农田为什么要观测天气_农田气温低的主要原因

1.我发现天气预报一点都不准

2.国际上的“大气候”中的“气候”指什么?

3.方大天云主要有哪些观测设备？一般用于什么领域观测气象？

4.农田防护林是什么？

5.农业气象学的研究内容

我发现天气预报一点都不准

会有不准的时候，但是大部分都是准的，不准的原因主要因为地面变量，比如天气会受地表山川、河流以及人类每天排放的各种气体或是污染的影响。而另一个就是时间变量，当这些不确定性因素不断叠加，短期内无限接近正确值，时间长了以后，准确率衰减就会非常厉害。

天气预报是个复杂的系统，失之毫厘，谬之千里。计算方案里面有很多数据是变化和不够精确的，北京大学物理学院大气科学系教授张庆红解释说，负责初始数据的观测站未能达到理想所需，这给天气预报的准确性打了折扣。

理想情况下，全球不同地理位置、不同高度层面需要数量级达到106至107的观测站。而现实中，这个数值仅为103至105。而且，观测站分布极不均匀，如我国的青藏高原气象观测站就很少。同时，这并不是一个国家的事情，因为大气是流动的，即使国内的观测点很密，周边国家达不到要求，也会影响初始数据。

扩展资料

除了观测站点的数据局限性，仪器观测误差与计算误差也十分可观。从加工程序来讲，由于数值预报模型建立在流体力学方程组的求解之上，在求解方程组时用差分的计算方法，必然引起计算误差。

“我们只能努力通过对物理过程的精确认识让模式更接近真实大气，但它不是真实大气环境的还原，所以基于这个模式所计算出的大气未来走势也有一定的不确定性。”张庆红说。

不同地理环境也对预报准确度影响深刻。平均水平相同的情况下，山区、湖泊、农田、城市等的天气状况都会不同。如果把数值预报计算网络缩小一半，即对更小尺度进行运算，计算量大体会增加16倍。

但在运算中，一些类似于地形等的信息依然难以充分表达，大气运动的物理过程细节不能很好反映，必须依靠预报员通过他们的分析、验证与经验再次订正。“这个时候，气象预报员不像‘科学家’反而更像个‘艺术家’。”张庆红说。

人民网-天气预报到底准不准

国际上的“大气候”中的“气候”指什么?

大气候：主要由特殊环流所形成的较大空间尺度的气候。如季风气候，其垂直范围可达几千米以上，水平范围可在几百公里以上，综合分析气象台站的常规观测资料，即可得出所研究地区的大气候情况。

中气候：小范围自然区域（ 如谷地 、湖泊、森林、山地等 ）以及城市等的气候。又称局地气候、地方气候。介于大气候与小气候之间，范围一般为地面以上几十米至二三百米，水平范围为几千米至几十千米。

小气候：因下垫面性质不同，或人类和生物的活动所造成的小范围内的气候。在一个地区的每一块地方(如农田、温室、仓库、车间、庭院等)都要受到该地区气候条件的影响，同时因下垫面性质不同、热状况各异，又有人的活动等，就会形成小范围特有的气候状况，小气候中的温度、湿度、光照、通风等条件，直接影响作物的生长，人类的工作环境，家庭的生活情趣等。

方大天云主要有哪些观测设备？一般用于什么领域观测气象？

1、云的观测

激光云高仪：采用激光束照射云体的方法，测量激光发射到接收间的时间，从而计算云中反射点的距离，通过对时间积分的方式确定云量。一般常见应用在机场

微脉冲激光雷达：可测量云底、多层云时空分布监测，边界层时空分布监测，气溶胶垂直分布和时空演变。运用到机场与森林景区

2、能见度观测

前向散射能见度仪：发射器与接收器在成一定角度和一定距离的两处。接收器接收大气的前向散射光。通过测量散射光强度，得出散射系数，从而估算出消光系数。

透射式能见度仪：通过测量发射器和接收器之间水平空气柱的平均消光系数而算出能见度。一般应用于交通部门的观测

3、天气现象观测

天气现象仪：是一种智能型多变量传感器，由一个散射能见度仪，一个降水监测系统传感器以及温度、湿度、风向、风速等传感器组成。通过对这些数据变量的逻辑分析来判定天气现象。

闪电定位仪：利用闪电辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电放电参数，并把经过预处理的闪电数据实时地通过通讯系统发送到中心数据处理站实时进行交汇处理，可记录雷电发生的时间、位置、强度和极性等指标。常见应用于公路交通方面

