2010 edition

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Guide to Agricultural Meteorological Practices

WMO-No. 134

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P-C

LW_9

608

Guide to AgriculturalMeteorological Practices

WMO-No. 134

Updated in 2012

WMO-No. 134

© World Meteorological Organization, 2010

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ISBN 978-92-63-10134-1

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Page

PREFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . xix

List.of.Contributors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. xxi

Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . xxiv

CHAPTER 1. GENERAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ...1–1

1 .1. Scope.of.agricultural.meteorology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 1–11 .2. Importance.of.agricultural.meteorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1–2

1 .2 .1. General.importance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1–21 .2 .2.. Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 1–31 .2 .3.. Conditions.and.requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1–4

1 .3. Role.of.the.Commission.for.Agricultural.Meteorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1–51 .4. Tools.and.mechanisms.in.agricultural.meteorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 1–7

1 .4 .1. Diagnostic.and.conceptual.framework.(operational.link.between.support... systems.and.services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ...1–71 .4 .2. Agrometeorological.research.(basic,.applied.and.derived.operational.research... as.tools) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ...1–81 .4 .3. Primary.research.tools.(data,.quantification,.statistics,.indices.and.modelling). . . . .. . 1–91 .4 .4. Agrometeorological.monitoring.and.early.warning.(tools.for.warning.using... preparedness.strategies). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ...1–91 .4 .5.. Forecasting.and.prediction.in.agrometeorology.(tools.to.guide.preparedness.. with.probabilities). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–101 .4 .6.. Agrometeorological.aspects.of.crop,.forest.and.livestock.protection.. (direct.preparedness.strategies). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–111 .4 .7. Policy.matters.relating.to.agrometeorology.(initial.and.boundary.conditions.set... by.socio-economics.and.the.environment). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–121 .4 .8.. Climate.resources.assessment.for.agrometeorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–121 .4 .9.. Water.resources.assessment.for.agrometeorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–131 .4 .10.. Soil.resources.assessment.for.agrometeorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–131 .4 .11.. Biomass.resources.assessment.for.agrometeorology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–141 .4 .12.. Agrometeorological.services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–14

1 .5. Training,.education.and.extension.in.agricultural.meteorology.as.support.systems.for... agrometeorological.services.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–15

1 .5 .1.. General.considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–151 .5 .2. Training.at.the.intermediate.level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–161 .5 .3. Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–161 .5 .4.. Specialization.in.agricultural.meteorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–161 .5 .5.. Consequences.for.training,.education.and.extension.in.agrometeorology. . . . . . . .. .1–171 .5 .6.. Syllabi.for.instruction.and.other.observations.on.curriculum.content. . . . . . . . . . . .. .1–17

1 .6. Challenges.met.and.remaining.in.agricultural.meteorology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 1–181 .6 .1. A.challenge.met. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–181 .6 .2. Challenges.remaining,.from.a.new.perspective. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–191 .6 .3.. The.challenges.of.decision.support.systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–20

ANNEX.1 .A.–.Terms.of.reference.of.the.Commission.for.Agricultural.Meteorology.. . . . . . . . . . . . . . .. .1–21

ANNEX.1 .B.–.Needs.for.training/education/extension.(and.directly.related.issues).recognized.as... .priorities.in.the.Accra.symposium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–22

ANNEX.1 .C.–.Outline.of.a.recent.classical.basic.syllabus.In.agrometeorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–23

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .1–25

CONTENTS

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.iv

Page

CHAPTER 2. AGRICULTURAL METEOROLOGICAL VARIABLES AND THEIR OBSERVATIONS . . . . 2–1

2 .1. Basic.aspects.of.agricultural.meteorological.observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–12 .1 .1.. Data.as.a.support.system.for.agrometeorological.services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–12 .1 .2. Physical.climatic.variables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–12 .1 .3.. Biological.variables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–22 .1 .4. Scale.of.observations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–22 .1 .5.. Extent.of.observations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–32 .1 .6.. Data.without.metadata.are.unreliable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–3

2 .2.. Agricultural.meteorological.stations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–42 .2 .1. Classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–42 .2 .2.. Selection.and.layout.of.a.station.site. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–4

2 .2 .2 .1.. Selection.of.a.representative.site.location. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–42 .2 .2 .2.. Layout.of.station.instruments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–4

2 .2 .3.. Primary.handling.of.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–52 .2 .4.. Networks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–62 .2 .5.. Documentation.of.agricultural.meteorological.stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–72 .2 .6.. Inspection.and.supervision.of.stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–72 .2 .7.. Fixed.agrometeorological.stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–82 .2 .8.. Mobile.stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–82 .2 .9. Agricultural.mesoclimatological.surveys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–82 .2 .10. Complementary.observations.to.describe.special.mesoclimatic.processes. . . . . . . . . 2–92 .2 .11.. Detailed.physical.observations.of.a.non-routine.or.non-permanent.character... (agricultural.micrometeorological.research) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . ..2–9

