Програма за дисциплината: агрометеорология включена като задължителна в учебния план

за дисциплината: АГРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

kатедра БОТАНИКА И АГРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

Учебната програма е обсъдена и приета на заседание на КС на катедра Ботаника и Агрометеорология на земеделието, с протокол № 105 от 08.02. 2008 г.

2. 
   АНОТАЦИЯ
   

Агрометеорологията е приложна екологична наука, която изучава метеорологичните, климатичните и хидрологични условия в тяхното взаимодействие с обектите и процесите на земеделското производство. Тя предоставя на студентите - бъдещи агрономи, възможността да получат съвременни, реални и конкретни познания за ролята на основните и второстепенни климатични фактори и тяхното влияние върху растежа, развитието и продуктивността на земеделските култури и агроекосистемите. Научават се да оценят метеорологичните фактори и явления в приземната атмосфера, на земната повърхност, в почвата и агрофитоценозите. Запознават се със същността на опасните за земеделието метеорологични явления и природни бедствия, с цел опазване или предотвратяване на тяхното вредно въздействие.

Бъдещите агрономи (хидромелиорации) получават основни сведения за климатичните и агроклиматични ресурси на България. Програмата цели след усвояване на посочените познания, студентите на практика да умеят научнообосновано, екологосъобразно и ефективно да прилагат научните основи на методите за оценка на климата за целите на хидромелиорациите; да изготвят агроклиматична характеристика на територии от различен мащаб до отделни стопанства и ферми, както и да прилагат на практика основните критерии при райониране на земеделските култури и сортове, потенциалните възможности на климата и научно обоснованите препоръки за агротехническите и мелиоративни дейности в конкретния район.

Дисциплината Агрометеорология има и общоекологично и природозащитно значение, което спомага за формиране на правилен еколого-производствен мироглед. Познанията по Агрометеорология се явяват научна и информативна база за всички земеделско-приложни науки, тъй като метеорологичните условия са основен абиотичен компонент на еколого-производствената среда. Те обуславят съществуването, типа и продуктивността на агроекосистемите, биосферните ресурси и живота. Това е очевидно днес, когато заедно с общото замърсяване на въздуха, водите и почвите, неблагоприятни изменения в климата предизвикват бедствия, намаляване на растителното производство, загиване на гори, флора и фауна. Зачестиха крайностите на климата, а загубите от климатични аномалии се изчисляват на десетки хиляди човешки живота и милиони долари. Агрономът - хидромелиоратор е необходимо да познава потенциалните възможности на сложната и динамична многофакторна система почва - растение - атмосфера, с оглед повишаване продуктивността на земеделското производство и ефективността на хидромелиоративните дейности. От друга страна научно обоснованата система на земеделие предполага най-рационалното използване на агрометеорологичните особености през отделните години и агроклиматичните ресурси на територията за непрекъснато повишаване на добивите от земеделските култури.

2. 
   СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА
   

Предмет, методи на изследване, основни задачи и връзка с другите науки.

Биосфера - същност, строеж и основни компоненти на биосферата. Разпределение на водата в биосферата. Основни зони на Световния океан. Понятия за метеорологични, климатични и хидрологични елементи, фактори, условия и ресурси. Климат и климатообразуващи фактори. Климатични и хидрологични наблюдения. Състояние, проблеми и перспективи на хидрометеорологичната дейност в глобален и регионален мащаб.

ТЕМА 1. АТМОСФЕРАТА ОТ ЕКОЛОГИЧНА ГЛЕДНА ТОЧКА - 1 час

Същност и значение. Състав на атмосферния и почвения въздух. Екологична и метеорологична роля на основните компоненти на въздуха. Основни физични свойства на въздуха. Източници на замърсяване на въздуха. Атмосферно налягане - същност, изменение и екологично въздействие. Строеж на атмосферата и методи за изучаване на атмосферата. Приземен слой на атмосферата и значението му за земеделското производство.

Същност и значение. Основни характеристики на температурата и температурния режим на средата и фактори от които зависят.

