農(nóng)業(yè)氣象學大綱

農(nóng)業(yè)氣象學課程編碼：xxxx課程性質(zhì)：專業(yè)基礎課程適用專業(yè)：農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學時學分：32學時2學分所需先修課：高等數(shù)學、大學物理、植物學等編寫單位：園藝學院編寫人：xxx審定人：xxxx編寫時間：xxxxx一、課程說明.課程簡介本課程是以普通氣象學為基礎、以氣候?qū)W為重點的專業(yè)基礎課程，主要內(nèi)容涵蓋氣象學、天氣學、氣候?qū)W（含小氣候）、氣象觀測與氣候資料整理分析等多方面的知識與技能，比較系統(tǒng)的論述各個氣象要素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的作用，是學好后續(xù)專業(yè)課的基礎?！掇r(nóng)業(yè)氣象學》是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境氣象條件相互關(guān)系與作用的科學，通過學習使學生系統(tǒng)的掌握氣象、氣候等方面的基本理論，為將來從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境相關(guān)專業(yè)的科研、生產(chǎn)及管理等工作打下堅實的基礎。.教學目標要求總體目標：通過本課程的學習，應使學生認識大氣中的各種物理現(xiàn)象、物理過程與成因；掌握大氣運動、天氣演變和氣候的形成、分類與分布以及小氣候形成的基本原理和規(guī)律；了解氣象條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系；學會氣象要素和小氣候觀測及對觀測資料進行整理分析的基本方法與技能。知識目標：了解大氣的組成與結(jié)構(gòu)特征；全面掌握各種氣象要素的時空變化規(guī)律與成因；掌握氣候的成因、主要氣候類型與分布及中國氣候的基本特征；理解小氣候的概念內(nèi)涵與成因，并認知溫室、林地和地形小氣候的特點。技能目標：具有一定的氣象、氣候觀測和資料整理分析的技能；培養(yǎng)和鍛煉學生對某地的氣候或小氣候進行整體分析的能力，最終達到能夠利用氣象學氣候?qū)W知識從事農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境相關(guān)科學研究和生產(chǎn)實踐的目的。綜合素質(zhì)目標：通過學習大氣中的各種天氣現(xiàn)象、過程和成因，使學生認識和尊重自然規(guī)律，樹立科學的自然觀和辯證唯物主義的世界觀，并培養(yǎng)清晰的邏輯思維能力；通過分組進行同步氣象與小氣候觀測，培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作、友愛互助的精神，以及與人交流和表達個人觀點、對多種要素進行綜合分析的能力。教學要求：（1）注重學科的系統(tǒng)性，幫助學生從學科系統(tǒng)上把握系統(tǒng)知識；（2）授課中注重學生學習能力、學習方法、科學思維、研究能力的培養(yǎng)；（3）教學中注意詳略得當，一般性、直觀性知識在學生預習的基礎上略講，理論性強、較新、較難的知識詳講，一方面培養(yǎng)學生主動學習的能力，另一方面解決學時不足問題；（4）教學中注意理論聯(lián)系實際，把常識性知識和現(xiàn)象納入教學舉例，注意聯(lián)系農(nóng)業(yè)實際，增加知識的直觀性。.