農(nóng)業(yè)氣候變化因素與地面氣象觀測

莊 品

（遼寧省葫蘆島市興城市氣象局，興城 125100）

地面氣象觀測用目力和借助儀器對云和近地面的大氣狀況及其變化進(jìn)行連續(xù)的系統(tǒng)的觀察和測定。觀測項(xiàng)目有大氣壓力、空氣溫度、濕度、地表溫度、地中溫度、風(fēng)、降水、云量、云狀、能見度、輻射、日照、蒸發(fā)、積雪、電線積冰等天氣現(xiàn)象。除氣壓外，地面氣象觀測都在觀測場內(nèi)進(jìn)行。

1 氣候變化因素分析

氣候變化是全球性的問題，全球氣候變化對種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)畜產(chǎn)品加工業(yè)都有明顯影響。就種植業(yè)而言，又分為直接影響和間接影響。全球氣候變化對種植業(yè)的直接影響主要表現(xiàn)在如下4個方面。

1.1 二氧化碳濃度的直接影響

二氧化碳是植物光合作用的原料，是作物生長發(fā)育的主要生態(tài)因子。隨著全球變化過程中二氧化碳濃度的增加，作物的生長發(fā)育加快，同時能抑制作物的呼吸作用，提高植物水分利用率，導(dǎo)致產(chǎn)量增加。二氧化碳的直接影響在大多數(shù)情況下是一種正效應(yīng)。不過，二氧化碳濃度的增加對于不同作物種類、不同地區(qū)和不同種植水平來說，其效果亦不甚相同。一般而言，C3植物對二氧化碳濃度的增加較C4植物更為敏感；熱帶和溫帶作物對二氧化碳濃度增加較之寒帶作物獲益更多；發(fā)達(dá)區(qū)域的種植方式較之欠發(fā)達(dá)地區(qū)的種植方式更能發(fā)揮CO2濃度增加的優(yōu)勢。

1.2 溫度增加的影響

溫度對種植業(yè)的影響首先表現(xiàn)在能擴(kuò)大作物的種植范圍，提高全球的土地承載力水平。在地球的歷史中，有確切的證據(jù)說明，生物總體上發(fā)生過多次遷移以適應(yīng)氣候變化。當(dāng)氣溫升高時，赤道生物就把它們的分布范圍擴(kuò)展到以前溫帶物種生存的地區(qū)，而溫帶物種也同樣擴(kuò)展到從前北方物種生長的地區(qū)。研究工作者推測，如果全球氣溫上升3℃，植被將會向兩極方向推移300km。同理，當(dāng)氣溫升高時，在赤道地區(qū)，主要農(nóng)作物生產(chǎn)區(qū)會向極地方向移動幾個緯度。

1.3 降水的影響

雖然氣候變化過程中降水量趨勢是增加的，但是降水量的變化在不同的地區(qū)是不同的，有的地區(qū)降水量增加，有的地區(qū)降水量減少。降水量增加和減少直接影響都有正、負(fù)效應(yīng)之分。在降水量增加的地區(qū)有如下幾種情況：①降水量增加恰當(dāng)而適時，有利于作物的生長發(fā)育，可以提高區(qū)域的生產(chǎn)力水平；②降水量增加過于集中或水熱配合不協(xié)調(diào)，無助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有時還會造成災(zāi)害；③對于少數(shù)地區(qū)，本來水熱資源配合較好，降水量的增加對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沒有多大實(shí)際意義。就全球平均狀況而言，降水量增加對種植業(yè)的發(fā)展是有利的，因?yàn)樵谠S多地區(qū)降水仍然是作物生長的主要限制因子。全球總的變化是傾向于變濕，但并不否認(rèn)在一些地區(qū)旱化趨勢仍十分明顯。