2 .3.. Observations.to.be.carried.out.at.agricultural.meteorological.stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–92 .3 .1.. Observations.of.the.physical.environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–9

2 .3 .1 .1.. Radiation.and.sunshine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–102 .3 .1 .2.. Air.temperature.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–112 .3 .1 .3.. Temperature.of.soil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–112 .3 .1 .4.. Atmospheric.pressure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–122 .3 .1 .5.. Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–122 .3 .1 .6.. Air.humidity.and.soil.moisture.(including.leaf.wetness). . . . . . . . . . . . . . . 2–122 .3 .1 .7. Precipitation.(clouds.and.hydrometeors) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–142 .3 .1 .8.. Evaporation.and.water.balance.measurements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–142 .3 .1 .9.. Fluxes.of.weather.variables.(derived.from.measured.quantities). . . . . . . . 2–152 .3 .1 .10.. Remote-sensing.and.GIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–152 .3 .1 .11.. Recorders.and.integrators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–15

2 .3 .2.. Observations.of.a.biological.nature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–162 .3 .2 .1.. Observations.of.natural.phenomena.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–172 .3 .2 .2.. Observations.for.agroclimatological.use. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–172 .3 .2 .3.. Observations.of.direct.and.indirect.damage.owing.to.weather. . . . . . . . . 2–182 .3 .2 .4.. Detailed.biological.observations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–192 .3 .2 .5.. Observations.for.operational.use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–192 .3 .2 .6. Global.biological.observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–20

2 .4.. Instruments.used.at.agricultural.meteorological.stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–202 .4 .1.. Measurement.of.the.physical.environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–20

2 .4 .1 .1.. Radiation.and.sunshine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–202 .4 .1 .2.. Air.temperature.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–222 .4 .1 .3.. Temperature.of.soil.and.other.bodies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–222 .4 .1 .4.. Atmospheric.pressure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–232 .4 .1 .5.. Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–242 .4 .1 .6.. Air.humidity.and.soil.moisture.(including.leaf.wetness). . . . . . . . . . . . . . . 2–242 .4 .1 .7. Precipitation.(clouds.and.hydrometeors) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–272 .4 .1 .8.. Evaporation.and.water.balance.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–282 .4 .1 .9.. Fluxes.of.weather.variables.(derived.from.measured.quantities). . . . . . . . 2–282 .4 .1 .10.. Remote-sensing.and.GIS.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–292 .4 .1 .11.. Calibration.of.recorders,.integrators.and.automatic.weather.stations . . . .2–29

iv

CONTENTS v

Page

2 .4 .2.. Measurement.of.biological.and.related.phenomena. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .2–312 .4 .2 .1.. Measurement.of.soil.erosion.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .2–312 .4 .2 .2.. Measurement.of.runoff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .2–312 .4 .2 .3.. Measurement.of.leaf.area,.canopy.structure.and.photosynthesis .. .. .. .. .. .. .2–31

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .2–32

CHAPTER 3. AGRICULTURAL METEOROLOGICAL DATA, THEIR PRESENTATION AND STATISTICAL ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–1

3 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–13 .2.. Data.for.agricultural.meteorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–1

3 .2 .1.. Nature.of.the.data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–13 .2 .2.. Data.collection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–23 .2 .3.. Recording.of.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–33 .2 .4.. Scrutiny.of.data.and.acquisition.of.metadata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–33 .2 .5.. Format.of.data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–43 .2 .6.. Catalogue.of.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–4

3 .3.. Distribution.of.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–43 .3 .1.. Requirements.for.research. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–43 .3 .2.. Special.requirements.for.agriculturists. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–43 .3 .3. Determining.the.requirements.of.users. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–53 .3 .4.. Minimum.distribution.of.agroclimatological.documents. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–5

3 .4.. Database.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–53 .4 .1.. CLICOM.Database.Management.System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–63 .4 .2.. Geographical.Information.System.(GIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–63 .4 .3.. Weather.generators.(WGs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–7

3 .5.. Agrometeorological.information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–83 .5 .1. Forecast.information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–9

3 .6.. Statistical.methods.of.agrometeorological.data.analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 3–93 .6 .1.. Series.checks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–103 .6 .2.. Climatic.scales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–10

3 .6 .2 .1. Reference.periods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–103 .6 .2 .2.. The.beginning.of.reference.periods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–103 .6 .2 .3.. Analysis.of.the.effects.of.weather . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–10

3 .6 .3. Population.parameters.and.sample.statistics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–113 .6 .4.. Frequency.distributions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–11

3 .6 .4 .1. Examples.using.frequency.distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–123 .6 .4 .2. Extreme.value.distributions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–143 .6 .4 .3. Probability.and.risk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–153 .6 .4 .4. Distribution.of.sequences.of.consecutive.days.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–15

