Bài giảng khí tượng nông nghiệp

Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp Bài giảng khí tượng nông nghiệp

1 BÀI GIẢNG KHÍ TƯỢNG NƠNG NGHIỆP Phần PHẦN MỞ ĐẦU Các nghiên cứu cho thấy trái đất hệ thống cân động môi trường: Khí lithosphere hydrosphere Thủy Sinh (địa cryosphere quyển); (thủy quyển); atmosphere (khí quyển); biosphere (sinh quyển), tương tác không ngừng “quyển” tạo thành Địa môi trường thống Mặt dù, khí hậu thời tiết mơ tả biến đổi Hình 1.1 Tương tác hóa địa sinh học bầu khí quyển, khơng vật tượng hiểu cách thấu đáo không đặt chúng vào mối tương quan với “quyển” khác Khác với ngành sản xuất khác, sản xuất nông nghiệp truyền thống gắn liền với thiên nhiên bị tác động mạnh mẽ điều kiện tự nhiên, đặc biệt điều kiện khí hậu thời tiết Chương 1: KHÁI NIỆM VỀ KHÍ HẬU – THỜI TIẾT Câu hỏi Tại có ngày đêm? Tại có mùa? Trái đất tự quay quanh theo chiều nào? Trái đất quay quanh mặt trời theo chiều nào? 1.1 Khái niệm Khí tượng học mơn học nghiên cứu, khảo sát khí quyển; khảo sát giải thích q trình tượng vật lý xảy khí tác động tương hỗ khí mặt đệm; từ nghiên cứu định luật thời tiết Nghiên cứu trình tượng xảy khí giúp hiểu rõ quy luật hình thành phát triển chúng Trong trường hợp cụ thể làm thay đổi hình thành phát triển chúng theo hướng có lợi cho người Khí tượng nơng nghiệp khoa học nghiên cứu điều kiện khí hậu thời tiết tác động tương hỗ chúng với sản xuất nơng nghiệp Hình 1.2 Bản đồ phân vùng khí hậu Có nhiều khái niệm dùng để diễn giải thuật ngữ khí hậu thời tiết 2.1.1 Định nghĩa thời tiết - Thời tiết thuật ngữ dùng để mơ tả biến đổi bầu khí thời gian ngắn, phạm vi hẹp - Thời tiết biến động ngày nhiệt độ, lượng mưa điều kiện kèm theo - Trạng thái khí vùng lãnh thổ địa lý định, thời gian định quy định q trình vật lý xảy tác động tương hỗ mà mặt đệm gọi khí Kết quan sát thời tiết nhiều năm số khí tượng hay đặc trưng khí hậu vùng định 2.1.2 Định nghĩa khí hậu - Khí hậu thuật ngữ dùng để mô tả biến đổi bầu khí thời gian dài, khơng gian rộng lớn - Khí hậu thuật ngữ dùng để mơ tả trung bình điều kiện thời tiết nhiều năm Môn khoa học nghiên cứu điều kiện hình thành biến đổi khí hậu chế độ khí hậu nước, vùng khác trái đất gọi khí hậu học Như vậy, thời tiết trạng thái hàng ngày khí quyển, bao gồm biến đổi lượng ngắn hạn trao đổi bên bầu khí mặt đất khơng khí nhằm cân phân bố khác xạ mặt trời Tổng hợp trình trao đổi thời gian dài khí hậu Tuy nhiên, khí hậu khơng phải mơ tả trung bình thống kê đơn tình trạng khí quyển, mà cịn biến động thay đổi chúng Bất kỳ nghiên cứu khí hậu cần phải lưu ý đến trung bình, xu hướng, dao động, khả biến động theo thời gian không gian Thời tiết thay đổi khí hậu tương đối ổn định, thay đổi Thời tiết định xếp công việc hàng ngày nơng dân, cịn khí hậu ảnh hưởng đến kế hoạch dài hạn sản xuất nông nghiệp Khí hậu nơng nghiệp có nhiệm vụ mơ tả phân vùng khí hậu nơng nghiệp; từ quy hoạch vùng sản xuất nơng nghiệp phù hợp, bố trí cấu trồng, mùa vụ hợp lý, áp dụng biện pháp kỹ thuật nơng nghiệp thích hợp; đảm bảo suất chất lượng sản xuất nông nghiệp Dự báo khí tượng nơng nghiệp dự báo tình hình sinh trưởng, phát triển, suất phẩm chất trồng; hình thành, phát sinh phát triển sâu bệnh hại điều kiện thời tiết khác 1.2 Các thơng số mơ tả khí hậu thời tiết - Cường độ trường độ xạ mặt trời(1) - Chế độ nhiệt (sự biến thiên nhiệt độ đất, nhiệt độ khơng khí) - Chế độ ẩm (biến thiên ẩm độ đất, ẩm độ khơng khí) 1() Bức xạ mặt trời yếu tố kiểm sốt khí hậu giới: tùy điều kiện, mặt đất tiếp nhận lượng xạ mặt trời khác cường độ trường độ; lượng mặt trời cực đại ngày quang đãng mặt trời thiên đỉnh - Cường độ phân bố giáng