Температура на водните басейни. Затопляне и изстиване на водата. Термичен режим на водните басейни и закономерности в разпространението на топлината.. Океански и морски течения и влияние върху климата на крайбрежните територии.

1. 
   Хидрологичен цикъл на Земята – 3 часа
   

Постъпване на водни пари в атмосферата. Понятие за влажност на въздуха. Свойства на водните пари. Количествени характеристики за влажността на въздуха. Денонощен и годишен ход на влажността на въздуха. Влияние на водоемите и отделните фитоценози върху влажността на въздуха. Значение за земеделското производство.

Изпарение - същност и значение. Фактори, които обуславят изпарението в естествени условия. Потенциално и фактическо изпарение. Изпарение от водна, снежна и ледена повърхност. Изпарение от почвата и растенията (транспирация). Изпаряемост и евапотранспирация. Денонощен и годишен ход на изпарението. Косвени методи за определяне на изпарението в естествени условия и практическо използуване в хидромелиоративните дейности. Регулиране на изпарението от почвата, фитоценозите и водоемите. Методи за намаляване на непродуктивното изпарение от почвата за целите на земеделското производство.

Кондензация и сублимация на водните пари - същност и значение. Условия за кондензация и сублимация на водните пари в естествени условия. Първични продукти от кондензацията и сублимацията. Понятие за хидрометеори.

Продукти от кондензацията и сублимацията на водните пари на земната повърхност и предметите по нея - образуване на роса, слана, скреж, поледица и екологично въздействие върху биосферата и земеделското производство.

Продукти от кондензацията и сублимацията на водните пари в приземния въздух - мъгли, типове мъгли и екологично въздействие. Градска мъгла (смог). Защита от мъгли.

Продукти от кондензацията и сублимацията на водните пари в свободната атмосфера - облаци, състав и образуване, типове облаци, международна класификация на облаците. Облачност - същност, определяне, денонощен и годишен ход на облачността. Изкуствени въздействия върху облаците.

Същност и значение. Агрохидрологични константи. Продуктивна влага в почвата. Водопотребление и оптимална влага за растенията. Водопотребност и влагообезпеченост на земеделските култури.

Връзка между повърхностни и подземни води. Понятие за воден отток, водна ерозия и твърд отток. Основни морфометрични характеристики на реките и изкуствените езера и особености в хидроложката година на България.

Основни съставляващи на водния баланс. Уравнение на водния баланс. Воден баланс на земеделските полета - основни фактори за влагообезпеченост на земеделските култури, агрометеорологични критерии за оценка на влагообезпечеността, влияние на метеорологичните условия върху динамиката на продуктивната влага в почвата. Методи за регулиране и съхраняване на почвената влага за целите на земеделското производство.

Въздушни течения в области с понижено и повишено атмосферно налягане. Циклони и антициклони и времето в тях.

Климат - същност и значение, фактори за неговото формиране - глобални, регионални и местни. Класификация на климата по земното кълбо. Изменения на климата. Причини за измененията и колебанията на климата и екологични последствия. Международни документи свързани с опазването на климата на Земята.

Климат на България. Фактори, които обуславят климата на България. Климатично райониране на България.
ТЕМА 8 ОЦЕНКА НА КЛИМАТА ЗА ЦЕЛИТЕ НА ЗЕМЕДЕЛСКОТО ПРОИЗВОДСТВО - 2часа

Основни принципи и методи за земеделска оценка на климата. Агроклиматични показатели - същност, изисквания, основни групи показатели. Оценка на агроклиматичните ресурси (термични, светлинни, условия на овлажнение през вегетационния период, условия за презимуване) и на неблагоприятните явления на времето и климата. Агроклиматично райониране на територии от различен мащаб - същност, основни етапи и критерии.Агроклиматични аналози. Оценка на продуктивността (бонитетна оценка) на климата. Стопанска оценка на климатичните условия и ресурси на България.