3 .6 .5.. Measuring.central.tendency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–153 .6 .5 .1. The.mean. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–153 .6 .5 .2. The.mode.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–163 .6 .5 .3. The.median . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–17

3 .6 .6. Fractiles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–173 .6 .7.. Measuring.dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–17

3 .6 .7 .1. The.range. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–173 .6 .7 .2. The.variance.and.the.standard.deviation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–173 .6 .7 .3. Measuring.skewness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–17

3 .7.. Decision-making. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–173 .7 .1.. Statistical.inference.and.decision-making.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–173 .7 .2.. Two-tailed.and.one-tailed.tests. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–193 .7 .3.. Interval.estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–193 .7 .4.. The.z-test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–203 .7 .5.. Tests.for.normal.population.means. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–203 .7 .6.. The.t-test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–22

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.vi

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3 .7 .7. Estimators.using.pooled.samples.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–233 .7 .8.. The.paired-comparison.test.and.the.difference-between-two-means.test . . . . . . . .. .3–233 .7 .9. Difference.between.two.means. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–243 .7 .10. The.F-Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–243 .7 .11.. Relationship.between.variables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–25

3 .7 .11 .1.. Correlation.methods.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–253 .7 .11 .2.. Regression. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–263 .7 .11 .3.. Multiple.regressions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–273 .7 .11 .4.. Stepwise.regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–273 .7 .11 .5.. Cluster.analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–283 .7 .11 .6.. Classification.trees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–28

3 .7 .12.. Climatic.periodicities.and.time.series. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–283 .8.. Publication.of.results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–29

3 .8 .1.. General.methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–293 .8 .2.. Tables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–293 .8 .3.. Contingency.tables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–293 .8 .4.. Graphs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–293 .8 .5.. Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–293 .8 .6.. The.agrometeorological.bulletin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–29

3 .8 .6 .1.. Some.examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–303 .8 .6 .2.. How.costly.should.the.agmet.bulletin.be? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–32

ANNEX.–.Table.of.the.normal.distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–33

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .3–34

CHAPTER 4. REMOTE-SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGROMETEOROLOGY . . . . . . . . . . 4–1

4 .1.. Definition.and.role.of.remote-sensing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–14 .1 .1.. Reflective.remote-sensing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–24 .1 .2.. Thermal.remote-sensing.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–34 .1 .3.. Microwave.remote-sensing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–34 .1 .4.. Earth.satellites. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–34 .1 .5.. Weather.satellites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–34 .1 .6.. Derived.products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–3

4 .2.. Introduction.to.Geographical.Information.Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–44 .2 .1.. Storing.geographic.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–44 .2 .2.. Raster.format.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–44 .2 .3.. Vector.format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–54 .2 .4.. Requirements.of.a.GIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–64 .2 .5.. Basic.components.of.a.GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–6

4 .3.. Integration.of.remote-sensing.and.GIS.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–64 .3 .1.. Data.integration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–74 .3 .2.. Data.acquisition.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–74 .3 .3.. Data.processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–7

4 .3 .3 .1.. Geometric.rectification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–74 .3 .3 .2.. Data.conversion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–74 .3 .3 .3.. Data.analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–84 .3 .3 .4. Classification.system. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–84 .3 .3 .5. Data.generalization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–94 .3 .3 .6.. Error.assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–94 .3 .3 .7.. Sampling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–94 .3 .3 .8.. Spatial.autocorrelation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–94 .3 .3 .9.. Location.accuracy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 4–94 .3 .3 .10.. Final.product.presentation.error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–104 .3 .3 .11.. Decision-making. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–104 .3 .3 .12.. Implementation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–104 .3 .3 .13.. Theory.of.vegetation.indices.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–10

CONTENTS vii

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4 .4.. Operational.agro.meteorological.products.employing.GIS.and.remote-sensing. . . . . . . . . . . .. .4–124 .4 .1.. Assessment.of.meteorological.and.agronomic.conditions.to.aid.decisions.on..................drought.using.remote-sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–13

4 .4 .1 .1.. Precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–134 .4 .1 .2.. Solar.radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–144 .4 .1 .3.. Agronomic.conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–14

4 .4 .2.. Operational.uses.of.remote-sensing.and.GIS.for.irrigation.scheduling. . . . . . . . . . .. .4–164 .4 .3.. Operational.uses.of.remote-sensing.and.GIS.for.soil.and.crop.management. . . . . .. .4–18

4 .4 .3 .1.. Evapotranspiration.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–184 .4 .3 .2.. Soil.salinity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–194 .4 .3 .3.. Remote-sensing.in.precision.agriculture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–194 .4 .3 .4.. Crop.growth.and.intercepted.radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–204 .4 .3 .5.. Nutrient.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–214 .4 .3 .6.. Pest.management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–234 .4 .3 .7.. Selection.of.growth.traits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–234 .4 .3 .8.. Crop.yield.estimation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–24

