美国农业气象发展史Meiguo nongye qixiang fazhanshidevelopment of agrometeorology in the USA

美国是世界上开展农业气象工作比较早的国家之一。由于农业生产常受飓风、干旱等自然灾害的影响， 许多部门重视农业气象科学的发展和推广使用。研究工作多集中在高等院校，特别是受到政府赠予土地的各州立大学。这些大学有不少农学家、天气学家、园艺学家、昆虫学家、植物病理学家以及气候学家，从事各种农业与天气有关问题的研究。现在有些大学的农业研究所下设有农业气象组，内布拉斯加大学成立了农业气象与气候中心(Agrometeorological and cli-matological centre of the University of Neb-raska)。院校的研究范围较广，课题也多，主要侧重于生物气象、农田小气候以及作物天气模式方面的研究。应用研究多在联邦政府部门。农业部及其所属农业研究局、林业局、土壤保持局、农业平衡和保持局、经济研究局，以及国家宇航局、内务部土地管理局也都有农业气象研究计划。气象部门主要是进行农业气象预报和情报服务，围绕业务需要进行应用方法研究。农业部和国家海洋大气局成立的农业气象联合办公室、环境研究服务中心、环境鉴定服务中心以及各州的农业天气预报台和农业天气服务台都以服务为主。美国气象学会(American Meteorological Society，简称AMS)下设有农业和林业气象学委员会、生物气象学和高空生物学委员会。此外，还有一些私人和咨询服务公司应一些企业的要求，进行农业气象问题的研究。美国农业气象事业发展过程大致可分为三个时期：
第一时期(1900年之前)，主要是建立气象站网，积累观测资料， 向广大农业生产者提供天气预报和情报服务。自1670年起开始在南卡罗来纳州的查尔斯顿记录天气，但在英国殖民统治下，天气观测的发展缓慢。1776年独立之后，各地先后建立气象台站，到1865年已建成143个观测站。H.W.布兰德斯于1816年用观测资料绘制成第一张著名的天气图。A.J.亨利于1850年开始编制逐日天气预报。L.布洛杰在1854年的政府农业报告中发表了第一篇农业气象报告，他把美国的农业气候与世界其它部分的农业气候加以比较， 为农业合理布局和引种提供了科学依据。C.L.阿贝于1869年9月1日发布第一份天气公报，在同年9月22日的公报中包括了天气预报，这是后来《天气和作物周报》的雏形。南北战争(1861～1865年)后，美国资本主义农业迅速发展，急需农业气象服务。因此，1870年成立国家天气局，于1872年开始发布《天气和作物周报》。自1883年起，伊利诺斯等州开始在棉花、玉米、小麦种植区进行最高、最低温度与降水观测。此外，还为水果生产区发布寒潮和霜冻警报。1890年国家天气局转归农业部领导，加强了农业气象服务工作。1893年已对8000个单位提供预报和警报服务，并设有41个风暴警报站。到1897年，警报站增至253个。还组织了8000个作物和气候报告站。
第二时期(1900～1950)，在加强农业天气服务的同时，开展了农业气象研究工作。到20世纪初，全国性农业教育、科研和推广系统已初具规模。威斯康星大学、衣阿华州的农业大学等高等院校先后开设土壤物理、农业气象和农业气候课程，培养农业气象人材。1912年在水果生产区建成59个专业观测站。1916年在国家天气局下成立一个农业气象处。后来，在J.W.斯密斯领导下开始进行棉花、玉米和小麦农业气象服务。农业气象学家和其他有关学科的专家着重研究了作物的生长发育、产量与气象条件的关系。1918年，A.D.霍普金斯提出了植物发育和昆虫活动随纬度、经度和高度变化的生物气候律。1919年W.W.加纳和H.A.阿拉德首先发现了植物的光周期反应。J.W.