2 地面氣象觀測內(nèi)容

2.1 天氣觀測

為天氣分析和預(yù)報(bào)提供天氣繪圖報(bào)資料，可用作國內(nèi)和國際上氣象情報(bào)交流。定時天氣繪圖報(bào)的觀測時間為北京時間2時、8時、14時、20時，每日4次，或8時、14時、20時每日3次。有的臺站在北京時間5時、11時、17時、23時進(jìn)行補(bǔ)充繪圖天氣觀測。臺風(fēng)季節(jié)，受臺風(fēng)系統(tǒng)影響的地區(qū)要進(jìn)行臺風(fēng)天氣報(bào)告的加密觀測。

2.2 氣候觀測

為氣候分析研究積累資料而進(jìn)行的觀測。觀測時次和項(xiàng)目由各國自定，中國氣象部門規(guī)定，氣候觀測時次和定時天氣觀測一致、氣候資料每日以北京時間20時為日界，根據(jù)溫度、濕度、氣壓、風(fēng)、降水、日照等自記儀器的記錄，整理每小時的讀數(shù)值，統(tǒng)計(jì)合計(jì)量、挑選24h內(nèi)最高最低值，月終和年終統(tǒng)計(jì)地面氣象觀測月報(bào)表和年報(bào)表。

2.3 氣溫的測量

氣溫是指衡量空氣冷熱程度的量，表示空氣分子運(yùn)動的平均動能。用攝氏度 （t）表示，也有用華氏度 （F）表示的，理論研究工作中常用絕對溫度 （T）表示，其間換算關(guān)系為：t=5/9（F─32）；t=T─273.15。氣溫一般指距地面1.25～2.0m處的大氣溫度。測量時，為了防止太陽輻射對測值的影響，測溫儀器必須放在百葉箱或防輻射罩內(nèi)，還要滿足測量元件有良好的通風(fēng)條件。

2.4 濕度的測量

濕度表示空氣中水汽的含量或干濕程度，在氣象觀測中常用水汽壓、相對濕度和露點(diǎn)溫度3種物理量表示。

(1)水汽壓 （e）：是水汽在大氣總壓力中的分壓力。它表示了空氣中水汽的絕對含量的大小，以毫巴為單位?？諝馕账幸欢ㄏ蘖?，達(dá)到了限量就不再吸收，這個限量叫 “飽和點(diǎn)”?？諝庵兴_(dá)到飽和點(diǎn)時的水汽壓，稱為飽和水汽壓 （或稱最大水汽張力）。飽和水汽壓是溫度的函數(shù)，隨溫度升高而增大。在同一溫度下，純冰面上的飽和水汽壓要小于純水面上的飽和水汽壓。

(2)相對濕度 （rh）：濕空氣中實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比，即rh=（e/E）*100%。相對濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對程度?？諝馔耆稍飼r，相對濕度為零。相對濕度越小，表示當(dāng)時空氣越干燥。當(dāng)相對濕度接近于100%時，表示空氣很潮濕，越接近于飽和。

(3)露點(diǎn) （或霜點(diǎn)）溫度：指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時的溫度。形象地說，就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度本是個溫度值，可為什么用它來表示濕度呢？這是因?yàn)?，?dāng)空氣中水汽已達(dá)到飽和時，氣溫與露點(diǎn)溫度相同；當(dāng)水汽未達(dá)到飽和時，氣溫一定高于露點(diǎn)溫度。所以露點(diǎn)與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度。

3 降水量的測量

在一定時段內(nèi)，從云中降落到水平地面上的液態(tài)或固態(tài) （經(jīng)融化后）降水，在無滲透、蒸發(fā)、流失情況下積聚的水層深度，稱為該地該時段內(nèi)的降水量，單位為mm。在氣象上通常用某一段時間內(nèi)降水量的多少來劃分降水強(qiáng)度。最常用的對降雨的分類方法是按降水量的多少來劃分降雨的等級。根據(jù)國家氣象部門規(guī)定的降水量標(biāo)準(zhǔn)，降雨可分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨6種。