農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)大綱

農(nóng)業(yè)氣象學(xué)課程教學(xué)大綱一、基本概況課程名稱(chēng)：農(nóng)業(yè)氣象學(xué)(Agrometeorology)課程代碼：131010194課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)時(shí)/學(xué)分：40/3（其中理論34學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)）需預(yù)修課程：高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、植物生理學(xué)等適用專(zhuān)業(yè)：適用農(nóng)學(xué)、植保、植病、植檢、園藝、園林、蔬菜、果樹(shù)、草業(yè)等的本科教學(xué)課程簡(jiǎn)介農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是面向高等農(nóng)業(yè)院校非農(nóng)業(yè)氣象專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。課程主要分為氣象要素、天氣、氣候、氣象應(yīng)用等四部分內(nèi)容。氣象要素部分的主要內(nèi)容是：介紹有關(guān)大氣的組成及垂直分層；輻射、溫度、水分、氣壓和風(fēng)等氣象要素的基本概念、有關(guān)定律，分析各要素的時(shí)空變化規(guī)律及其與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。天氣部分的主要內(nèi)容包括：引起天氣及災(zāi)害性天氣的氣團(tuán)、鋒及鋒面、氣旋、反氣旋等的基本概念；不同天氣系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的天氣特點(diǎn)；天氣圖制作和天氣預(yù)報(bào)簡(jiǎn)介；幾種與農(nóng)業(yè)關(guān)系密切的災(zāi)害性天氣等。氣候部分的主要內(nèi)容是：氣候概念；輻射、大氣環(huán)流、下墊面及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候形成的影響；全球氣候變化及其對(duì)農(nóng)業(yè)的可能影響與農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)策略；中國(guó)氣候特點(diǎn)及農(nóng)業(yè)氣候資源與潛力。氣象應(yīng)用部分的主要內(nèi)容是：農(nóng)業(yè)氣象在作物、蔬菜、園林、果樹(shù)、畜牧、漁業(yè)等方面的應(yīng)用。本課程的重點(diǎn)是氣象學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本原理及其與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。二、教學(xué)目標(biāo)學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，在知識(shí)和能力等方面達(dá)到以下要求：1.理論、知識(shí)目標(biāo)：農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是農(nóng)業(yè)，園藝，草業(yè)，植保等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，通過(guò)課堂講授，使學(xué)生掌握氣象學(xué)和農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的有關(guān)基礎(chǔ)理論，了解和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生親自動(dòng)手安裝儀器、觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)、分析氣象要素的時(shí)空變化規(guī)律，進(jìn)一步理解課堂講授內(nèi)容，學(xué)會(huì)氣象觀(guān)測(cè)及小氣候觀(guān)測(cè)的方法和技能。2.能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)單元操作的能力及運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3.達(dá)成目標(biāo)：能夠發(fā)現(xiàn)、辨析、質(zhì)疑、評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)相關(guān)現(xiàn)象和問(wèn)題，表達(dá)個(gè)人見(jiàn)解。能夠綜合運(yùn)用所掌握的理論知識(shí)和技能，對(duì)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)相關(guān)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行綜合分析和研究，并提出相應(yīng)對(duì)策或解決方案，具有創(chuàng)新性思維。