农业气候变化因素与地面气象观测

庄 品

（辽宁省葫芦岛市兴城市气象局，兴城 125100）

地面气象观测用目力和借助仪器对云和近地面的大气状况及其变化进行连续的系统的观察和测定。观测项目有大气压力、空气温度、湿度、地表温度、地中温度、风、降水、云量、云状、能见度、辐射、日照、蒸发、积雪、电线积冰等天气现象。除气压外，地面气象观测都在观测场内进行。

1 气候变化因素分析

气候变化是全球性的问题，全球气候变化对种植业、养殖业、农畜产品加工业都有明显影响。就种植业而言，又分为直接影响和间接影响。全球气候变化对种植业的直接影响主要表现在如下4个方面。

1.1 二氧化碳浓度的直接影响

二氧化碳是植物光合作用的原料，是作物生长发育的主要生态因子。随着全球变化过程中二氧化碳浓度的增加，作物的生长发育加快，同时能抑制作物的呼吸作用，提高植物水分利用率，导致产量增加。二氧化碳的直接影响在大多数情况下是一种正效应。不过，二氧化碳浓度的增加对于不同作物种类、不同地区和不同种植水平来说，其效果亦不甚相同。一般而言，C3植物对二氧化碳浓度的增加较C4植物更为敏感；热带和温带作物对二氧化碳浓度增加较之寒带作物获益更多；发达区域的种植方式较之欠发达地区的种植方式更能发挥CO2浓度增加的优势。

1.2 温度增加的影响

温度对种植业的影响首先表现在能扩大作物的种植范围，提高全球的土地承载力水平。在地球的历史中，有确切的证据说明，生物总体上发生过多次迁移以适应气候变化。当气温升高时，赤道生物就把它们的分布范围扩展到以前温带物种生存的地区，而温带物种也同样扩展到从前北方物种生长的地区。研究工作者推测，如果全球气温上升3℃，植被将会向两极方向推移300km。同理，当气温升高时，在赤道地区，主要农作物生产区会向极地方向移动几个纬度。

1.3 降水的影响

虽然气候变化过程中降水量趋势是增加的，但是降水量的变化在不同的地区是不同的，有的地区降水量增加，有的地区降水量减少。降水量增加和减少直接影响都有正、负效应之分。在降水量增加的地区有如下几种情况：①降水量增加恰当而适时，有利于作物的生长发育，可以提高区域的生产力水平；②降水量增加过于集中或水热配合不协调，无助于农业生产，有时还会造成灾害；③对于少数地区，本来水热资源配合较好，降水量的增加对于农业生产没有多大实际意义。就全球平均状况而言，降水量增加对种植业的发展是有利的，因为在许多地区降水仍然是作物生长的主要限制因子。全球总的变化是倾向于变湿，但并不否认在一些地区旱化趋势仍十分明显。

2 地面气象观测内容

2.1 天气观测

为天气分析和预报提供天气绘图报资料，可用作国内和国际上气象情报交流。定时天气绘图报的观测时间为北京时间2时、8时、14时、20时，每日4次，或8时、14时、20时每日3次。有的台站在北京时间5时、11时、17时、23时进行补充绘图天气观测。台风季节，受台风系统影响的地区要进行台风天气报告的加密观测。

2.2 气候观测

为气候分析研究积累资料而进行的观测。观测时次和项目由各国自定，中国气象部门规定，气候观测时次和定时天气观测一致、气候资料每日以北京时间20时为日界，根据温度、湿度、气压、风、降水、日照等自记仪器的记录，整理每小时的读数值，统计合计量、挑选24h内最高最低值，月终和年终统计地面气象观测月报表和年报表。

2.3 气温的测量

气温是指衡量空气冷热程度的量，表示空气分子运动的平均动能。用摄氏度 （t）表示，也有用华氏度 （F）表示的，理论研究工作中常用绝对温度 （T）表示，其间换算关系为：t=5/9（F─32）；t=T─273.15。气温一般指距地面1.25～2.0m处的大气温度。测量时，为了防止太阳辐射对测值的影响，测温仪器必须放在百叶箱或防辐射罩内，还要满足测量元件有良好的通风条件。

2.4 湿度的测量

湿度表示空气中水汽的含量或干湿程度，在气象观测中常用水汽压、相对湿度和露点温度3种物理量表示。

(1)水汽压 （e）：是水汽在大气总压力中的分压力。它表示了空气中水汽的绝对含量的大小，以毫巴为单位。空气吸收水汽有一定限量，达到了限量就不再吸收，这个限量叫 “饱和点”。空气中水汽达到饱和点时的水汽压，称为饱和水汽压 （或称最大水汽张力）。饱和水汽压是温度的函数，随温度升高而增大。在同一温度下，纯冰面上的饱和水汽压要小于纯水面上的饱和水汽压。

(2)相对湿度 （rh）：湿空气中实际水汽压e与同温度下饱和水汽压E的百分比，即rh=（e/E）*100%。相对湿度的大小能直接表示空气距离饱和的相对程度。空气完全干燥时，相对湿度为零。相对湿度越小，表示当时空气越干燥。当相对湿度接近于100%时，表示空气很潮湿，越接近于饱和。

(3)露点 （或霜点）温度：指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

3 降水量的测量

在一定时段内，从云中降落到水平地面上的液态或固态 （经融化后）降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为mm。在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按降水量的多少来划分降雨的等级。根据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨6种。