Микроклимат и фитоклимат - същност и значение, основни типове микроклимат. Микроклимат на наклонени терени, напоявани полета, парници и оранжерии. Микроклимат на населени места (градски климат). Практическо използване на данните за микроклимата и фитоклимата. Методи за подобряване на микроклимата на земеделските полета.

ТЕМА 9 АГРОМЕТЕОРОЛОГИЧНО ОБСЛУЖВАНЕ НА ЗЕМЕДЕЛИЕТО И ХИДРОЛЕСОМЕЛИОРАТИВНИТЕ ДЕЙНОСТИ - 1 час

Организация и основни задачи на агрометеорологичното обслужване. Видове и форми на агрометеорологично обслужване. Особености на агрометеорологичното обслужване в хидромелиорациите. Използване на данните, практическа препоръка за диференцирано прилагане на агротехниката и хидромелиоративните дейности с отчитане на конкретните агрометеорологични условия и икономическа ефективност на агрометеорологичната информация.

1. 
   Измерване продължителността на слънчевото греене и интензивността на слънчевата радиация. Определяне на Фотосинтетически активната радиация (ФАР) и оценка на параметрите.(1 час)
   
2. 
   Измерване температурата в приземния въздух и на почвата на различна дълбочина. Оценка на параметрите. (2 часа)
   
3. 
   Запознаване с характеристиките за влажността на въздуха. Измерване влажността на въздуха в лабораторията и на открито и оценка на параметрите. (0,5 часа)
   
4. 
   Изучаване на международната класификация на облаците. Определяне на облачността за деня с помощта на Атласа на облаците. Характеристика на деня според облачността и изготвяне на краткосрочна прогноза за очаквани валежи. (1 час)
   
5. 
   Запознаване с елементите на валежа и международните символи за изразяване. Определяне на количеството на падналия валеж, времетраенето и неговата интензивност. Характеристика на отчетения валеж и оценка на параметрите. (1 час)
   
6. 
   Методи за наблюдения върху височината и плътността на снежната покривка, характеристика на снежната покривка и определяне на водния запас от снега рано напролет. (0,5 часа)
   
7. 
   Запознаване с елементите на вятъра. Определяне на посоката и скоростта на вятъра. Построяване на роза на ветровете в района по местоживеене и оценка на параметрите. (2 часа)
   
8. 
   Запознаване със синоптична карта и международните символи. Анализ на синоптична карта и изготвяне на прогноза за времето (2 часа)
   

1. 
   Указания и напътствия по самостоятелната работа към изпълнението на заданието (аудиторна и извънаудиторна), необходими пособия и литературни източници за набавяне на информацията (1 час )
   
2. 
   Набавяне на изходната информация за района по местоживеене - от архива на катедрата, чрез интернет или от района по местоживеене (2 часа )
   
3. 
   Построяване на графика за годишния ход на основните метеорологични елементи (климатограма). Определяне началото и края на отделните сезони за земеделието, продължителността на вегетационния период и периода за активна вегетация. Оценка на параметрите. (2 часа )
   
4. 
   Изчисляване на ХТК и построяване на графика за хода на ХТК през вегетационния период и определяне на началото, края и продължителността на засушаването и сушата в изследвания район .(2 часа )
   

6. Стопанска оценка на климатичните и водните ресурси в района по местоживеене (продължение на индивидуалния курсов проект) – (5 часа). В заключение се прави оценка на климатичните и водни ресурси в изследвания район, степента на тяхната благоприятност за развитие на отделни отрасли от земеделското производство, а с помощта на преподавателя се правят препоръки за практиката.

1. 
   Запознаване със структурата на НИМХ при БАН и Световната метеорологична организация със седалище в Женева - 1 час.
   