thủy - Chế độ gió Đặc trưng thơng số khí hậu thay đổi theo khơng gian định loại đất, khu hệ thực vật, phân bố động vật, sử dụng đất, kiểu sống… Hình 1.3: Trung bình phân bố xạ mặt trời trái đất giai đoạn 1984 – 1993 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khí hậu thời tiết Sự tương tác yếu tố vĩ độ (2), tính chất bề mặt, phân bố đất mặt nước(3) ảnh hưởng đến thông số khí hậu thời tiết Ngồi khí hậu địa phương cịn bị tác động mạnh địa hình (4) (thung lũng, dãy núi, bờ biển, thành phố…) Con người, với việc bùng nổ dân số giới cách mãnh liệt, để phục vụ cho sống mình, tán phá, hủy hoại tài nguyên khí hậu thời tiết cách nghiêm trọng: hoạt động phá rừng sản xuất nông nghiệp, phá rừng lấy gỗ, chất thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp – nông nghiệp, sử dụng dạng lượng có nguồn gốc từ hóa thạch … 2() Độ dài ngày thay đổi theo vĩ độ: xích đạo (0 o), ngày ln dài khoảng 12 giờ; hai cực, độ dài ngày biến thiên từ – 24 giờ; vĩ độ trung bình, độ dài ngày biến thiên từ 15 – 16 mùa hè đến – mùa đông 3() Mặt đất có khuynh hướng nóng lên mát lại nhanh so với mặt nước (cùng lượng nhiệt hấp thu, mặt đất nóng mặt nước lần), so với vùng đảo hay vùng gần biển, nhiệt độ hàng ngày hàng năm vùng sâu lục địa thường biến thiên mạnh 4() Ơû vùng đồi núi, nhiệt độ giảm độ cao tăng, khoảng 2oC/300m Ngày khí hậu tồn cầu có biến đổi không thuận lợi sản xuất đời sống: mực nước biển dâng lên, tăng nhiệt độ khơng khí, giảm sút nguồn nước ngọt… Những tượng tự nhiên bất thường (bão, lũ lụt, động đất, núi lửa…) ảnh hưởng đến khí hậu thời tiết 1.4 Cấp phân vị khí hậu Tùy quy mơ khơng gian thời gian, người ta chia đại khí hậu (macro- climate), trung khí hậu (meso-climate) tiểu khí hậu (micro-climate) Khí hậu thời tiết mơi trường nhỏ gọi tiểu khí hậu: mơi trường khí hậu phạm vi chuồng gia súc, nhà kính, tán cây… xem tiểu khí hậu Khái niệm vi khí hậu việc đề xuất cấp phân vị khí hậu đề cập đến từ năm 20 kỹ 20; ý kiến chưa đến thống 1.4.1 Quan điểm Geiger cấp trung khí hậu tiểu khí hậu Geiger (1927) người đưa khái niệm trung khí hậu tiểu khí hậu để phân biệt với khái niệm khí hậu phổ biến rộng rãi thời Khái niệm trung khí hậu gắn liền với khí hậu địa phương Khí hậu địa phương đặc điểm khí hậu lãnh thổ quy mơ trung bình (khí hậu trảng rừng, vùng đồi, vùng tự nhiên chịu ảnh hưởng hồ nước lớn…) Vi khí hậu gắn liền với đặc điểm khí hậu lớp khơng khí sát đất phạm vi khu vực nhỏ 1.4.2 Các cấp phân vị khí hậu S.P Khromov (1967) Đại khí hậu tổ hợp điều kiện khí hậu đới hay xứ địa lý Các nhân tố tác động đến hình thành khí hậu xạ mặt trời, hồn lưu chung khí tính chất bề mặt (lục địa hay đại dương) Khí hậu cấp phân vị gắn liền với cảnh địa lý (khí hậu cao nguyên, khí hậu bình ngun…) Các nhân tố tác động đến hình thành khí hậu xạ mặt trời, hồn lưu chung khí tính chất bề mặt (lục địa hay đại dương) Khí hậu địa phương cấp khí hậu gắng với dạng địa lý (khí hậu vùng đồi, thành phố lớn…) Vi khí hậu cấp khí hậu gắng với diện địa tổng thể (5) (vi khí hậu sườn đồi, ven bờ hồ…) 1.4.3 Sự bổ sung I.A Golsberg (1973) khái niệm vi khí hậu khí hậu địa phương Vi khí hậu khí hậu lãnh thổ nhỏ, xuất khác biệt địa hình, thực vật, trạng thái thổ nhưỡng, ảnh hưởng hồ nước, cơng trình xây dựng đặc điểm khác mặt đệm Ví dụ: vi khí hậu khu ruộng, sườn đồi, thành phố… Những đặc điểm vi khí hậu thể rõ lớp thổ nhưỡng lớp khơng khí gần mặt đất đến độ cao vài chục mét, chí đến 100 – 150 m Khí hậu địa phương đặc điểm khí hậu quy định tượng khí tượng phát triển ảnh hưởng địa hình, tương phản vùng hồ nước lớn xung quanh… Các tượng phát triển với quy mô lớn nhiều so với tượng vi khí hậu phát