观察气候要素

对农业有价值的气候要素的观测可以在理想的三重尺度上进行:(1)用于研究的小区域的微尺度观测阐明基本物理过程;(2)中尺度气候网络，旨在提高农民的经营水平;(3)用于天气预报和收集基本气候数据的宏观区域网络天气预报:气象测量和天气预报)。宏观尺度台站又可分为一级台站和二级台站，各台站观测的数量和类型不同。微气象学需要最精密的测量设备阵列，而二级宏观气象站需要的最少;事实上，后者只会测量五种元素:空气温度、雨、雪、湿度和地面风。将配备一个一级宏观站来测量16个元素:全球辐射、日照时数、云层、净辐射、气温、土壤温度、雨、雪、冰雹、露水、雾、湿度、蒸发皿蒸发量、压力、高空风和地面风。中尺度测量包括10个元素和27个微尺度(其中3个是派生的别人的)。

的世界气象组织国家各气象部门都在关注一级和二级宏观区域气候台站的建立和建设。它们间隔至少10英里(16公里)，对日常农业作业的价值有限，但对长期规划和预测有用。大部分地区北美美国、欧洲和澳大利亚都有足够的气象站网络，但在热带、极地和干旱地区存在很大差距。

的学位的一天

具有农业价值的一个天气特征是度日。这一概念认为，植物的生长取决于其一生中所受的总热量，即累积为度日。通常的做法是使用50°F(10°C)作为基准。因此，如果某一天的平均日温度是60°F(16°C)，那么在华氏标度上，这一天累积了10度日。成熟所需的总生长度日数随作物品种和植物种类。还有，最小值阈值温度(低于此温度植物会受损或无法生长)因植物而异;例如,豌豆为40°F(4°C)，玉米为50°F(10°C)，柑橘类水果为55°F(13°C)。如果研究已经确定了某一作物成熟所需的度数，则可以安排种植日期，以便有秩序地收割和加工。该系统有助于选择适合不同地理区域的作物品种;它在调度喷洒程序和预测昆虫出现方面也有价值。

生长度日的概念有一定的缺点:(1)它假定生长与温度之间的关系是线性的(实际上不是线性的);(2)不考虑随着作物发展而改变阈值温度;(3)过于重视80°F(27°C)以上的温度，这可能是有害的;(4)不考虑日温度变化范围，日温度变化范围往往比日平均值更显著。

太阳辐射

太阳辐射是地球所有物理和生物过程的最终来源。农业本身就是一种利用太阳能的战略，因为水和营养物质使太阳能成为可能。在白天，太阳辐射既可以直接传送，也可以通过漫射的天空反射传送。未被地表反射或再辐射到外层空间的入射辐射是净辐射，它是可用于维持地球表面温度的能量。夜间净辐射为负;也就是说，能量被长波辐射损失到外层空间，而没有获得任何能量。世界各地的净辐射平衡差别很大，限制了基本农业的可能性。

光合作用

光合作用是高等植物利用叶绿素色素制造干物质的过程太阳能从水里产生碳水化合物二氧化碳．整体效率这一关键过程的难度较低，其机制极其复杂。它与光强度波长、温度、空气中二氧化碳的浓度以及植物的呼吸速率。太阳能在电站内的分布社区受叶冠层的密度、高度和传递能量的能力的影响;因此，这些会影响光合作用。叶-叶密度的特征是叶面积指数，一种植物在一定土地面积上的总叶面积。最佳叶面积指数在夏季和冬季以及温带和热带地区之间会有所不同，但它是在改善光合作用的基础上寻求更好的作物管理的一个关键因素。对大田作物的辐射利用效率进行了测定，结果表明，普通作物的辐射利用效率较低转换不到1%的可利用太阳能转化为有机物。

光周期现象

光周期是植物在小气候条件下可被改变或操纵的另一属性。一天的长度是一个光周期，而光周期的响应工厂的发展对一个光周期的反应称为光周期现象。不同植物对光周期的响应不同;长日照植物只在日照时间超过14小时时开花;在短日照植物中，开花是由小于10小时的光周期诱导的;日中性植物在任何时期都能发芽照明．光周期反应有例外和变化;此外，有人认为真正关键的因素实际上是暴露在黑暗而不是白天的时间。温度与光周期密切相关，倾向于改变白昼长度的反应。光周期是植物在世界范围内自然分布的决定因素之一。

这种现象有很多实际应用。为特定地区选择一种植物或一个品种需要了解其与光气候的相互作用。人工照明是用来控制开花季节和增加产量温室作物。在植物育种这样的刺激开花，大大缩短了从发芽到成熟的时间跨度，缩短了培育新品种所需的时间。在播种大田作物，光周期可以用来选择播种日期，以产生最佳的收获大小。在导致植物提前开花的季节种植和在导致植物很晚开花的时间种植都会降低作物产量。在斯里兰卡(原锡兰)，某些营养期为五至六个月的水稻品种，如果在错误的季节种植，它们的寿命可能会延长到一年以上，导致几乎完全损失产量。尼日利亚的豇豆开花时间较早，只有在白天12小时或更短的时间内种植才能结出大量种子。