2. 
   Запознаване със синоптична карта международните символи и прогнозиране на времето в НИМХ – филиал Пловдив – 2 часа
   
3. 
   Анализ на синоптичната карта и изготвяне на краткосрочна прогноза за времето – 2 часа
   
4. 
   Запознаване с хидроложките ресурси на България в отдел Хидрология към НИМХ – филиал Пловдив – 1 час
   

• 
  записване и обработка на първичната информация в съответните формуляри
  
• 
  графично изобразяване на основните показатели
  
• 
  оценка на параметрите
  

• 
  определяне на фазите на развитие при основните групи полски култури (съгласно упътването за фенологични наблюдения от НИМХ при БАН и с помощта на фенологичен атлас)
  
• 
  окомерно определяне на влажността на почвата вътре посева (съгласно упътването за агрометеорологични наблюдения от НИМХ при БАН)
  
• 
  окомерно определяне на повредите по растенията от неблагоприятни метеорологични явления (съгласно упътването за агрометеорологични наблюдения от НИМХ при БАН)
  
• 
  окомерно определяне на степента на нападение от болести и неприятели по растенията (съгласно упътването за агрометеорологични наблюдения от НИМХ при БАН)
  
• 
  записване и обработка на първичната информация в съответните формуляри и оценка на параметрите
  

Курсовият проект намира приложение по специалните и профилиращи дисциплини в по-горните курсове на обучение. То се явява и неделима част като самостоятелен раздел от дипломните работи на студентите във всички земеделско-приложни дисциплини. Общият обем на разработката е около 20 стандартни машинописни страници, от които 10 страници са приложения във вид на таблици и графики. Тя се състои от две части, представени схематично в следния вид:

КУРСОВ ПРОЕКТ ПО АГРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

В текстовата част се прави описание на местоположението, надморската височина, релефа, повърхностните и подземни води, преобладаващите почви, ветрове и други фактори на еколого-производствената среда в изследвания район. Посочват се климатичната област, подобласт и климатичен район, към който се отнася града, съгласно климатичното райониране на България и се определят най-важните им особености. Прави се характеристика на климатичните и агроклиматични условия през отделните сезони и общо за годината. Анализират се неблагоприятните явления на времето и климата в конкретния район. С помощта на графични и емпирични методи се определят комплексни показатели за оценка на климата и на условията на овлажнение, като се установява тяхната интензивност и продължителност в зависимост от района. В заключение се прави обща оценка на климата в изследвания район и изводи за степента на благоприятност за развитието на отделни отрасли на земеделското производство. Въз основа на получените резултати се прави стопанска оценка на климатичните и водните ресурси в изследвания район и с помощта на преподавателя са правят препоръки за подобряване на производствените и хидромелиоративни дейности в района.

4. 
   ТЕХНОЛОГИЯ НА ОБУЧЕНИЕТО
   

При съобщения в пресата за особено неблагоприятни явления на времето и климата или стихийни природни бедствия, се провежда кратка дискусия, която дава по-голяма практическа насоченост на изучавания материал. Постоянният диалог със студентите по време на лекция дава възможност да се оцени степента на усвояване на преподавания материал, както и отговорно поставени въпроси от изявени студенти.

Заверка на семестъра се прави при изпълнение на следните изисквания: 1. Системно присъствие на лекции и отработени практически занятия и учебни практики; 2. Заверка на всички индивидуални протоколи; 3. Положен практически изпит на синоптична станция - гр.Пловдив; 4. Представен и успешно защитен индивидуален курсов проект. Изключение правят случаите, които са регламентирани в Правилника за вътрешния ред и дейността на АУ - Пловдив или с Решения на Академичния съвет.

Изпитът се протича на два етапа - практически, който се провежда през семестъра и включва оценка върху материала, свързан с упражненията и учебната практика с обща тежест 30%, и писмен върху три въпроса от лекционния материал с тежест 70%.

Оценяването е по шестобалната система. В крайната оценка се взема в предвид и системното присъствие и работата на студента през семестъра. При необходимост от окончателно оформяне се провежда устно препитване върху целия лекционен материал.

Проведените периодични анкети сред студентите показват, че посочените методи и форми на обучение по дисциплината Агрометеорология, будят особен интерес и намират приложение не само в бъдещата им агрономическа дейност, но и в живота.

