Сельскохозяйственная метеорология (агрометеорология) представляет собой раздел метеорологии, изучающий закономерности влияния метеорологических и климатических условий на развитие, рост, продуктивность сельскохозяйственных культур и животных. Она опирается на физику атмосферы, термодинамику, радиационные процессы и микроклимат, чтобы решать прикладные задачи, связанные с сельским хозяйством.
К основным задачам агрометеорологии относятся:
Сельскохозяйственная метеорология объединяет как теоретические аспекты атмосферных процессов, так и практические рекомендации для сельского хозяйства, особенно в условиях изменяющегося климата.
Солнечная радиация играет ключевую роль в агрометеорологии, так как она является источником энергии для фотосинтеза. Для растений важна фотосинтетически активная радиация (ФАР) в диапазоне длин волн 400–700 нм. Эффективность использования ФАР зависит от:
Измерение и моделирование прихода радиации на поверхность требует учета альбедо, прямой и рассеянной радиации, а также влияния погодных условий на дневной и сезонный ход освещённости. Например, при пасмурной погоде доля рассеянной радиации возрастает, что может оказывать положительное влияние на нижние ярусы растительности.
Температура воздуха и почвы критически важна для всех фаз роста растений. Агрономически значимыми являются:
Тепловой режим также оказывает влияние на скорость испарения, дыхания растений, развитие вредителей и болезней. Механизмы передачи тепла в нижних слоях атмосферы (радиационный, конвективный, турбулентный перенос) описываются уравнениями теплопереноса и пограничным слоем атмосферы.
Атмосферная влажность, осадки, испарение и запасы влаги в почве — главные элементы водного режима сельскохозяйственных экосистем.
Агрометеорология применяет уравнение водного баланса:
P = E + R + ΔW
где P — осадки, E — испарение, R — сток, ΔW — изменение запасов влаги в почве.
Ветер оказывает как прямое (механическое), так и косвенное влияние на сельское хозяйство:
Микроклимат — локальный климат на уровне растений — зависит от свойств подстилающей поверхности, густоты посевов, агротехники. Микроклимат можно регулировать:
Фенология изучает сезонное развитие растений. В агрометеорологии ведутся фенологические наблюдения, фиксирующие фазы:
Данные наблюдений используются для:
Распространённые агрометеорологические индексы включают:
$$ ГТК = \frac{\sum P \cdot 10}{\sum T} $$
где ∑P — сумма осадков за период с температурой выше +10 °C, ∑T — сумма температур за этот период.
Оценка агроклиматических ресурсов региона позволяет определить наиболее подходящие культуры, их потенциальную урожайность, потребность в орошении и защите. Используются следующие критерии:
Агроклиматическое районирование основано на многолетних климатических данных и статистике урожайности. Оно лежит в основе земледельческих зон, таких как степь, лесостепь, зона орошения и т.д.
Сельскохозяйственная метеорология уделяет особое внимание опасным и экстремальным явлениям:
Для оценки риска применяются климатические карты повторяемости, а также численные модели прогноза погоды. Внедрение агрометеорологических сервисов позволяет заблаговременно принимать решения (например, об опрыскивании, укрытии посевов, корректировке сроков уборки).
Сельскохозяйственная метеорология опирается на:
Используются численные модели прогноза погодных условий в сочетании с агрометеорологическими моделями продуктивности. Например, модели DSSAT, WOFOST, AquaCrop позволяют прогнозировать урожай в зависимости от сценариев погоды, агротехники и почвенной влаги.
Агрометеорология незаменима для:
В современных условиях особую актуальность приобретают адаптационные стратегии к изменению климата, включающие:
Сельскохозяйственная метеорология становится связующим звеном между наукой о климате и практиками устойчивого сельского хозяйства.