4、气压观测

硅膜盒电容式压力传感器：利用单晶硅薄膜片制成真空膜盒，通过膜盒上下膜片变形，造成电容极板位移而改变电容量，再通过测电容量的变化来测量气压。目前，我国自动气象站普遍使用的气压传感器是智能型全补偿式数字气压传感器，其感应元件是硅电容。气压传感器安装在采集器机箱内，通过静压压力连通管与外界大气相通。用于常规的一些自动气象站，比如气象部门

5、温度观测

温度传感器：铂电阻的阻值随温度变化而变化，通过测量其电阻值推算出被测物体的温度。气象观测站中的空气温度、草面温度、浅层土壤温度、深层土壤温度都采用此类型传感器。一般用于常见的气象观测，普通常规的气象站，如气象局，农业部门等

6、湿度观测

湿敏电容湿度传感器：利用有机高分子膜做介质的一种小型电容器。安装在百叶箱内特制的支架上，位于百叶箱水平面的中心，电缆线由支架底部穿入管内，由管顶取出，传感器固定在横臂的夹子中，头部向下。

在外界相对湿度发生变化时，作为感湿膜的高分子聚合物能吸附和释放水汽分子，其介电常数ε随之变化，促使湿敏电容量发生变化，将电容变化量转化为电压的变化量，输出电压范围为0～1V，测量输出的电压即可得到相对湿度。一般用于常见的气象观测，普通常规的气象站，如气象局，农业部门等。

7、风的观测

风杯风速传感器：采用三杯式感应器，当风杯转动时，带动同轴的多齿截光盘转动，得到与风杯转速成正比的脉冲信号，由计数器计数换算后就能得出实际风速值。

8、降水观测

翻斗雨量计：敏感部分是两个三角形盛水斗，可以围绕中心轴转动，每转动一次，随之运动的磁铁对干簧管扫描一次，两个电极吸合产生一个电脉冲。根据翻斗翻转的次数记录降雨量。目前，地面气象观测系统多采用翻斗式雨量传感器。

9、农业气象观测设备

农业气象自动观测系统是对农作物及其赖以生存的外界环境(农田、土壤)进行实时观测，根据业务需求主要对农田小气候数据、土壤数据、作物长势参数和图像及实景监控视频进行采集，整套系统可采用农电/太阳能/风能等多种供电方式进行供电，可通过光纤/3G/WiFi/微波等多种通信方式与上位机软件进行数据交互。配套的农业气象观测自动采集及综合处理平台具有观测数据的整理和入库、台站参数设置、设备运行状态监控、日志管理、气象观测数据查询与显示、作物灾害分析与预警、作物长势显示、数据上传等功能。

10、交通气象监测

交通气象观测站能够精确、及时地监测道路环境状况，并且能够与交通管理部门的其它监控子系统相结合，实现智能化的交通保障网络系统，能够对雾、路面结冰、积雪等高速公路所需的各种监测要素进行实时监测。

11、景区负离子观测

负离子监测能长期、自动、连续、全天候监测大气负离子浓度变化，适应环境气象观测的业务需求，满足观测数据的高精度和高稳定性要求。具备高可靠性、高准确性、易维护、易备份等特点。

农田防护林是什么？

（farmland shelterbelt）

（孙德林）

为改善气候、土壤、水文条件，防止自然灾害，特别是灾害性天气对农业生产的危害，创造有利于农作物生长发育的环境条件，以保障农业稳产高产，在农田中或沿农田边缘营造的带状或网状林分。农田防护林，大致有三种形式：①带状林分：即在农田中或沿农田边缘栽植林带。这种带状林分在整个农田中往往由主林带与副林带纵横交织成网，又称农田防护林网。防御主要害风并与其方向相垂直（或成一定偏角）的林带为主林带；与主林带相垂直的林带为副林带。②农林间作形式的行状林分：即在农田中间隔一定距离栽植一行树木，形成农林间作。中国的农桐（泡桐）、农枣、农柿间作等都属于这种行状林分。③团状林分：即在农业地区营造片林，使农田分布在团状的片林之中。

农田防护林与公路、铁路、道路两旁的护路林带，河流、水渠两侧的护岸、护渠林带，以及小片林等结合在一起，在农业地区构成带、网、片相结合的完整的防护林体系，形成林农景观。它作为固定的自然地理因素，已成为现代化农业集约经营综合体制中不可分割的组成部分。

