小氣候

小氣候是指由於下墊面結構和性質不同，造成熱量和水分收支差異，從而在小範圍內形成一種與大氣候不同特點的氣候，統稱小氣候。

在一個地區的每一塊地方（如農田、溫室、倉庫、車間、庭院等）都要受到該地區氣候條件的影響，同時因下墊面性質不同、熱狀況各異，又有人的活動等，就會形成小範圍特有的氣候狀況，小氣候中的溫度、濕度、光照、通風等條件，直接影響作物的生長，人類的工作環境，家庭的生活情趣等。可通過一定的技術措施加以改善。

基本介紹

• 中文名：小氣候
• 外文名：microclimate
• 鉛直方向：大概在100米以內
• 日變化：劇烈
• 影響因素：地形、人類活動、要素變化等
• 特點：範圍小、差別大、變化快

簡介

小氣候，一般指近地面幾米氣層內、土壤表層和植被層內的氣候。泛指由於下墊面性質以及人類和生物活動而形成的較小範圍內的特殊氣候。小氣候的劃分目前尚無統一的意見。

小氣候對人類和自然界的影響很大。因為人類絕大多數活動都在近地面層內進行，與人類生活有密切關係的動物和植物也生長在這一層，而這裡的氣候又最容易按照人類需要的方向變更。例如，綠化、灌溉、改變土壤性狀、改造小地形、營造防護林和設定風障等都可以改變地表附近的水熱狀況，從而改變當地的小氣候，使其符合人類的需要。

小氣候因其特殊性，在觀測時不能沿用一般氣象台站的常規儀器和觀測方法，必加利用專門的儀器和方法進行研究，為了不破壞產生小氣候的環境條件並能反映小氣候的微細結構，所用儀器要求感應部件小、靈敏度高、能隔測和自記等。

植物小氣候

中文名稱：植物小氣候

英文名稱：phytoclimate

定 義：植物生長環境中的自然氣候或人造氣候。

農業小氣候

農田、森林、果園、草場以及各種農業設施中的貼地氣層和土壤氣候的統稱。

概述

農業小氣候指的是以農作物為下墊面所形成的小氣候，即指農業生活環境(如農田、果園、溫室、畜舍等)和農業生產活動環境內(如曬場、噴藥、農產品儲運環境等)的氣候。這些小氣候與農業生產和農業生物有著密切的關係，主要表現為它們之間物質和能量的交換。農業小氣候的範圍，垂直方向大約為幾米，一般不超過10米，水平方向上沒有明確規定，從幾米到數百米以上。

主要特點

農業小氣候與大氣候相比具有如下共同特點：
(1)不均勻性：系統占空間尺度小，系統內外物質和能量交換傳輸速度相差幾百甚至上千倍。農業小氣候氣象要素分布不均，水平和垂直方向均存在較大梯度；
(2)複雜性：大氣候和天氣背景的影響、系統內生物群落的生長發育和生理活動規律、土壤或水的物理化學特點、人工影響和圍護結構特性，這些因素綜合影響形成農業小氣候的複雜性；
(3)穩定性：在各成分和所處大氣候與天氣背景、外界環境不變的情況下，農業小氣候內部的小氣候特徵比較穩定；
(4)易調控性：在人為背景相同的情況下，為適應不同生物需要和達到不同的生產管理目標，可人為創造不同的農業小氣候環境；
(5)生物群落主導性：生物群落在農業小氣候系統中起主導作用，只有了解生物群落對農業小氣候的要求及其反饋作用，才能確定調整農業小氣候的方向和方法，使之適合生物需求，提高最終效益。

分類

農業小氣候按系統進行分類可分為：農田小氣候、園田小氣候、保護地小氣候、溫室小氣候、畜舍小氣候、農業地形小氣候和農業水域小氣候。
(1)農田小氣候：包括沒有作物覆蓋的閒置地和有作物的農田。通常又按作物種類劃分為麥田小氣候、稻田小氣候和玉米小氣候等；
(2)園田小氣候：主要指菜園和果園，也包括花卉栽培地。此外，野生果林木多在山坡地帶無規則生長，不屬於園田小氣候；
(3)保護地小氣候：主要指農田或園田上，採用了一定的有益於改善小氣候條件的簡單保護措施。如地膜覆蓋小氣候、陽畦小氣候、涼棚小氣候、防風障小氣候、防護林小氣候等；
(4)溫室小氣候：主要是指冷季使用的植物種植室。包括大棚塑膠溫室、各種類型(單斜面、雙屋面、連棟式等)的玻璃溫室。此外，還有加溫溫室與不加溫溫室之分；
(5)畜舍小氣候：這裡的畜舍包括了禽舍；
(6)農業地形小氣候：包括尺度較小的，有一定種植意義的(單純的)山坡地、谷地、山前平地等農業場所；
(7)農業水域小氣候：包括具有一定養殖意義的湖、池塘、水庫、水池等水體以及鄰近水體的岸邊場所。

