農業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行連續的系統的觀察和測定。觀測項目有大氣壓力、空氣溫度、濕度、地表溫度、地中溫度、風、降水、云量、云狀、能見度、輻射、日照、蒸發、積雪、電線積冰等天氣現象。除氣壓外，地面氣象觀測都在觀測場內進行。

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、養殖業、農畜產品加工業都有明顯影響。就種植業而言，又分為直接影響和間接影響。全球氣候變化對種植業的直接影響主要表現在如下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，是作物生長發育的主要生態因子。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，導致產量增加。二氧化碳的直接影響在大多數情況下是一種正效應。不過，二氧化碳濃度的增加對于不同作物種類、不同地區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；發達區域的種植方式較之欠發達地區的種植方式更能發揮CO2濃度增加的優勢。

1.2 溫度增加的影響

溫度對種植業的影響首先表現在能擴大作物的種植范圍，提高全球的土地承載力水平。在地球的歷史中，有確切的證據說明，生物總體上發生過多次遷移以適應氣候變化。當氣溫升高時，赤道生物就把它們的分布范圍擴展到以前溫帶物種生存的地區，而溫帶物種也同樣擴展到從前北方物種生長的地區。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，當氣溫升高時，在赤道地區，主要農作物生產區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是不同的，有的地區降水量增加，有的地區降水量減少。降水量增加和減少直接影響都有正、負效應之分。在降水量增加的地區有如下幾種情況：①降水量增加恰當而適時，有利于作物的生長發育，可以提高區域的生產力水平；②降水量增加過于集中或水熱配合不協調，無助于農業生產，有時還會造成災害；③對于少數地區，本來水熱資源配合較好，降水量的增加對于農業生產沒有多大實際意義。就全球平均狀況而言，降水量增加對種植業的發展是有利的，因為在許多地區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，但并不否認在一些地區旱化趨勢仍十分明顯。

2 地面氣象觀測內容

2.1 天氣觀測

為天氣分析和預報提供天氣繪圖報資料，可用作國內和國際上氣象情報交流。定時天氣繪圖報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時進行補充繪圖天氣觀測。臺風季節，受臺風系統影響的地區要進行臺風天氣報告的加密觀測。

2.2 氣候觀測

為氣候分析研究積累資料而進行的觀測。觀測時次和項目由各國自定，中國氣象部門規定，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，根據溫度、濕度、氣壓、風、降水、日照等自記儀器的記錄，整理每小時的讀數值，統計合計量、挑選24h內最高最低值，月終和年終統計地面氣象觀測月報表和年報表。

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，還要滿足測量元件有良好的通風條件。

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。空氣吸收水汽有一定限量，達到了限量就不再吸收，這個限量叫 “飽和點”。空氣中水汽達到飽和點時的水汽壓，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，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。空氣完全干燥時，相對濕度為零。相對濕度越小，表示當時空氣越干燥。當相對濕度接近于100%時，表示空氣很潮濕，越接近于飽和。

(3)露點 （或霜點）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為露珠時候的溫度叫露點溫度。露點溫度本是個溫度值，可為什么用它來表示濕度呢？這是因為，當空氣中水汽已達到飽和時，氣溫與露點溫度相同；當水汽未達到飽和時，氣溫一定高于露點溫度。所以露點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，從云中降落到水平地面上的液態或固態 （經融化后）降水，在無滲透、蒸發、流失情況下積聚的水層深度，稱為該地該時段內的降水量，單位為mm。在氣象上通常用某一段時間內降水量的多少來劃分降水強度。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。根據國家氣象部門規定的降水量標準，降雨可分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨6種。