发展概况

世界很多国家为适应农业发展的需要，在平原农区营造防护林。19世纪在英格兰东部营造的防护林，证明有增产作用，随后，德国、匈牙利、瑞士等国，也营造防护林。但是，有计划、大规模营造农田防护林，主要是苏联、美国和中国。苏联1948年颁布的《斯大林改造大自然计划》推动了农田防护林的大规模发展。到1982年末苏联人工营造的农田防护林带达160万公顷，受防护林保护的农田面积约2000万公顷。全苏已有5200个国营农场和集体农庄建立起完整的防护林体系。美国营造防护林也有一百多年历史，但大规模的防护林带是从1934年黑风暴之后设计营造的，即所谓“大草原各州林业工程”。到1978年美国已营造护田林带25.2万公顷。中国，1949年以前，农民自发营造的小型林网，在风沙危害严重地区，至今还保留其痕迹。1949年后，农田防护林有了很大发展。至1953年基本完成了河北西部和永定河下游防护林的营造任务，造林总面积达1万公顷。从1951年到1964年东北地区西部共完成农田防护林19.8万公顷。50年代，河南省只用三年时间完成了东部防护林建设，在黄河故道上营造起五条大型防护林带，总长度520公里，造林面积达4.66万公顷。60年代后期到70年代，中国农田防护林建设纳入农田基本建设的总体规划，实行“山、水、田、林、路”统一规划，综合治理。70年代后期以来，农田防护林建设进入了以农田林网、“四旁”植树、农林间作和小片丰产林为内容的带、网、片相结合的防护林体系的新阶段。据统计，到1984年已营造的农田防护林带面积达64.3万公顷，受保护的农田面积为1.073万公顷；“四旁”植树72亿株；农林间作面积112万公顷；平原地区小片丰产林总面积368.7万公顷。“三北”防护林体系一期工程共营造防护林605万公顷，有800万公顷农田受到林网保护。在无林少林的广大平原农区建立起来的防护林体系，在保护、改善农业生态系统功能方面，发挥着显著的作用。

防护效应

农田防护林在改善气候、土壤、水文条件，抗御灾害性天气，保障农业稳产高产方面，发挥着多功能的效应。

①防风作用：在林带有效防护范围内，林带能使风速平均降低30～40%。林带有效防护范围的大小，与林带树高成正比。林带降低风速的幅度，随着距林带的距离而变化，离林带越远，风速降低幅度越小，5～10倍树高范围内，风速降低幅度最大，可达40～60%：到30倍树高处，风速降低一般不超过20%，或接近旷野风速。林带的防护范围及降低风速的幅度，在很大程度上还与决定透风系数（亦称通风度、疏透度）的林带结构、林带与风向之间的交角、风力等级有直接关系。疏透结构林带的防护范围可延续到40～50倍树高处，而紧密结构的林带仅达到20～30倍树高处。透风系数是指林带垂直面透光面积与林带总垂直面积的百分比。透风系数为30%左右的林带，削弱风速的作用最好。紧密结构林带与风向交角为90°时，风速降低幅度最大，随着交角的变小，防风效能也随之减小。通风结构林带与风向成一定偏角（不大于45°）比交角成90°的防风效能要大些。长方形网格比相同面积的正方形网格更好些。

②对湍流交换的影响：湍流交换强度的大小，决定着上下空气层之间联系的强弱。农田近地表（1～2米高）气层湍流交换强度的变化，是影响林带间农作物生长的水文气象条件的重要因素。林带能减弱湍流交换强度，与其防风作用密切相关，主要是由于林带对气流的改变及对风的动能的抑制造成的。林带对湍流交换的防护作用，约为其防风作用的60～70%。在林带保护下的农田1～2米高处的湍流交换强度平均减弱15～20%。湍流交换强度的减弱，对农田减少蒸发，保持土壤水分，保存积雪，防止沙暴等具有重要作用。

③对气温的影响：春秋冬三季，林带均有增温作用，夏季则有降温作用。这样就有利于农作物种子的发芽、出苗和生长发育。据在中国河北省的观测，春季林网内气温比林网外空旷区高1℃左右，林网内小麦出苗比无林网麦田早1～2天；6月上旬林网内麦田气温比无林网麦田低0.4～1.9℃。气温的变化也必然影响土壤温度。

④对水文状况的影响：由于有林带作屏障，田间风速降低，湍流交换强度减弱，使蒸腾和蒸发的水分能较长时间地滞留于田块上，从而增加空气湿度和土壤水分。据测定，林网内空气相对湿度比网外对照点高15～30%。据中国山东省的观测，林网内土壤含水量比网外空旷地高27%，水面蒸发减少10～30%。树木的生理排水作用能降低地下水位，减轻土壤含盐量。据在中国宁夏灌区的观测，在5～7倍树高范围内，地下水位降低10～20厘米，1倍树高处与10倍树高处相比，盐分上升减少20%。

