，往往导致牧草产量降低，品质变劣，适口性也相比较差。如果发生了连续干旱，则将加剧草场退化和草原土壤沙化的进程，同时对人工草场建设、天然草场的改良带来影响，还可以造成牧草的大幅度减产，影响当年家畜的抓膘和冬季饲草的储备。3、干旱指标的表达式大气降水是天然牧草生育耗水和人、畜饮水的主要来源。降水量值的大小则是表征一地干湿程度的重要物理量之一。鉴于降水绝对量值的多少并不能完全反映草场受干旱危害的程度，因此，我们选用草场干湿指数作为综合评定不同时段的干旱指标。其表达式为：H=R/Q100式中 H 为草场干湿指数，用百分数表示；R 为某一时段降水总量，单位
47、为毫米；Q 为同一时段的降水量多年平均值，单位为毫米。如果 H 值大于 1 时，说明当年某一时段降水量比历年同期平均值偏高，由于降水多，当年的旱情则较轻或者没有；当其值小于 1 时，表明当年该时段降水偏少，旱情则较重，而且 H 值越小，旱情就越严重。二、 黑灾1、概念：我国牧区无水草场和缺水草场，在牧草生长季内，均因无法供应人、畜饮水而不能被合理利用，往往要等到冬季形成适量而稳定的积雪以后，才能成为可利用的冬牧场。这种类型的冬牧场，在无积雪或积雪较少的年份，如果用来放牧，由于家畜吃不上雪，常常造成对牲畜的危害，这种危害我们称为黑灾。所谓黑灾，实质上指发生在冬季到初春的一种旱灾，这种旱灾仅仅局限
48、于无水草场被选作冬春牧场时才有可能发生。在这类草场上，人、畜靠吃雪解决供水问题，如果地表积雪少或者根本没有积雪，则使家畜长期缺乏饮水的条件下而造成的一种“渴灾” 。2、对牧业生产的危害其一、无水草场的主要利用时段是在冬季有适量而稳定积雪的时期。那么，在无雪或少雪的年分因难以解决家畜饮水问题，使畜群不能转入无水的冬牧场。其二、在黑灾严重发生时，无水或缺水草场的土壤水分也得不到融雪的补给，使得多年生牧草春季返青和一年生牧草种子萌动受到影响。其三、黑灾虽不能造成家畜的大批死亡，但因家畜处于长期缺水的生境条件下，可使生理机能找失调，新陈代谢受阻，造成家畜掉膘。同时，黑灾发生时还破坏了正常的放牧规律，并
49、为一些传染病的发生与流行创造了条件，加重寄生虫对畜体危害程度，严重时也可造成家畜的大批伤亡。三、 白灾1、 概念：所谓白灾，又称雪害，实质上是因积雪掩埋牧草而造成的一种家畜“饿灾” 。它是由于冬、春季降雪量过多，草场被积雪掩埋，导致家畜采食困难或者根本吃不上草，而造成损失的一种雪害。2、 危害：当发生白灾时，积雪掩埋草场，家畜处于饥寒交迫的生境条件下，畜体得不到草料补充，膘情显著下降，对外界不利环境和对疾病的抵抗能力大大降低。同时，还将影响家畜放牧，妨碍交通、压损棚舍等。第九讲四、大风和风沙（一）概念：大风是指瞬间风速达到或超过 17 米/秒或目测估计风力达到划超过 8 级的风。风沙是指尘暴。就是由于强风将地面大量尘沙吹起，使空气混浊，水平能见度小于 10