4 .4 .4.. Operational.uses.of.remote-sensing.and.GIS.for.assessing.environmentally.. sensitive.areas.for.desertification.risk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–244 .4 .5.. Aquaculture.and.remote-sensing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–244 .4 .6. Operational.use.of.remote-sensing.for.identification.of.fishing.zones. . . . . . . . . . . .. .4–264 .4 .7. Forest.management.through.remote-sensing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–26

4 .5. Collaborations.for.resource.sharing.in.remote-sensing.and.GIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–26

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .4–28

CHAPTER 5. WEATHER AND CLIMATE FORECASTS FOR AGRICULTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5–1

5 .1.. Need.and.requirements.for.weather.forecasts.for.agriculture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–15 .1 .1.. Climate-based.strategic.agronomic.planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–15 .1 .2.. Weather.events. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–15 .1 .3.. Usefulness.of.weather.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–25 .1 .4. Weather.forecasts.for.agriculture:.essential.requirements.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–25 .1 .5.. Some.unique.aspects.of.agricultural.weather.forecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–2

5 .2.. Characteristics.of.weather.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–35 .3.. Considerations.related.to.agricultural.weather.forecasts.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–4

5 .3 .1... Elements.of.agricultural.weather.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–45 .3 .2.. Format.of.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–75 .3 .3.. Forecasts.for.agricultural.purposes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–7

5 .3 .3 .1.. Sky.coverage.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–95 .3 .3 .2.. Bright.sunshine.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–95 .3 .3 .3.. Solar.radiation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–95 .3 .3 .4.. Precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 5–95 .3 .3 .5.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–105 .3 .3 .6.. Humidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–105 .3 .3 .7... Wind.speed.and.direction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–105 .3 .3 .8.. Leaf.wetness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–115 .3 .3 .9. Evapotranspiration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–115 .3 .3 .10.. Water.balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–115 .3 .3 .11.. Extreme.events.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–11

5 .4.. Special.agricultural.weather.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–115 .4 .1.. Field.preparation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–125 .4 .2.. Sowing/planting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–125 .4 .3.. Application.of.agricultural.chemicals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–13

5 .4 .3 .1.. Foliar.application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–135 .4 .3 .2.. Soil.application. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–14

5 .4 .4.. Evaporation.losses.for.irrigation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–145 .4 .5.. Weeding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–145 .4 .6.. Crop.harvest.and.post-harvest.operations.(including.crop.curing.and.drying.of..................meat.and.fish) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5–15

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.viii

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.5 .4 .7.. Control.of.plant.diseases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–155 .4 .8.. Control.of.noxious.insects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–155 .4 .9.. Transport.of.agricultural.products. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–165 .4 .10.. Operation.of.agricultural.aviation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–165 .4 .11.. Prevention.of.damage.due.to.chilling,.frost.and.freezing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–175 .4 .12.. Forestry.operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–175 .4 .13.. Fishery.operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–175 .4 .14.. Safeguarding.animal.husbandry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–19

5 .4 .14 .1.. Housing.and.production. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–195 .4 .14 .2.. Assessment.of.pasture.productivity.and.grazing. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–195 .4 .14 .3.. Forecasting.diseases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–21

5 .4 .15.. Protecting.plants.used.in.horticulture.and.arboriculture.(non-forest.trees).. . . . . . .. .5–225 .5.. Agricultural.advisories.or.agrometeorological.services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–22

5 .5 .1.. Preparation.of.agricultural.advisories.(agrometeorological.services). . . . . . . . . . . . .. .5–245 .5 .2.. Panel.of.experts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–245 .5 .3.. Information.requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–245 .5 .4. Example.of.an.agrometeorological.advisory.service.of.the.NCMRWF.in.India:.a... preliminary.impact.assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–25

5 .6.. Probability.forecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–255 .6 .1.. The.rationale.for.probability.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–255 .6 .2.. Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–285 .6 .3.. Probability.forecasts.at.different.scales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–295 .6 .4.. Probabilistic.forecast.formats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–30

5 .6 .4 .1.. Probability.distributions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–305 .6 .4 .2.. Categorical.probabilities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–325 .6 .4 .3.. Time.series.and.analogues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–32

5 .6 .5. Deriving.forecast.distributions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–325 .6 .5 .1.. From.analogues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–335 .6 .5 .2. From.hindcast.residuals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–335 .6 .5 .3.. From.ensemble.forecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–33

5 .6 .6.. Interpretation.and.attributes.of.probability.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–335 .6 .7.. Communicating.probabilistic.forecasts.to.farmers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–33

5 .6 .7 .1. Keys.to.understanding.and.applying.probabilistic.information. . . . . . . .. .5–355 .6 .7 .2. Teaching.probabilities.to.farmers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–35

5 .7.. Weather.forecasts.for.the.general.public. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–365 .8.. Nowcasting.and.very.short-range.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–36