教學重點難點本課程的教學重點一是輻射、溫度、濕度和風這四大氣象要素的時空變化規(guī)律；二是各種氣候類型的形成與分布規(guī)律、氣候特點以及溫室小氣候和地形小氣候的基本特征，這兩方面是與農(nóng)業(yè)關(guān)系最密切的氣候?qū)W知識，所以是教師課堂講授和學生學習需要掌握的重點內(nèi)容。本課程的教學難點主要是比較抽象難懂的輻射與太陽輻射、氣壓場、大氣環(huán)流等相關(guān)的知識，為了便于學生理解和掌握這些難點知識，教學中要注意各氣象要素的相關(guān)性和知識的關(guān)聯(lián)性，并結(jié)合日常生活中的天氣和氣候現(xiàn)象來講授。4.學時分配表章次教學內(nèi)容理論課學時數(shù)實驗課學時數(shù)第一章緒論1第二章大氣3第三章輻射42第四章溫度30.5第五章水分31第八章氣壓和空氣運動20.5第七章天氣2第八章氣候2第九章農(nóng)業(yè)氣候與小氣候44小計248總計325.主要教法、學法理論教學以多媒體教學為主要授課方式，以講授法和直觀教學法為主，結(jié)合談話法、圖示法、討論法等互動教學方法并與自學指導相結(jié)合；對于重點內(nèi)容則通過課后布置思考題和作業(yè)題來強化練習，以鞏固和掌握課堂教學內(nèi)容。學生學好理論課程的關(guān)鍵在于上課認真聽講，跟上授課教師的邏輯思路，聽懂課上內(nèi)容，明晰前后章節(jié)的邏輯關(guān)系及各種氣象要素和氣候現(xiàn)象之間的相互關(guān)系，從整體上掌握農(nóng)業(yè)氣象學的相關(guān)知識，也便于課后復習或完成課后作業(yè)。實驗教學以講授實驗方法和實地觀測為主，教師以講授法、演示法和實地指導為主要教學方法；學生應做到課前預習實驗指導，課上認真聽講并積極主動進行操作演練，課后認真進行觀測結(jié)果分析并完成實驗報告。.考核方式及標準本課程為考試課，采取期末閉卷考試+平時成績的形式進行考核。平時成績主要通過平時對重點章節(jié)的課堂小測驗、課后作業(yè)、實驗報告及上課考勤等多種形式來綜合評定。小測驗和課后作業(yè)主要考核學生對課堂知識的掌握情況；實驗報告主要考查學生氣象要素觀測、數(shù)據(jù)整理與分析能力、實驗報告的撰寫規(guī)范等；考勤主要考查學生上課出勤情況。建議期末考試成績占課程總成績的70%，報告成績占課程總成績的20%，小測驗、課后作業(yè)和考勤成績占課程總成績的10%。各部分的占比可適當上下浮動。二、各部分教學綱要第一章緒論教學目標了解氣象學與大氣科學的概念、研究對象與分支學科及氣候?qū)W的概念、研究對象與任務；認識農(nóng)業(yè)與氣象、氣候之間的密切關(guān)系，進一步明確氣候?qū)W在農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)課程體系中的重要性和基礎性，增強學生學習的積極性和主動性。本章重點氣象、天氣、氣候的概念辨析；農(nóng)業(yè)與氣象、氣候的關(guān)系。本章難點農(nóng)業(yè)與氣象、氣候的關(guān)系。教學內(nèi)容基本概念氣象的表示及觀測氣象學發(fā)展史農(nóng)業(yè)氣象與氣象的關(guān)系農(nóng)業(yè)氣象學的研究內(nèi)容、產(chǎn)生與發(fā)展第二章大氣教學目標掌握大氣的組成成分及各成分的時空變化規(guī)律；了解大氣的垂直結(jié)構(gòu)并掌握對流層的主要特點；了解大氣污染的概念、來源、主要影響因素及其對全球氣候的影響。本章重點大氣的組成成分及其時空分布規(guī)律；O3和CO2的生態(tài)作用；對流層的主要特點；溫室效應。本章難點對流層主要特點和溫室效應的正確理解。