农业气象学(2版)

本书是普通高等教育“十一五”*规划教材。本书以国内外现代农业气象学发展为思路，结合经典的农业气象学理论与20世纪80年代以来国内外的*研究成果，详细介绍了与农业生物密切相关的农业气象五大要素——光、热、水、气、风的概念、形成过程、变化规律及与农业生物的关系。阐述了天气学基本知识，不同天气系统对应的不同天气特点及天气系统反常引起的各种灾害性天气，论述了温度异常、水分异常、气流异常、高温热害、阴雨低温、干旱、洪涝、大风、冰雹、龙卷风等灾害性天气的形成过程、危害机理、危害特征及防御对策。介绍了气候、农业气候、林业气候和小气候的形成、变化规律及各种气候与农业生物的关系。
本书内容丰富，知识结构完整，可读性强，为农林高等院校大农学类专业的本科生教材，也可作为水利、环境、生态等相关专业的教材或教学参考书，也可供农业气象科研和业务工作者参考使用。

第一章 大气
地球表层是由大气圈、水圈、土壤圈、生物圈及岩石圈组成。大气是指包围在地球表面的空气层，整个空气层称为大气圈。
地球大气是随着地球的形成而逐步演变的，经过几十亿年的不断更新，才形成今天的状态。一般认为，地球大气经过了原生大气、次生大气和现代大气三个阶段。
原生大气：在地球凝聚诞生的早期，氢、氦、氖等气态物质组成了早期的原生大气层。原生大气寿命很短，在地球形成后不久就消失了。这是因为其被强烈的太阳辐射向外不断散射的粒子流形成的太阳风吹得无影无踪了。另一个原因是地球刚形成时，质量还不大，引力较小，加上内部放射性物质衰变和物质熔化引起能量转换和增温，使分子热运动加剧，氢、氦等低相对分子质量的气体便逃逸到宇宙空问去了。一般认为早期地球上曾有一阶段不存在大气圈。
次生大气：地球刚形成时，温度比较低，并无分层结构。后来由于地球的重力收缩和放射性物质衰变致热等，才使地球内部温度升高，出现熔融现象，在重力作用下，物质开始分离，地球内部较轻的物质逐渐上升，外部一些较重的物质逐渐下沉，形成一个密度较大的地核。后来地球温度不断下降，地球冷凝成固体。这时地球内部的高温促使火山频频爆发，产生出二氧化碳、甲烷、氮、水汽、硫化氢和氨等相对分子质量的较高气体，在地球引力作用下逐渐积蓄在地球周围，形成了围绕地球的次生大气。地球的水圈，也正是在这个阶段由水汽凝结降落而形成的。大约在地球形成10亿～15亿年后，岩石圈、大气圈和水圈才演化成形。
现代大气：在地热和太阳能的作用下，简单的无机物和甲烷等化合生成氨基酸、核苷酸等有机物并逐步演化为蛋白质。大约在35亿年前，海洋中形成了简单的原始生物（细菌），属于厌氧型的生物，并逐渐演化产生叶绿素，进行光合作用，这就是水体中出现的最早的自养生物——藻类。随着紫外线的光解和光合反应，大量的氧生成了，使地球上开始了生命活动的历程。此时，海洋有效地阻挡了致命的紫外线辐射，使原始生命在海洋中繁衍起来。最后高空氧逐渐增多，在光解作用下产生了臭氧层，它使透过大气的紫外线大为减少，促使植物进入海洋上层，又增加了光合反应的机会，更促进植物生命的大大发展。随着这种相互间的协调和增益过程，直到4亿年前，生命终于跨过了漫长的岁月，从海洋登上了陆地。大气也演变成今天的样子。由此可见，生命正是在大气的参与和保护下，通过以光合作用为主的复杂过程而形成的。
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