⑤抗御干热风：干热风是一种高温低湿并伴随一定风力的大气干旱现象，发生在5月中旬至6月上旬（正值小麦乳熟至蜡熟阶段）。干热风的主要气象指标是：14时的气温大于30℃，空气相对湿度小于30%，风速大于3米/秒，并持续两天以上。中国受季风气候的控制，小麦产区受干热风危害的面积约1330万公顷，为小麦播种面积的一半以上。小麦受干热风危害，一般减产15～30%。由于农田防护林降低风速和气温、减弱蒸发、增加空气湿度的效应，改变着形成干热风的气象条件，从而减轻甚至避免干热风对小麦的危害。

⑥增加农作物产量：据中国各省（区）的调查，在正常年份，有农田防护林的保护，小麦增产10～30%，玉米增产10～20%，水稻增产6%，棉花增产13～18%。在自然灾害较多或气候条件较差的地区，在出现灾害性天气的年份，农田防护林这种增产效应，表现得尤为显著。

营造技术

为使农田防护林具有一定的稳定性，并发挥最大的防护效益和经济效益，在营造技术上要做好以下几项工作：

①规划设计：农田防护林的规划设计，首先应和农业发展区划、农田基本建设规划结合起来。其次要因地制宜地根据立地条件和灾害程度（即自然灾害轻微地区、一般灾害地区和严重灾害地区）进行具体规划设计。最好沿着田边、路边、渠边设计林带，尽量不占或少占耕地。田块过大的，可在农田中设计辅助林带。主林带之间的距离，按30倍树高和灾害程度来确定。自然灾害轻微地区，网格可大些，面积20～40公顷，主林带间距400～500米；一般灾害地区，网格面积要相应地小些；严重灾害地区，网格面积10公顷左右，主林带间距200米左右，甚至更小些。农田防护林带（网）的规划设计，还应尽量和其他林带（如护路林带、护岸林带、片林等）结合起来，构成带、网、片相结合的防护林体系。

②树种选择：要按照立地条件类型选择树种，做到适地适树。要选择速生、优质、抗性强的乡土树种和适宜本地生长的外地优良树种。造林树种不宜过于单一，以营造混交林为好，并可配置灌木树种。

③结构配置：根据各地经验，一般情况下，疏透结构的窄林带，防护效果较好。主林带一般以栽植2～4行，副林带以栽植1～2行为宜。栽植密度要适当，以有利于树木正常生长并构成疏透结构为度。

④抚育管理：主要包括幼林抚育、防治病虫害、抚育间伐。苗木定植后数年内，要及时进行浇水、除草、松土等抚育管理，有条件的最好进行追肥，并及时防治病虫害。有的树种如要修枝，则应切实防止修枝过度。树木株间郁闭后，初植密度大，影响正常生长时，要及时进行间伐。树木达到自然成熟期（见防护成熟），也要进行采伐更新，最好采取轮伐方式，不使农田失去屏障，以保证防护效应的永续性。

参考书目

曹新孙主编：《农田防护林学》，中国林业出版社，1983。

农业气象学的研究内容

按农业生产对象，可分为作物气象、畜牧气象、森林气象、渔业气象、蚕业气象、养蜂气象等。由于这些分支的建立与发展有先有后，与气象关系的密切程度也各有不同，当前它们并不处在同一水平上。按农业气象学原理和应用的研究重点，还可分为农业气象学基本原理、农业气候、农业气象预报、农业小气候、农业气象观测试验等。

在具体实践中，农业气象研究工作大致有下列几方面：

①鉴定农业生产的对象和过程对气象条件的要求和反应，以及它们对气象条件的反馈作用，从而提出农业生产中的气象问题及其对策。

②研究、制订农业气候资源区划，为发展农林牧副渔各业、改革种植制度、引进优良品种以及实施重大农业技术改革等提供气象学依据。其中，农业地形气候的研究对开发山区、发展多种经营，水土保持，保护和改善生态平衡尤其具有重要意义。

③进行农业气象灾害规律及其防御措施的研究。主要是观测受害症状和受害时期，确定受害指标，探讨受害机制，分析灾害规律，发布灾害预报，研究防御措施的气象效应等。

④农业气象预报和农业气象情报。包括农用天气预报、产量预报、农田土壤水分预报等。其中，在应用遥感技术和电子计算机网络的基础上，与观测资料传输相结合，进行数值模拟并逐步建立农业气象服务自动化体系，已成为农业气象为农业服务的主要形式之一。

⑤农业小气候的研究。直接影响农业生产的实际上是生产对象所处的小气候环境，大气候的变化通过小气候环境才能影响农业生产对象的生长发育及其产量，农业小气候的利用、调节和改造，是农业气象研究工作中的一项长期的重要任务。

⑥进行农业气象观测仪器与试验研究方法的研究，以不断提高农业气象服务工作的质量和试验研究的水平。