斯密斯从1904至1921年发表十多篇论述农业与气象关系的报告，在他所著美国第一部《农业气象学》(1920)中，总结了20世纪初期的美国农业气象工作，阐明其理论基础和研究方法。在本世纪20～40年代， 美国农业气象学家比较系统地研究美国以及世界其它国家的农业气候。1921年开始为太平洋沿岸的水果区做霜冻预报，为一些州提供霜冻预报服务。加利福尼亚州有40%的水果生产区根据预报进行防霜。1926年， 天气局与林业局协商制定了林业气象业务计划，开始做森林火险预报。C.W.桑斯韦特是30～60年代美国最有影响的气候学家，提出了新的气候分类方法，进行了全世界与美国的农业气候区划。他提出的可能蒸散量概念和水分平衡计算方法，受到各国农业气象界的重视。M.Y.纳顿森在40～50年代运用农业相似原理研究了世界许多国家与美国各州的农业气候相似性，有谷子、水稻、燕麦与气候关系的论著。农业部主持出版的1941年农业年鉴《气候与人》， 比较全面地反映了美国这个时期的农业气象工作的进展。
第三时期(1950年之后)，这个时期农业气象工作的主要特点是：运用新技术、新方法，加强田间试验，研究建立土壤—作物—天气模式，开展农业气象预报和情报服务。加纳和阿拉德在50年代初提出两项研究成果：一是发现植物的红光—远红光可逆反应和光敏色素，二是测得玉米没有光呼吸反应，从而导致C₃、C₄植物的划分。王仁煜通过对甜玉米、烟草、豌豆、番茄等与气象条件关系的研究，提出逐候气象因子分析法和多气象因子的综合法。W.G.邓肯提出一个作物群体光合作用模式。E.R.莱蒙对农田微气象与作物生理的关系进行了研究，并于1969年提出一个土壤—作物—天气模式。
进入70年代后，因气候异常给美国农业造成很大影响，农业气象工作受到联邦政府很大重视，发展较快。首先是加强了组织机构建设。国家天气局的业务中包括有农业天气服务计划、果树霜冻计划、森林火险天气计划和海外农业气象业务。农业部和国家海洋大气局于1978年成立农业气象联合办公室，负责编制农业气象简报，《天气与作物周报》。此外，国家海洋大气局还成立四个环境研究服务中心，以改善农业天气服务；成立一个环境鉴定服务中心，以加强作物—天气模式和产量预报的研究；其次是使农业气象观测和情报传递现代化。N.J.罗森堡等在研究大豆、高粱等农田和牧场小气候时，研制并使用了先进的小气候仪器，如阻力风速计、微热敏电阻、α射线湿度计等。国家天气局和农业部研制按键式自动化资料收集系统和资料传递系统，并采用卫星遥感技术研究美国以至世界主要作物的估产方法和国内水果、蔬菜区的霜冻预报方法。美国有一个业余观测员组成的农业天气观测网，观测项目包括最高、最低气温，土壤温度，植物叶面上的露、24小时的降水量和降雪量等，并把结果输入电子计算机系统。到1979年，美国有专业农业气象站55个，作物报告站444个，土壤温度站215个，专业森林气象站51个，蒸发站520个。1974～1978年实施大面积作物探测试验计划，用卫星遥感技术改进作物产量预报。1980年开始，制订空间遥感监测农业资源计划，进一步研究全球作物生长监测方法和全球农业资源的调查方法， 目的是据此设计一种作物生长状况的早期警报系统。在天气一水分分布问题方面，美国国会于1977年制定的农业和粮食法令中，要求全面研究气候和天气变化对农业和畜牧业的影响。研究表明，气候变动引起的农业问题主要是缺水。因此，建议改善水的监测控制机构，并研究主要农业区对农业、畜牧业和水资源有重大影响的气候波动及其可预报性。本世纪内气候的可能变化也是一项新近的研究工作。在微气象和小气候方面，不断深入研究微气象原理、机制、能量交换和平衡、湍流强度、蒸发方程和水分平衡模式等，尤其是对作物冠丛小气候、森林小气候中的CO₂交换和测定仪器等方面作了不少研究。新近的研究还包括从物质—能量转换和能量平衡的观点，探讨碳水化合物的累积和消耗间的平衡问题，用物理数学方法模拟产量形成过程和各种作物—天气模式。