triển đến độ cao 800 – 1.000 m Ví dụ: tượng gió foehn, gió thung lũng… Khí hậu thực vật khí hậu hình thành lớp phủ thực vật phần phần mặt đất Khí hậu thực vật hình thành tác động thân thực vật đới với lớp khơng khí sát mặt đất, xác định độ dày, độ lớn độ che phủ thực vật Diện địa lý đơn vị tự nhiên nhỏ đặc trưng cho đồng địa thể, chế độ ẩm, loại đá mặt, biến chủng thổ nhưỡng, khí hậu sinh địa quần thể Cũng có số quan điểm phủ nhận cấp khí hậu địa phương Chương 2: GIỚI THIỆU CHUNG MƠN HỌC 2.1 Lịch sử phát triển mơn học Sản xuất nông nghiệp hoạt động sản xuất lồi người Khí hậu - thời tiết yếu tố ngoại cảnh có tác động lớn đến mặt đời sống người, đặc biệt sản xuất nông nghiệp truyền thống Từ xa xưa, người phải ln đối mặt tìm cách thích nghi với điều kiện khắc nghiệt khí hậu – thời tiết Có thể xem truyền thuyết, ca dao, tục ngữ thời tiết người xưa kết ‘nghiên cứu’ khí hậu học dân tộc Ngành Khí tượng Nơng nghiệp giới thức thành lập từ năm 1921, trụ sở Rome (Ý), thuộc Tổ chức Lương Nông (Food and Agricultural Organization – FAO), hợp tác chuyên mơn Tổ chức khí tượng giới (World Meteorological Organization – WMO) Hiện nay, mạng lưới nghiên cứu Tổ chức Khí tượng Nơng nghiệp giới phát triển rộng khắp châu lục Đến nay, nhà khoa học đạt nhiều thỏa thuận phương pháp nghiên cứu khí tượng nơng nghiệp, tổ chức mạnh lưới nghiên cứu nước, nối mạng thông tin đào tạo cán bộ… Vấn đề trang bị kỹ thuật đại cho nghiên cứu khí tượng nông nghiệp ngày ý Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào việc khảo sát, quản lý số liệu bước tiến quan trọng ngành khí tượng nơng nghiệp Nhiều kết nghiên cứu ứng dụng khí tượng nơng nghiệp giúp cho nhiều quốc gia tự giải có hiệu nhu cầu lương thực, thực phẩm mình: kết nghiên cứu nhằm giải nạn thiếu lương thực nước khu vực sa mạc Shahara (Châu Phi); kết nghiên cứu phát triển hệ thống canh tác lúa địa bàn đủ nước thiếu nước Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Philippines… giải pháp thời vụ sử dụng trồng chịu hạn… 10 Ơû Việt Nam, từ xa xưa, người dân có nhiều kinh nghiệm thời tiết sản xuất nông nghiệp Hiện nay, nước ta phân chia làm vùng khí hậu; vùng có Đài khí tượng vùng với trang thiết bị ngày đại: - Đài khí tượng vùng Tây Bắc, đặt thị xã Sơn La - Đài khí tượng vùng Việt Bắc, đặt thành phố Việt Trì - Đài khí tượng vùng Đơng Bắc, đặt thành phố Hải Phịng - Đài khí tượng vùng Trung du đồng Bắc bộ, đặt Hà Nội - Đài khí tượng vùng Bắc Trung bộ, đặt thành phố Vinh - Đài khí tượng vùng Trung Trung bộ, đặt thành phố Đà Nẳng - Đài khí tượng vùng Nam Trung bộ, đặt thành phố Nha Trang - Đài khí tượng vùng Tây Nguyên, đặt thị xã Pley ku - Đài khí tượng vùng Nam bộ, đặt thành phố Hồ Chí Minh Thành tựu lớn Ngành Khí tượng Thủy văn Việt Nam là: - Khảo sát đánh giá tài nguyên khí hậu thủy văn Xây dựng Atlas quốc gia tuyển tập số liệu khí tượng thủy văn, phục vụ đắc lực cho việc quy hoạch phát triển kinh tế, nghiên cứu xã hội, khoa học công nghệ… - Dự báo thời tiết ngắn hạn trung hạn với độ xác cho phép Đặc biệt dự báo nhiệt độ thời tiết mùa đông, dự báo thiên tai, hạn hán, bão, gió mùa sương muối, giải pháp khắc phục có độ xác cao - Nghiên cứu khí tượng nơng nghiệp phục vụ cho gieo cấy, chăm sóc, phịng trừ sâu bệnh thu hoạch - Nghiên cứu nhiễm bẩn môi trường, tượng hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu hệ biến đổi khí hậu, giải pháp ứng phó 2.2 Vai trị ý nghĩa khí hậu thời tiết sản xuất nơng nghiệp Khí hậu thời tiết có tác động lớn rõ ràng sản xuất nơng nghiệp Cây trồng ngồi nhu cầu chất dinh dưỡng (hấp thu chủ yếu từ đất, qua rễ), cần số lượng định thích hợp ánh sáng, chất khí, nhiệt độ nước