教學內(nèi)容第一節(jié)大氣的組成大氣形成大氣的成分干潔大氣大氣中的水汽氣溶膠粒子大氣污染大氣污染物大氣污染對全球氣候的影響大氣污染防治第二節(jié)大氣狀態(tài)主要氣象要素氣溫氣壓風濕度云第三節(jié)大氣的垂直結(jié)構(gòu)及各層特點大氣垂直結(jié)構(gòu)分層指標垂直結(jié)構(gòu)各層主要特點對流層平流層中間層熱層散逸層第四節(jié)大氣與農(nóng)業(yè)1大氣成分與農(nóng)業(yè)2大氣狀態(tài)與農(nóng)業(yè)大氣污染與農(nóng)業(yè)第三章輻射教學目標了解輻射的基本概念及基本定律；掌握太陽直接輻射、散射輻射及穿過大氣層時衰減的一般規(guī)律；掌握到達地面的太陽輻射，下墊面對太陽輻射的反射，地球輻射、地面凈輻射及其變化、輻射平衡效應；認識太陽輻射中光強、光時和光譜對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。本章重點太陽輻射在大氣中的變化規(guī)律及其影響因子；到達地面的太陽輻射的時空分布規(guī)律。本章難點輻射的基本概念及基本定律；輻射平衡。教學內(nèi)容第一節(jié)輻射的基本知識基本概念輻射輻射的選擇性基本定律基爾霍夫定律普朗克定律斯蒂芬-波爾茲曼定律維恩位移定律第二節(jié)太陽輻射天文輻射太陽輻射光譜和天文輻射太陽高度角可照時數(shù)到達下墊面的太陽輻射大氣對太陽輻射的吸收大氣對太陽輻射的散射大氣云層及顆粒物對太陽輻射的反射下墊面對太陽輻射選擇性吸收、反射和透射作物群體對太陽輻射的吸收、反射和透射下墊面對太陽輻射的反射第三節(jié)地球輻射與輻射平衡地球輻射地面輻射大氣輻射地面有效輻射輻射平衡地面輻射平衡地-氣系統(tǒng)的輻射平衡第四節(jié)輻射與農(nóng)業(yè)光譜成分與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)光譜各成分對植物的作用光合有效輻射光照時間與植物生長光照時間植物的感光性光照時間與作物引種光照強度與作物生產(chǎn)光飽和點和光補償點光強與光能利用率提高作物光能利用率的途徑第四章溫度教學目標了解熱量的四種傳遞方式及物體的熱特性；掌握空氣溫度、土壤溫度、水體溫度的時空變化規(guī)律；掌握空氣的絕熱變化和大氣穩(wěn)定度判斷方法；掌握基點溫度、農(nóng)業(yè)界限溫度、活動積溫、有效積溫、積溫在農(nóng)業(yè)中的應用。本章重點土壤溫度與空氣溫度的時空分布規(guī)律及其影響因子；絕熱變化規(guī)律；大氣穩(wěn)定度。本章難點大氣穩(wěn)定度的判斷。教學內(nèi)容第一節(jié)熱力學基礎知識基本概念溫度的概念內(nèi)能及改變內(nèi)能的方式熱量的傳遞方式輻射分子傳導流體熱交換潛熱交換物體的熱特性熱容量熱導率熱擴散系數(shù)第二節(jié)物質(zhì)溫度空氣溫度氣溫的絕熱變化氣溫的非絕熱變化土壤溫度土壤熱交換方式土壤溫度的垂直分布土壤溫度的時空變化水體溫度水體熱交換方式影響水溫變化的因子水層溫度的周期性變化水溫的空間分布第三節(jié)溫度與農(nóng)業(yè)主要溫度指標三基點溫度或五基點溫度農(nóng)業(yè)界限溫度生物體溫溫周期溫周期現(xiàn)象感溫性春化作用積溫積溫理論積溫的種類及計算方法積溫應用及其穩(wěn)定性第五章水分教學目標掌握空氣濕度的幾種表示方法及空氣濕度的時空分布規(guī)律；了解蒸發(fā)、蒸散的基本規(guī)律及影響因子；掌握水汽凝結(jié)的充要條件；了解幾種主要的水汽凝結(jié)物的形成過程和影響降水形成與種類；了解降水對農(nóng)業(yè)的影響、作物的需水特征、提高水分利用率的措施。本章重點相對濕度的計算和時空變化規(guī)律；水面蒸發(fā)的基本規(guī)律與影響因子；水汽凝結(jié)及降水的條件。本章難點相對濕度的計算及農(nóng)田蒸散量的估算。