三、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求緒論（講課1學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.氣象學(xué)及氣候?qū)W的研究范疇和本課程基本內(nèi)容；2.氣象學(xué)與氣候?qū)W的幾個(gè)基本概念；3.氣象觀(guān)測(cè)規(guī)范和全球監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；4.氣象學(xué)在各領(lǐng)域的應(yīng)用的簡(jiǎn)單介紹。教學(xué)要求：1.了解氣象學(xué)及氣候?qū)W的研究范疇和本課程基本內(nèi)容；2.了解全球和中國(guó)氣象觀(guān)測(cè)規(guī)范和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)；3.掌握天氣與氣候等氣象學(xué)中的幾個(gè)基本概念；4.了解氣象學(xué)在各領(lǐng)域的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的應(yīng)用前沿；5.思考本專(zhuān)業(yè)與氣象學(xué)的結(jié)合交叉點(diǎn)。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：全通過(guò)對(duì)氣象學(xué)在各領(lǐng)域的應(yīng)用案例分析，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣，啟發(fā)同學(xué)尋找專(zhuān)業(yè)與本學(xué)科的結(jié)合點(diǎn)。第一章大氣（講課3學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.大氣的發(fā)展變化歷程，現(xiàn)代大氣污染物及其來(lái)源；2.大氣組成及大氣與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系；3.大氣的垂直分層指標(biāo)——?dú)鉁刂睖p率的概念；4.大氣垂直結(jié)構(gòu)中各層的基本特點(diǎn)及其成因。教學(xué)要求：1.了解大氣的發(fā)展變化歷程；現(xiàn)代大氣污染物及其來(lái)源；2.了解大氣組成成分中對(duì)農(nóng)業(yè)影響較大的幾個(gè)因子及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用；3.掌握大氣垂直結(jié)構(gòu)中各層的基本特點(diǎn)及成因；4.掌握氣溫直減率和逆溫層的概率。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：現(xiàn)代大氣的組成；氣溶膠的來(lái)源及其對(duì)生產(chǎn)生活的影響；大氣的垂直分層和各層特點(diǎn)及其形成原因。難點(diǎn)：溫室氣體；臭氧空洞；氣溫直減率；逆溫層形成的原因及其時(shí)空變化特點(diǎn)。第二章輻射（講課6學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.輻射、輻射通量密度、黑體、灰體和光合有效輻射等的基本概念和普朗克定律、斯第芬—波爾茲曼定律和維恩位移定律等基本定律；2.太陽(yáng)高度角和日照時(shí)數(shù)的時(shí)空差異，太陽(yáng)輻射及其在大氣中的衰減過(guò)程、到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射的時(shí)空分布規(guī)律；3.太陽(yáng)輻射及其與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系；4.地球輻射特性和“地－氣系統(tǒng)”中的輻射平衡。教學(xué)要求：1.了解不同物體的輻射特性；黑體與灰體的基本概念；2.掌握與輻射有關(guān)的幾個(gè)基本概念和基本定律；3.掌握太陽(yáng)輻射的光譜構(gòu)成及其在大氣中的衰減與不同下墊面對(duì)到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射的選擇吸收和反射的差異；4.掌握光合有效輻射概念及提高光合利用率的農(nóng)技措施；5.了解地球輻射和“地－氣系統(tǒng)”中的輻射平衡。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：太陽(yáng)和地球輻射的特性及“地－氣系統(tǒng)”的輻射平衡；到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射的時(shí)空分布規(guī)律及提高大田作物生產(chǎn)的光合利用率措施。難點(diǎn)：黑體的輻射分布定律；普朗克定律；地球輻射及發(fā)射率。第三章溫度（講課6學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.空氣的絕熱變化與非絕熱變化過(guò)程及氣溫的時(shí)空變化規(guī)律；2.大氣層結(jié)及大氣穩(wěn)定度的判斷；3.空氣與外界的熱量交換方式，地溫與氣溫的關(guān)系；4.土溫的時(shí)空變化規(guī)律及土壤溫波方程；5.