5 .8 .1.. Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–365 .8 .2.. Operational.activities .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5–365 .8 .3. Operational.examples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–395 .8 .4. Nowcasting.and.very.short-range.forecast.of.frost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 5–39

5 .9.. Short-.and.medium-range.forecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–405 .9 .1.. Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–405 .9 .2.. Usefulness.for.agriculture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–405 .9 .3.. State.of.technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–405 .9 .4.. Forecasts.and.NWP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–415 .9 .5.. Probabilistic.approach.to.SRF.and.MRF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–41

5 .9 .5 .1.. Operational.services.and.SRF/MRF.for.agriculture. . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–415 .10.. Long-range.forecasts.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–46

5 .10 .1.. The.basis.for.LRFs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–465 .10 .2.. Statistical.and.dynamical.approaches.to.LRF. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–46

5 .10 .2 .1.. Statistical.approach.to.LRF.and.related.limits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–465 .10 .2 .2.. NWP.approach.to.LRF.and.related.limits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–46

5 .10 .3.. Reliability.of.LRF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–475 .10 .4.. Quality.control.of.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–47

5 .10 .4 .1.. Quality.control.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–475 .10 .4 .2.. Feedback.to.operational.services .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .5–48

CONTENTS ix

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5 .11.. Dissemination.of.weather.forecasts.and.advisories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–485 .11 .1.. New.dimensions.in.dissemination.technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–485 .11 .2.. Internet-based.communication.systems.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–495 .11 .3.. “PlanteInfo”.and.other.Internet.case.studies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–495 .11 .4.. Communication.systems.based.on.mobile.phones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–50

ANNEX.–.Sample.forecast.format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–51

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .5–53

CHAPTER 6. AGROMETEOROLOGICAL FORECASTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6–1

6 .1. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–16 .1 .1. Scope.of.agrometeorological.forecasting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–16 .1 .2.. Forecasting.techniques.in.general. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–26 .1 .3. Areas.of.application.of.agrometeorological.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–2

6 .1 .3 .1. Establishment.of.national.and.regional.forecasting.systems . . . . . . . . . .. . 6–26 .1 .3 .2.. Farm-level.applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–36 .1 .3 .3.. Warning.systems,.especially.for.food.security. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–56 .1 .3 .4.. Market.planning.and.policy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–66 .1 .3 .5. Crop.insurance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–7

6 .2.. Variables.used.in.agrometeorological.forecasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–86 .2 .1.. Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 6–86 .2 .2. Technology.and.other.trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–106 .2 .3.. Soil.water.balance:.moisture.assessment.and.forecast. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–11

6 .2 .3 .1. Presentation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–116 .2 .3 .2.. Soil.water.balance.for.dryland.crops. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–11

6 .2 .4.. Actual.evapotranspiration.(ETA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–126 .2 .5. Various.indices.as.measures.of.environmental.variability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–12

6 .2 .5 .1.. Various.drought.indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–126 .2 .5 .2.. Remotely.sensed.vegetation.indices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–166 .2 .5 .3.. El.Niño–Southern.Oscillation.(ENSO).indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–17

6 .2 .6.. Heat.supply.forecast. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–186 .2 .7. Potential.biomass.and.reference.yield. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–19

6 .3. IMPLEMENTATION.OF.YIELD.FORECASTS.IN.PRACTICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–196 .3 .1. Data.requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–196 .3 .2.. Calibration.and.sources.of.error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–20

6 .4.. BASIC.AGROMETEOROLOGICAL.FORECASTING.APPROACHES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–226 .4 .1.. Empirical.statistical.relations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–22

6 .4 .1 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–226 .4 .1 .2. “Golden.rules”.of.regression.forecasting.and.good-practice.advice. . . . .. .6–22

6 .4 .2.. Crop.simulation.models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–256 .4 .3.. Non-parametric.forecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–266 .4 .4.. Combination.of.methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–286 .4 .5.. Extreme.factors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–30

6 .4 .5 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–306 .4 .5 .2.. Analysis.of.factors.relevant.for.extreme.factor.impact.assessments . . . . .. .6–31

6 .5. SPECIAL.APPLICATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–326 .5 .1. Crop-specific.methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–326 .5 .2.. Quality.of.produce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–336 .5 .3.. Pests.and.diseases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–33

6 .5 .3 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–336 .5 .3 .2.. Plant.pests.and.biotic.diseases.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–33

6 .5 .4.. Fire.forecasting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–366 .5 .4 .1.. Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–366 .5 .4 .2.. Wildfire.modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–366 .5 .4 .3. Forecasts.for.wildfire.planning.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–37

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.x

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6 .5 .4 .4.. Examples.of.existing.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–376 .5 .5.. Phenology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–386 .5 .6.. Climate.change. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–39

6 .5 .6 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–396 .5 .6 .2. Methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–39

