莊 品
(遼寧省葫蘆島市興城市氣象局,興城 125100)
地面氣象觀測(cè)用目力和借助儀器對(duì)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(cè)定。觀測(cè)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(jiàn)度、輻射、日照、蒸發(fā)、積雪、電線(xiàn)積冰等天氣現(xiàn)象。除氣壓外,地面氣象觀測(cè)都在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行。
氣候變化是全球性的問(wèn)題,全球氣候變化對(duì)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(duì)種植業(yè)的直接影響主要表現(xiàn)在如下4個(gè)方面。
二氧化碳是植物光合作用的原料,是作物生長(zhǎng)發(fā)育的主要生態(tài)因子。隨著全球變化過(guò)程中二氧化碳濃度的增加,作物的生長(zhǎng)發(fā)育加快,同時(shí)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(guò),二氧化碳濃度的增加對(duì)于不同作物種類(lèi)、不同地區(qū)和不同種植水平來(lái)說(shuō),其效果亦不甚相同。一般而言,C3植物對(duì)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(duì)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(shì)。
溫度對(duì)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(shuō)明,生物總體上發(fā)生過(guò)多次遷移以適應(yīng)氣候變化。當(dāng)氣溫升高時(shí),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(zhǎng)的地區(qū)。研究工作者推測(cè),如果全球氣溫上升3℃,植被將會(huì)向兩極方向推移300km。同理,當(dāng)氣溫升高時(shí),在赤道地區(qū),主要農(nóng)作物生產(chǎn)區(qū)會(huì)向極地方向移動(dòng)幾個(gè)緯度。
雖然氣候變化過(guò)程中降水量趨勢(shì)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(shí),有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育,可以提高區(qū)域的生產(chǎn)力水平;②降水量增加過(guò)于集中或水熱配合不協(xié)調(diào),無(wú)助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),有時(shí)還會(huì)造成災(zāi)害;③對(duì)于少數(shù)地區(qū),本來(lái)水熱資源配合較好,降水量的增加對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沒(méi)有多大實(shí)際意義。就全球平均狀況而言,降水量增加對(duì)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(zhǎng)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(shì)仍十分明顯。
為天氣分析和預(yù)報(bào)提供天氣繪圖報(bào)資料,可用作國(guó)內(nèi)和國(guó)際上氣象情報(bào)交流。定時(shí)天氣繪圖報(bào)的觀測(cè)時(shí)間為北京時(shí)間2時(shí)、8時(shí)、14時(shí)、20時(shí),每日4次,或8時(shí)、14時(shí)、20時(shí)每日3次。有的臺(tái)站在北京時(shí)間5時(shí)、11時(shí)、17時(shí)、23時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充繪圖天氣觀測(cè)。臺(tái)風(fēng)季節(jié),受臺(tái)風(fēng)系統(tǒng)影響的地區(qū)要進(jìn)行臺(tái)風(fēng)天氣報(bào)告的加密觀測(cè)。
為氣候分析研究積累資料而進(jìn)行的觀測(cè)。觀測(cè)時(shí)次和項(xiàng)目由各國(guó)自定,中國(guó)氣象部門(mén)規(guī)定,氣候觀測(cè)時(shí)次和定時(shí)天氣觀測(cè)一致、氣候資料每日以北京時(shí)間20時(shí)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(shí)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(cè)月報(bào)表和年報(bào)表。
氣溫是指衡量空氣冷熱程度的量,表示空氣分子運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)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(duì)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(cè)量時(shí),為了防止太陽(yáng)輻射對(duì)測(cè)值的影響,測(cè)溫儀器必須放在百葉箱或防輻射罩內(nèi),還要滿(mǎn)足測(cè)量元件有良好的通風(fēng)條件。
濕度表示空氣中水汽的含量或干濕程度,在氣象觀測(cè)中常用水汽壓、相對(duì)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(duì)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(gè)限量叫 “飽和點(diǎn)”??諝庵兴_(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)的水汽壓,稱(chēng)為飽和水汽壓 (或稱(chēng)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(duì)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(duì)濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對(duì)程度。空氣完全干燥時(shí),相對(duì)濕度為零。相對(duì)濕度越小,表示當(dāng)時(shí)空氣越干燥。當(dāng)相對(duì)濕度接近于100%時(shí),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(shí)的溫度。形象地說(shuō),就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r(shí)候的溫度叫露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度本是個(gè)溫度值,可為什么用它來(lái)表示濕度呢?這是因?yàn)?,?dāng)空氣中水汽已達(dá)到飽和時(shí),氣溫與露點(diǎn)溫度相同;當(dāng)水汽未達(dá)到飽和時(shí),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。
在一定時(shí)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(wú)滲透、蒸發(fā)、流失情況下積聚的水層深度,稱(chēng)為該地該時(shí)段內(nèi)的降水量,單位為mm。在氣象上通常用某一段時(shí)間內(nèi)降水量的多少來(lái)劃分降水強(qiáng)度。最常用的對(duì)降雨的分類(lèi)方法是按降水量的多少來(lái)劃分降雨的等級(jí)。根據(jù)國(guó)家氣象部門(mén)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。