農(nóng)業(yè)界限溫度及積溫對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；6.積溫的種類(lèi)及統(tǒng)計(jì)方法。教學(xué)要求：1.了解空氣和土壤與外界的熱量交換方式；2.掌握空氣垂直絕熱過(guò)程及大氣穩(wěn)定度的判斷；3.了解氣溫和地溫與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系；4.掌握土壤的溫波方程的具體應(yīng)用；5.熟悉調(diào)控土壤溫度的幾種具體方法和措施；6.掌握氣溫和地溫的時(shí)空變化規(guī)律；7.掌握活動(dòng)積溫和有效積溫的計(jì)算方法和實(shí)踐應(yīng)用；8.了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)光溫水等多氣象要素的綜合作用。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：空氣與外界的熱量交換方式及非絕熱變化過(guò)程；氣溫和地溫的時(shí)空變化規(guī)律；基點(diǎn)溫度和積溫及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。難點(diǎn)：氣溫直減率、干絕熱直減率和濕絕熱直減率與大氣穩(wěn)定度的關(guān)系；對(duì)流層的逆溫現(xiàn)象及其成因和土壤的溫波方程；氣溫和地溫空間變化規(guī)律的異同；積溫理論及其發(fā)展。第四章水分（講課4學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.描述空氣濕度的幾個(gè)物理量及其相互轉(zhuǎn)換，空氣濕度觀(guān)測(cè)方法，濕度的時(shí)空分布規(guī)律；2.焚風(fēng)形成過(guò)程的空氣溫濕度變化；3.影響蒸發(fā)和蒸騰的主要因子，如何有效調(diào)控植物水分蒸騰過(guò)程的阻抗；4.水汽凝結(jié)過(guò)程和凝結(jié)物，大氣中云霧和地表物上露霜的形成條件，云的分類(lèi)和觀(guān)測(cè)記5.錄表示方法；6.水分和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系；提高水分利用率的途徑和技術(shù)措施。教學(xué)要求：1.了解地球水分大循環(huán)和小循環(huán)的過(guò)程；2.了解蒸發(fā)蒸騰和水汽凝結(jié)現(xiàn)象及其影響因子；3.熟悉描述空氣濕度的幾個(gè)物理量及其觀(guān)測(cè)計(jì)算方法；4.掌握空氣濕度的時(shí)空變化規(guī)律、蒸騰及蒸散的計(jì)算方法；5.了解水分與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系；6.掌握提高水分利用率的幾種主要途徑和調(diào)控措施；7.掌握焚風(fēng)形成過(guò)程中空氣溫濕度的變化、云的分類(lèi)及其國(guó)際代碼。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：空氣實(shí)際水壓和飽和水汽壓的計(jì)算方法；空氣濕度的表示、觀(guān)測(cè)和查算方法；植物水分蒸騰過(guò)程及蒸騰速率的推導(dǎo)和蒸散計(jì)算；地表物上和大氣中的幾種主要的水汽凝結(jié)物及比較。難點(diǎn)：空氣濕度的時(shí)空分布規(guī)律；云的描述、觀(guān)測(cè)和國(guó)際代碼；降水量和蒸發(fā)量的時(shí)空差異及其與作物布局的關(guān)系；水與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系，作物需水臨界期和關(guān)鍵期比較。第五章氣壓和風(fēng)（講課4學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.氣壓和壓高公式；2.氣壓的時(shí)空變化規(guī)律；3.氣壓的基本型式和天氣圖的繪制；4.分析作用于空氣質(zhì)點(diǎn)上的力，繪制氣壓場(chǎng)和流場(chǎng)的關(guān)系圖；5.空氣的水平運(yùn)動(dòng)；6.大氣環(huán)流和局地環(huán)流及其對(duì)氣候的影響。教學(xué)要求：1.了解氣壓與天氣的關(guān)系，空氣的輻合和輻散；2.了解氣壓帶和風(fēng)帶；3.了解風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系；4.熟悉壓高公式的簡(jiǎn)單運(yùn)算、熟悉等高面和等壓面天氣圖的繪制步驟和方法；5.掌握氣壓的概念、氣壓的時(shí)空變化規(guī)律和氣壓場(chǎng)幾種基本類(lèi)型；6.掌握風(fēng)壓定律和摩擦層與自由大氣中空氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律；7.了解大氣環(huán)流和大氣活動(dòng)中心及其對(duì)氣候的影響。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：壓場(chǎng)的基本形式，氣壓系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)；空氣的水平運(yùn)動(dòng)，風(fēng)壓定律；三圈環(huán)流及地面上的主要風(fēng)帶，氣壓帶；季風(fēng)環(huán)流，地方性環(huán)流。