5. 
   ИЗПИТНА ПРОГРАМА
   

2. Биосфера - същност, основни компоненти, разпределение на водата в биосферата. Понятие за време и климат, метеорологични, климатични и хидрологични елементи, фактори, условия и ресурси.

3. Атмосферата от екологична гледна точка. Състав на атмосферния и почвения въздух и значение на основните компоненти на въздуха за биосферата и земеделското производство.

4. Строеж на атмосферата и методи за изучаване на атмосферата. Атмосферно налягане - същност, изменение и екологично въздействие.

5. Слънчевата радиация като екологичен фактор - същност и значение, основни понятия, видове радиационни потоци. Спектър на слънчевата радиация. Биологично значение на основните части от слънчевия спектър.

6. Отслабване на слънчевата радиация при преминаване през атмосферата. Слънчева радиация върху наклонени терени. Радиационен баланс на земната повърхност и въздействие върху климата и биосферата. Биологичен ефект на светлината.

7. Поглъщане и преразпределение на слънчевата радиация в посевите и водоемите. Начини за по-пълно използване на слънчевата радиация в земеделието.

8. Температурата като екологичен фактор - същност и значение, основни характеристики за температурата и температурния режим на средата.

9. Затопляне и изстиване на почвата, денонощен и годишен ход и фактори от които зависи температурния режим на почвата. Закономерности в разпространението на топлината в почвата. Значение на почвената температура и методи за регулиране на температурния режим.

12. Затопляне и изстиване на водните басейни. Океански и морски течения и влияние върху климата на крайбрежните територии.

13. Затопляне и изстиване на въздуха. Изменение на температурата на въздуха във височина - Вертикален температурен градиент (ВТГ) и фактори от които зависи. Денонощен и годишен ход в температурата на въздуха.

14. Температурни инверсии - същност, основни характеристики и екологично въздействие. Характеристики за температурния режим на средата и за изискванията на растенията към топлина. Методи за въздействие върху температурния режим и топлообмена между земната повърхност и атмосферата.

15. Водата като екологичен фактор - същност и основни свойства на водата. Постъпване на водни пари в атмосферата и хидрологичен цикъл на Земята. Влажност на въздуха - основни характеристики, денонощен и годишен ход на влажността на въздуха.

16. Значение на влажността на въздуха за земеделското производство. Влияние на водоемите и отделните фитоценози върху влажността на въздуха.

17. Изпарение и изпаряемост - същност и значение. Фактори, които обуславят изпарението в естествени условия. Изпарение от водна, снежна и ледена повърхност. Изпарение от почвата и растенията (транспирация). Денонощен и годишен ход на изпарението и методи за регулиране на изпарението от почвата, фитоценозите и водоемите.

18. Кондензация и сублимация на водните пари - същност, необходими условия, първични продукти. Хидрометеори.

19. Продукти от кондензацията и сублимацията на водните пари на земната повърхност и предметите по нея - образуване на роса, слана, скреж, поледица и екологично въздействие върху биосферата и земеделското производство.

20. Продукти от кондензацията и сублимацията на водните пари в приземния въздух - мъгли, типове мъгли и екологично въздействие. Градска мъгла (смог). Защита от мъгли.

21. Продукти от кондензацията и сублимацията на водните пари в свободната атмосфера - облаци, състав и образуване, типове облаци, международна класификация на облаците. Облачност. Изкуствени въздействия върху облаците.

22. Атмосферни валежи - същност, елементи на валежа, видове и типове валежи, условия за образуване. Химичен състав и радиоактивност на валежите. Произход на киселинните дъждове и екологични последствия. Значение на валежите за биосферата и мерки за преодоляване недостига на валежи.

23. Снежна покривка - същност, образуване, характеристики и типове снежната покривка. Основни физични свойства на снежната и ледената покривка и въздействие върху температурния режим на земната повърхност. Снежни мелиорации.

24. Почвена влага Агрохидрологични константи и продуктивна влага в почвата. Потребност от влага и влагообезпеченост на земеделските култури. Влияние на метеорологичните условия върху динамиката на продуктивната влага в почвата.