教學內(nèi)容第一節(jié)空氣濕度空氣濕度的表示方法水汽壓露點溫度飽和差相對濕度絕對濕度空氣濕度的時空變化空氣濕度的空間變化空氣濕度的時間變化第二節(jié)蒸發(fā)與凝結(jié)蒸發(fā)與蒸騰蒸發(fā)蒸騰農(nóng)田蒸散大氣凝結(jié)與大氣降水水汽凝結(jié)的條件水汽凝結(jié)物降水第三節(jié)水分與農(nóng)業(yè)作物的水分生理水分臨界期水分關(guān)鍵期土壤水與作物土壤的水分指標土壤水對作物的影響降水和空氣濕度與作物降水對作物的影響空氣濕度對作物的影響第六章氣壓和空氣運動教學目標了解氣壓及氣壓場的分布知識、作用于大氣的力及其對高低層空氣運動的作用；掌握大氣環(huán)流的一般規(guī)律、季風環(huán)流的特點和幾種主要的地方性風；了解風對作物生產(chǎn)的影響，風對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利方面及對策。本章重點氣壓的變化規(guī)律；大氣環(huán)流的一般規(guī)律；季風及焚風的成因。本章難點等壓面圖與等高面圖的理解；摩擦層中風的特點。教學內(nèi)容第一節(jié)氣壓和氣壓場氣壓氣壓的概念氣壓變化的原因氣壓的時空變化氣壓場氣壓場的表示方法等高面圖等壓面圖氣壓場的基本型式氣壓系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)第二節(jié)空氣運動水平運動作用于空氣質(zhì)點上的力空氣水平運動的主要形式大氣環(huán)流運動三圈環(huán)流季風環(huán)流湍流運動湍流的概念和特征影響空氣湍流運動的因素第三節(jié)氣壓、風對農(nóng)業(yè)的影響氣壓、風和農(nóng)業(yè)氣壓、風和果樹貯藏氣壓、風和漁業(yè)風對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有利影響風對農(nóng)田小氣候的調(diào)節(jié)作用風對光合作用的影響風對蒸騰作用的影響風對花粉、種子傳播的影響風對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響大風對作物的危害加重土壤風蝕和干旱程度傳播病蟲害風沙害風沙害的防護第七章天氣與災害性天氣教學目標了解天氣和天氣系統(tǒng)的基本概念及幾種主要的天氣系統(tǒng)及其天氣特征；掌握主要災害性天氣和農(nóng)業(yè)氣象災害的成因和常規(guī)防御措施。本章重點氣團、鋒、氣旋、反氣旋的概念及其所帶來的天氣特征；霜凍、凍害、冷害的區(qū)別與聯(lián)系；霜凍的防御。本章難點鋒面氣旋的成因。教學內(nèi)容第一節(jié)天氣與天氣系統(tǒng)氣團和鋒氣團鋒氣旋與反氣旋2.1氣旋2.2反氣旋第二節(jié)災害性天氣與農(nóng)業(yè)氣象災害水分異常引起的氣象災害干旱洪澇溫度異常引起的氣象災害寒潮冷害凍害霜凍氣流異常導致的氣象災害大風臺風第八章氣候教學目標掌握影響氣候與氣候系統(tǒng)的基本概念，地球上主要氣候帶與氣候型的劃分及各氣候帶和氣候型的氣候特征與分布規(guī)律，熟悉掌握中國氣候的基本特征。本章重點全球氣候帶和氣候型的分布規(guī)律；季風氣候、地中海式氣候、海洋性氣候和大陸性氣候的主要特點；中國氣候的基本特征。本章難點海洋型氣候與大陸性氣候的比較。