難點(diǎn)：自由大氣中地轉(zhuǎn)風(fēng)和梯度風(fēng)；摩擦層中的風(fēng)；氣壓系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)；地面天氣圖和高空等壓面天氣圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系；季風(fēng)和海陸風(fēng)的成因及影響范圍。第六章天氣和災(zāi)害性天氣（講課4學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.氣團(tuán)的形成與變性；2.鋒及鋒面天氣特點(diǎn)；3.氣旋，反氣旋及其天氣特點(diǎn)；4.西太平洋副熱帶高壓（副高）的季節(jié)性活動(dòng)與我國(guó)天氣的密切關(guān)系；5.西風(fēng)槽，東風(fēng)波，切變線(xiàn)等天氣系統(tǒng)；6.低溫災(zāi)害（寒潮，霜凍，低溫冷害，倒春寒）、旱澇災(zāi)、臺(tái)風(fēng)、冰雹等災(zāi)害性天氣對(duì)農(nóng)業(yè)；7.生產(chǎn)的影響及其防御；8.天氣預(yù)報(bào)簡(jiǎn)介。教學(xué)要求：1.了解氣團(tuán)的概念、氣團(tuán)的性質(zhì)和變性；2.了解鋒面天氣的特征、氣旋和反氣旋的天氣特點(diǎn)；3.熟悉鋒的類(lèi)型，天氣圖上鋒的繪制方法；4.掌握災(zāi)害性天氣的分類(lèi)方法和種類(lèi)；5.掌握中國(guó)主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的地區(qū)分布、危害及相應(yīng)的防御措施。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：影響中國(guó)的主要?dú)鈭F(tuán)及其特性；鋒及鋒面天氣特征；鋒的類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的天氣過(guò)程；副熱帶高壓及中國(guó)主要災(zāi)害性天氣和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。難點(diǎn)：暖面云系的演變；冷鋒過(guò)境和暖鋒過(guò)鏡的天氣變化過(guò)程；副熱帶高壓內(nèi)部、南側(cè)和北側(cè)的天氣特征。第七章氣候與農(nóng)業(yè)氣候（講課6學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：1.氣候的概念；2.太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、洋流、下墊面特性、人類(lèi)活動(dòng)等因子對(duì)氣候形成與變化的作用3.和影響；4.氣候帶及主要?dú)夂蛐停?.氣候的變遷；6.中國(guó)氣候的基本特征；7.我國(guó)農(nóng)業(yè)氣候資源與氣候生產(chǎn)潛力；8.農(nóng)業(yè)氣候相似理論及其在生物引種中的應(yīng)用。教學(xué)要求：1.了解世界氣候帶和氣候類(lèi)型的劃分方法；2.了解地球氣候的變遷；3.熟悉形成氣候的主要要素——太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、洋流和下墊面性質(zhì)對(duì)氣候的影響；4.掌握中國(guó)氣候的主要特征和農(nóng)業(yè)氣候資源分布特點(diǎn)；5.掌握農(nóng)業(yè)氣候相似理論及其在生物引種中的應(yīng)用。本章重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：世界氣候的形成、氣候類(lèi)型；中國(guó)氣候基本特征及農(nóng)業(yè)氣候資源與氣候生產(chǎn)潛力；氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可能影響及應(yīng)對(duì)策略；農(nóng)業(yè)氣候相似距離的計(jì)算和相似程度的判別。難點(diǎn)：全球氣候變化及其可能影響；農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力的計(jì)算方法。四、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定本課程的成績(jī)將由平時(shí)成績(jī)（考勤、作業(yè)及課堂測(cè)驗(yàn)）、實(shí)驗(yàn)成績(jī)（參與情況+實(shí)驗(yàn)報(bào)告）和期末考試成績(jī)?nèi)糠纸M成，其中平時(shí)成績(jī)占35%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占15%、考試成績(jī)占50%；期末考試采用閉卷筆試。五、教材及參考書(shū)目教材：《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)》修訂版，段若溪、姜會(huì)飛編著，氣象出版社，2013年，標(biāo)準(zhǔn)書(shū)號(hào)：ISBN978-7-5029-5756-8。