25. Връзка между повърхностни и подземни води. Воден баланс на земната повърхност и корнеобитаемия почвен слой. Методи за регулиране и съхраняване на почвената влага за целите на земеделското производство.

26. Вятърът като екологичен фактор - същност, елементи на вятъра, причини за възникване на вятъра. Периодични и непериодични колебания в скоростта на вятъра.

27. Местни ветрове. Въздействие на вятъра върху климата, биосферата и земеделското производство. Опазване от вредни ветрове. Ветрозащитна и мелиоративна ефективност на полезащитните горски пояси. Роза на ветровете и нейното практическо използване.

28. Време - същност, изменения на времето. Обща циркулация на атмосферата (ОЦА). Въздушни маси - същност, класификация на въздушните маси, трансформация.

29. Атмосферни фронтове

30. Циклони и антициклони и времето в тях.

31. Прогнозиране на времето - същност, видове прогнози, методи за прогнозиране на времето. Национална и Световна служба за времето.

32. Суша и суховеи - същност, видове и типове суши, причини за възникване и екологични последствия. Количествени показатели за характеризиране на сушите и суховеите. Мерки за ограничаване на пораженията от засушаване при земеделските култури.

33. Пролетни и есенни мразове - същност, типове мразове по условия на възникването им. Влияние на мразовете върху земеделските култури. Прогнозиране на мразовете и методи за защита от мразове.

34. Прашни бури и ветрова ерозия на почвата - същност, екологични предпоставки, географско разпространение. Въздействие върху биосферата, почвата и растенията и мерки за защита.

35. Гръмотевични бури, мълнии, град, поройни валежи, наводнения и водна ерозия - същност, екологични последици и мерки за защита. Предотвратяване на наводнения и борба с тях.

36. Неблагоприятни явления, причиняващи повреди по растенията през зимния период и мерки за предотвратяване и ограничаване на последствията.

37. Климат - определение, фактори за неговото формиране (глобални, регионални и местни). Международна класификация на климата. Изменения на климата. Международни документи свързани със замърсяване на атмосферата и опазване климата на Земята - глобален проблем на XXI век.

38.Климат на България. Фактори, които обуславят климата на България. Климатично райониране на България.

39 Основни принципи и методи за земеделска оценка на климата. Оценка на агроклиматичните ресурси и неблагоприятните явления на времето и климата. Стопанска оценка на климатичните условия и ресурси.

40. Микроклимат и фитоклимат - същност и значение, основни типове микроклимат. Микроклимат на населени места (градски климат). Практическо използване на данните за микроклимата и фитоклимата и методи за подобряване микроклимата на земеделските полета.

41. Влияние на времето и климата върху ефективността на труда в земеделието и хидромелиорациите. Агрометеорологично обслужване на земеделието и хидромелиоративните дейности - видове и форми на обслужване, особености в практическото им използване, икономическа ефективност.

5. 
   ЛИТЕРАТУРА
   

1. Агрометеорология - К.Кузмова, Акад. издателство на Аграрния университет - Пловдив, 2003.

3. Ръководство за упражнения по Агрометеорология - М.Гюрова, Б.Пеев, Земиздат. С., 1996

4. Климатичен справочник на България, том 1-6, Изд. на ИМХ - БАН.

5. Хидрологичен справочник на България. Изд. на ИМХ - БАН

6. Агроклиматичен справочник на България. Изд. на ИМХ - БАН.

7. Агроклиматичен атлас на България, Изд. на ИМХ - БАН

Б. ДОПЪЛНИТЕЛНА

1. Пеев Б. Учебник по Метеорология, С., 1994

2. Упътване за агрометеорологични наблюдения. Изд. на ИМХ при БАН.

3. Фенологичен атлас, Изд. на ИМХ при БАН.

ДОЦ. Д-Р К.КУЗМОВА

ДОЦ. Д-Р Д.ИВАНОВА

ДОЦ. Д-Р А.ИВАНОВ