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .6–41

CHAPTER 7. CLIMATE AND WEATHER RISK ASSESSMENT FOR AGRICULTURAL PLANNING . . . . 7–1

7 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–17 .1 .1.. Understanding.the.climate.mechanisms.that.contribute.to.climate-.and.. weather-related.risks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–2

7 .2.. Climatic.hazards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–37 .2 .1.. Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–3

7 .2 .1 .1.. Extreme.events.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–37 .2 .1 .2.. Regional.climate.anomalies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–3

7 .2 .2.. Categories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–37 .2 .2 .1.. Drought. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–37 .2 .2 .2.. Heavy.rainfall.and.floods.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–37 .2 .2 .3... Strong.winds:.tornadoes,.storms.and.tropical.cyclones.. . . . . . . . . . . . .. . 7–47 .2 .2 .4.. Temperature:.frost.and.heatwaves.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–47 .2 .2 .5.. Categories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–5

7 .3.. Scale.studies.for.climatic.anomalies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–67 .3 .1.. Space. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–67 .3 .2.. Time. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–67 .3 .3.. Space–time.scales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–6

7 .4.. Agrometeorological.applications.in.the.characterization.of.climatic.hazards.–.modelling... and.data.needs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ...7–7

7 .4 .1.. General.circulation.models.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–87 .4 .2.. Regional.circulation.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–87 .4 .3.. Historical.local.climate.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 7–97 .4 .4.. Agronomic.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–10

7 .4 .4 .1.. Crop.response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–107 .4 .4 .2.. Pasture.response. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–10

7 .4 .5.. Vegetation.suitability.maps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–107 .4 .6.. Remote-sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–11

7 .4 .6 .1. Vegetation.indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–117 .4 .6 .2. Soil.moisture.index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–117 .4 .6 .3.. Drought.early.warning.systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–11

7 .5.. Methods.of.risk.assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–127 .5 .1.. Managing.risk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–127 .5 .2.. Analyses.of.long-term.weather.data.to.identify.occurrence.of.particular.risk . . . . . .. .7–137 .5 .3.. Disaster.preparedness.on.the.basis.of.weather.forecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–137 .5 .4.. Anticipating.risk.on.the.basis.of.seasonal.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–13

7 .5 .4 .1.. Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–147 .5 .4 .2. Accuracy,.timeliness.and.value.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–15

7 .6.. Example.of.risk.assessment.for.particular.weather.and.climate.events.from.literature . . . . . . .. .7–157 .7.. Extreme.cases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–177 .8.. Developing.and.implementing.policy.to.reduce.the.risk.and.impact.of.extreme.events.. . . . .. .7–217 .9.. On-farm.planning.to.reduce.the.risk.and.impact.of.extreme.events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–22

7 .9 .1.. Crop.selection.and.cropping.sequence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–227 .9 .2.. Selection.of.varieties. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .7–227 .9 .3.. Land.preparation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–237 .9 .4.. Crop.management.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–237 .9 .5.. Pasture.and.livestock.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–23

7 .9 .5 .1.. Preparing.for.and.managing.through.drought. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–237 .10.. Significance.of.climate.change. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–25

CONTENTS xi

Page

7 .10 .1.. Climate.is.always.changing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–257 .10 .2.. Adaptation.to.climate.change. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–26

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .7–27FURTHER.READING .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 7–33

CHAPTER 8. EFFECTS OF CLIMATE CHANGE ON AGRICULTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8–1

8 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8–18 .2.. Summary.of.evidence.for.climate.change. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8–28 .3.. Summary.of.IPCC.protocol.for.climate.change.impact.assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8–48 .4.. Sources.of.climate.change.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8–5

8 .4 .1.. Global.climate.model.results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8–58 .4 .2.. Regional.climate.models.for.regional.and.local-scale.bioresource.applications. . . . .. . 8–68 .4 .3.. Statistical.downscaling.of.GCM.outputs.for.bioresource.applications. . . . . . . . . . . .. . 8–78 .4 .4.. Reliability.of.extreme.event.prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8–8

8 .5.. Models.for.evaluating.climate.change.impacts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 8–98 .5 .1.. Crop.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–108 .5 .2.. Animal.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–118 .5 .3.. System.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–128 .5 .4.. Forest.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–138 .5 .5.. Other.bioresource.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–13

8 .6.. Preparation.for.climate.change.impact.assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–148 .6 .1.. The.global.context. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–148 .6 .2.. Factors.to.consider.for.study.design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–148 .6 .3.. Specific.weather-related.effects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–15

8 .6 .3 .1.. Temperature.effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8–158 .6 .3 .2.. Water.availability.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–158 .6 .3 .3.. Wind.effects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–168 .6 .3 .4.. Photosynthetically.active.radiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–168 .6 .3 .5.. Elevated.CO2.effects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–17

8 .7.. Assessing.the.effect.of.climate.change.on.bioresource.industries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–188 .7 .1.. A.proposed.action.plan.for.climate.change.impact.assessment. . . . . . . . . . . . . . . .. .8–19