觀測要素和觀測特點

觀測要素
(1)表征輻射的各種特徵量：輻照度、輻照時間、總輻射量、光和有效輻射和光照度、光照時間以及輻射的光譜特徵。
(2)表征熱的各種特徵量：介質(空氣、土壤、水等)溫度、表面溫度和環境平均輻射溫度等。
(3)表征氣體成分(主要是二氧化碳、氧氣等)的各種特徵量：密度(質量濃度)、質量份額、摩爾濃度、摩爾份額和容積份額等。
(4)表征水汽的各種特徵量：水氣壓、絕對濕度、相對濕度、露點和飽和差等。
(5)表征空氣運動的各種特徵量：風速(水平流速)、垂直速度、風向(水平方向)、流線等。
觀測特點
(1)農業小氣候的氣象要素在空間上分布差異大，即水平方向和垂直方向上有較大的梯度。因此在觀測時需要周密的選擇觀測點的位置與觀測的高度。為了避免儀器和人員對觀測的影響，常使用遙測和隔測的方法。
(2)農業小氣候氣象要素的日變化和年變化特點除了受環境氣象要素日、年變化規律影響外，還受小氣候系統中農業生物生命活動和群落變化的影響，有時還受到其周圍設施、管理制度等因素的影響，觀測時為得到完整的時間變化規律，須考慮連續定時觀測。
(3)農業小氣候系統中各組成成分和系統所處的天氣氣候背景確定後，則該系統特有的農業小氣候特徵將比較穩定。因此，除非特殊需要，通常不必對農業小氣候系統進行長期持續的觀測，一般只在典型季節、典型天氣或農業生物、農業生產的關鍵時期進行觀測。農業小氣候觀測大多是多要素、多點的連續觀測。

影響因素

影響小氣候的因素有很多，地球上的中小地形、湖泊和人類活動的城市、耕地等，部時時刻刻地影響這小氣候。因此在不同的下墊面上會形成各種不同的小氣候，城市裡有城市小氣候，農田中有農田小氣候，森林中有森林小氣候等。而下墊面造成的小氣候差異，主要是通過小的地形起伏、坡向和坡度的不同來影響溫度分布、輻射狀況、濕潤狀況和局部風的變化。

在地形起伏中，濕度、濕度的分布和變化有較大的差異。以山頂和山谷的氣溫日變化為例、山頂的氣溫日差較小，山谷的氣溫日差較大，有顯著的差異，谷底由於夜晚冷空氣下沉，往往形成“冷湖"，增強逆溫層，濕度的變化與上述相似，也是高坡地的日振幅小，而低洼地的絕對濕度日振幅大。

另外，溫度的分布因不同坡地的坡向、坡度所受太陽輻射熱量的不同而不同。白天南坡增溫幅度較其他各坡要大。東坡接收輻射早。最高溫度出現早(午前)。西坡接受輻射最遲，最高溫度出現時刻也遲(午後)。其中，北坡接受太陽輻射最少，氣溫的變化很小。坡向不同，其空氣濕度也不同，在濕潤地區，南坡蒸發強，空氣的絕對濕度最大而在乾旱地區，則北坡的絕對濕度大。

此外，小氣候在山谷風等局地環流的影響下，其風向有很大的變化。特別在天氣較穩定的晴朗日子裡，局地環流較明顯，不同部位的風向差異就有明顯的變化。小氣候中的溫度，濕度、光照、通風等條件，直接影響著作物的生長、人類的工作環境、家庭的生活情趣等。

特點

與大範圍氣候相比較，小氣候有五大特點：

1、範圍小，主要在2米以下，水平方向可以從幾毫米到幾十公里，因此，常規氣象站網的觀測不能反映小氣候差異。對小氣候研究必須專門設定測點密度大，觀測次數多，儀器精度高的小氣候考察。

2、差別大，無論鉛直方向或水平方向氣象要素的差異都很大，例如：在靠近地面的貼地層內，溫度在鉛直方向遞減率往往比上層大2～3個量級。

3、變化快，在小氣候範圍內，溫度、濕度或風速隨時間的變化都比大氣候快，具有脈動性。例如：M. N. 戈爾茲曼曾在5厘米高度上，25分鐘內測得溫度最大變幅為7.1℃。

4、越接近下墊面，溫度、濕度、風速的日變化越大，例如：夏日地表溫度日變化可達40℃，而2米高處只有10℃。

5、小氣候規律較穩定。只要形成小氣候的下墊面物理性質不變，它的小氣候差異也就不變。因此，可從短期考察了解某種小氣候特點。