教學內(nèi)容第一節(jié)氣候與氣候類型基本概念氣候氣候系統(tǒng)描述氣候要素的特征數(shù)總量平均值極值變幅頻率保證率變率氣候類型海洋性氣候和大陸性氣候季風氣候和地中海氣候高山氣候和高原氣候草原氣候和沙漠氣候第二節(jié)中國氣候自然地理特征地理位置自然地理特點氣候基本類型季風氣候顯著大陸性氣候強烈氣候類型多樣性氣候資源分布光能資源分布熱量資源分布日均溫210℃的年活動積溫水分資源的分布第九章農(nóng)業(yè)氣候與小氣候教學目標掌握小氣候的概念與特點；了解小氣候與大氣候的差別及小氣候的分類；理解小氣候形成的主要影響因素及活動面與活動層的概念內(nèi)涵；掌握溫室小氣候與地形小氣候的特點；了解農(nóng)田小氣候和林地小氣候的特點。本章重點小氣候的概念與特點，溫室小氣候與地形小氣候的基本特征。本章難點對活動面與活動層的正確理解。教學內(nèi)容第一節(jié)農(nóng)業(yè)氣候資源基本概念和特征主要數(shù)量指標光能資源熱量資源水分資源農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力光合生產(chǎn)潛力光溫生產(chǎn)潛力氣候生產(chǎn)潛力農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力的分布規(guī)律中國農(nóng)業(yè)氣候資源和生產(chǎn)潛力的分布第二節(jié)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃1概念與方法2中國農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃第三節(jié)農(nóng)業(yè)小氣候基本知識小氣候農(nóng)業(yè)小氣候農(nóng)（林）地小氣候太陽輻射溫度濕度風和CO2溫室小氣候太陽輻射溫度濕度CO2其他類型小氣候的氣象效應不同覆蓋的氣象效應噴灑化學制劑的氣象效應風障的氣象效應地形小氣候水域小氣候?qū)嶒灢糠謱嶒炓惶栞椛渑c日照的觀測教學目標：學會數(shù)字式輻射熱計、照度計和暗筒式日照計的原理和觀測方法；通過實地觀測印證朗伯定律和可見光在太陽直接輻射、天空散射輻射和總輻射中比率的變化規(guī)律。重點：測定原理和測定方法，輻射熱計和照度計的使用方法。難點：往返平行觀測方法的正確理解和規(guī)范應用。實驗學時：2學時教學內(nèi)容：數(shù)字式輻射熱計、照度計和暗筒式日照計的原理和使用方法；太陽高度角的測定；太陽總輻射強度、直接輻射強度和散射輻射強度的測定和光照強度的測定；印證“朗伯定律”和可見光在散射輻射中所占的比例較大的規(guī)律；日照百分率的計算。實驗二空氣溫度和土壤溫度的觀測教學目標：了解常用溫度表的構(gòu)造原理，學會氣溫表和土溫表的安裝與觀測方法掌握溫度觀測資料的整理方法與積溫的計算方法。重點：溫度表的安裝與使用方法；積溫的計算方法。難點：地面溫度表與曲管地溫表的正確安裝方法。實驗學時：0.5學時教學內(nèi)容：各類氣溫表和土溫表的構(gòu)造原理和使用方法；溫度觀測資料的整理和積溫的計算。實驗三空氣濕度、蒸發(fā)與降水的觀測教學目標：了解干濕球溫度表、通風干濕表、毛發(fā)濕度計、自記濕度計測濕的原理，掌握測濕方法與計算方法，包括熟練掌握有關(guān)濕度的查算；了解雨量器和小型蒸發(fā)皿的原理與使用方法。重點：干濕球溫度表和通風干濕表的測濕原理與使用方法；濕度查算表的使用方法與練習。難點：干濕球溫度表和通風干濕表的測濕原理；氣壓值與濕球溫度訂正值之間的關(guān)系。實驗學時：1學時教學內(nèi)容：干濕球溫度表和通風干濕表的測濕原理與使用方法；濕度查算表的使用方法與練習；毛發(fā)濕度表和毛發(fā)濕度計的測濕原理與使用方法；雨量器和小型蒸發(fā)皿的原理與使用方法；分別用干濕球溫度表和通風干濕表實際觀測實驗室的空氣濕度。實驗四風和氣壓的觀測教學目標：學會氣壓計、三杯風向風速表和熱球式微風儀的構(gòu)造原理和使用方法；初步掌