8 .8.. Closing.observations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–19

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .8–21

CHAPTER 9. APPLICATIONS OF METEOROLOGY TO AGRICULTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9–1

9 .1. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–19 .1 .1.. Users.of.agrometeorological.information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–19 .1 .2.. Temporal.and.spatial.scales.of.agrometeorological.information.and.applications. . .. . 9–19 .1 .3.. Benefits.derived.from.applications.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–2

9 .2.. Applications.for.governments.and.other.large.administrative.bodies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–39 .2 .1.. Operational.assessments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–39 .2 .2.. Agroclimatic.surveys. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–49 .2 .3.. Mesoscale.agroclimatic.surveys. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–4

9 .3.. Applications.for.farmers.or.groups.of.farmers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–59 .3 .1.. Improvements.to.production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–5

9 .3 .1 .1. Irrigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–59 .3 .1 .2.. Shelter.from.the.wind. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–59 .3 .1 .3.. Shade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–69 .3 .1 .4.. Greenhouses.(glass.and.plastic) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–69 .3 .1 .5.. Ground.cover.(mulching). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–79 .3 .1 .6.. Animal.housing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–79 .3 .1 .7.. Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–8

9 .3 .2.. Averting.dangers.to.production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–8

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.xii

Page

9 .3 .2 .1.. Direct.weather.hazards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 9–99 .3 .2 .2.. Indirect.weather.hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .9–10

9 .4.. Other.applications.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .9–16

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .9–18

CHAPTER 10. AGROMETEOROLOGY OF SOME SELECTED CROPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10–1

10 .1. Agrometeorology.and.cotton.production. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–110 .1 .1. Importance.of.cotton.in.various.climates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–110 .1 .2. Agroclimatology.of.cotton.production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–110 .1 .3.. Other.background.information.on.cotton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–410 .1 .4. Management.aspects.of.cotton.production. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–510 .1 .5. User.requirements.for.agrometeorological.information.in.cotton.production . . . . .. .10–710 .1 .6.. Agrometeorological.services.available.for.cotton.production. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8

10 .2. Agrometeorology.and.groundnut.production. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–910 .2 .1.. Importance.of.groundnut.in.various.climates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9

10 .2 .1 .1.. General.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–910 .2 .1 .2.. Production.environments.in.major.producing.countries. . . . . . . . . . . . .. 10–11

10 .2 .2.. Agroclimatology.of.groundnut. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–1110 .2 .2 .1.. Rainfall.or.soil.moisture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–1110 .2 .2 .2.. Growth.stages.and.water.use. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–1210 .2 .2 .3.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–1310 .2 .2 .4.. Thermal.time.or.accumulated.heat.unit.requirements.of.groundnut. . . .. 10–1610 .2 .2 .5.. Photoperiod.or.day.length. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–1610 .2 .2 .6.. Saturation.deficit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–17

10 .2 .3.. Further.background.information.on.groundnut. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–1710 .2 .3 .1.. Relationship.between.diseases.and.weather. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–1710 .2 .3 .2.. Insect.pests. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–20

10 .2 .4.. Management.aspects.of.groundnut.in.various.environments. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–2010 .2 .4 .1.. Protection.measures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–2010 .2 .4 .2.. Improvement.measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–21

10 .2 .5.. User.requirements.for.agrometeorological.information.on.groundnut. . . . . . . . . . .. 10–2310 .2 .6.. Agrometeorological.services.for.groundnut. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–24

10 .3.. Agrometeorology.and.maize.production. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–2510 .3 .1.. Importance.of.maize.in.various.climates.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–25

10 .3 .1 .1.. Importance.of.maize.in.the.United.States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–2510 .3 .1 .2.. Yield.gap.and.yield.potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–2610 .3 .1 .3.. Maize.production.profile.by.region.in.the.developing.world. . . . . . . . . .. 10–26

10 .3 .2.. Agroclimatology.of.the.crop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–2610 .3 .3.. Basic.management.aspects.of.the.crop.in.various.environments. . . . . . . . . . . . . . .. 10–2810 .3 .4.. Other.background.information.on.the.crop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–30

10 .3 .4 .1.. Growth.stage.monitoring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3010 .3 .4 .2.. Growth.monitoring.–.an.illustration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3010 .3 .4 .3.. Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–30

10 .3 .5.. Some.management.details. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3110 .3 .6.. User.requirements.for.climate.information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–32

10 .3 .6 .1.. Information.to.cope.with.climatic.risk.for.maize.production. . . . . . . . . .. 10–3210 .3 .7.. Examples.of.agrometeorological.services.related.to.this.crop . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–34

10 .4.. Agrometeorology.and.pearl.millet.production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3610 .4 .1.. Importance.of.pearl.millet.in.various.climates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3610 .4 .2.. The.influences.of.agroclimatological.variables.on.pearl.millet.. . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–36

10 .4 .2 .1.. Rainfall. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3710 .4 .2 .2.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3710 .4 .2 .3.. Day.length/photoperiod.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3810 .4 .2 .4.. Solar.radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–3810 .4 .2 .5.. Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–39

10 .4 .3.. Management.aspects.of.pearl.millet.in.various.environments . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–39

CONTENTS xiii

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10 .4 .4.. Other.background.information.on.pearl.millet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4210 .4 .4 .1.. Drought.tolerance.mechanisms.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4210 .4 .4 .2.. Diseases,.pests.and.weeds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4210 .4 .4 .3.. Insects.and.pests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–43

10 .4 .5 ... User.requirements.for.agrometeorological.information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4410 .4 .6 ... Agrometeorological.services.related.to.pearl.millet.in.Africa.and.India. . . . . . . . . . .. 10–45

10 .4 .6 .1.. Africa:.Example.1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4510 .4 .6 .2.. Africa:.Example.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10–4610 .4 .6 .3.. India. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4610 .4 .6 .4.. India:.Example.1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4610 .4 .6 .5.. India:.Example.2.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–47

10 .5.. Agrometeorology.and.potato.production. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4710 .5 .1.. Importance.of.potato.in.various.climates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4710 .5 .2.. Agroclimatology.of.potato.(and.some.management.aspects) . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–48

10 .5 .2 .1.. Air.temperature,.solar.radiation.and.photoperiod. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–4810 .5 .2 .2.. Soil.temperature.and.soil.temperature.management . . . . . . . . . . . . . . .. 10–5110 .5 .2 .3.. Atmospheric.humidity,.wind.and.wind..management. . . . . . . . . . . . . . .. 10–5310 .5 .2 .4.. Crop.evapotranspiration.and.irrigation.requirements. . . . . . . . . . . . . . .. 10–5410 .5 .2 .5.. Soil.moisture.requirements.and.irrigation.management. . . . . . . . . . . . .. 10–5510 .5 .2 .6.. Irrigation.scheduling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–56

10 .5 .3.. Other.background.information.on.potato.(yield,.quality).response.to.irrigation... management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–56

10 .5 .3 .1.. Assuring.tuber.grade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–5710 .5 .3 .2.. Assuring.internal.tuber.quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–57

10 .5 .4.. Other.management.aspects.of.potato.(irrigation.and.microclimate.interaction.. with.potato.diseases.and.pests). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–58

10 .6 .. Agrometeorology.and.rice.production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–5910 .6 .1.. Importance.of.rice.in.various.climates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–59

10 .6 .1 .1.. Importance.of.rice.in.tropical.Asia .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 10–5910 .6 .2.. Agroclimatology.of.rice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–61

10 .6 .2 .1.. Rice.production.ecosystems.and.main.climate-related.problems. . . . . . .. 10–6110 .6 .2 .2.. Influence.of.critical.climate.and.weather.variables.on.growth.and . . . . ... yield. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–67

10 .6 .3.. Other.background.information.on.rice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7010 .6 .3 .1.. Climatic.variability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7010 .6 .3 .2.. Climate.change . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–70

10 .6 .4.. Management.aspects.of.rice.in.various.environments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7310 .6 .4 .1.. Adaptive,.protective.and.improvement.measures. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7310 .6 .4 .2.. Protection.measures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–75

10 .6 .5.. User.requirements.for.agro.meteorological.information.on.rice . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7710 .6 .5 .1.. Rice.climate.zones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7810 .6 .5 .2.. Irrigated.lowland.rice.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7810 .6 .5 .3.. Rainfed.lowland.rice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7810 .6 .5 .4.. Biotic.risks.and.weather.hazards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7910 .6 .5 .5.. Forecast-based.weather.advisories.for.rice.farming.operations . . . . . . . .. 10–7910 .6 .5 .6.. Agrometeorological.forecasting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7910 .6 .5 .7.. Phenological.forecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–7910 .6 .5 .8.. Yield.forecasts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8010 .6 .5 .9.. Biometeorological.models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8110 .6 .5 .10..Field-level.data.series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8110 .6 .5 .11..Use.of.forecast.weather.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–81

10 .6 .6.. Agrometeorological.services.relating.to.rice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8110 .6 .6 .1.. Agrometeorological.extension.for.rice.farmers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–81

10 .7. Agrometeorology.and.sorghum.production. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8210 .7 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8210 .7 .2.. Agroclimatology.of.sorghum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–84

10 .7 .2 .1.. Rainfall.–.water.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8410 .7 .2 .2.. Photoperiodism.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–85

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.xiv

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10 .7 .2 .3.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8510 .7 .3.. Other.background.information.on.sorghum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8610 .7 .4.. Management.aspects.of.sorghum.in.various.environments. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8710 .7 .5.. User.requirements.for.climate.information.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–8810 .7 .6.. Examples.of.agrometeorological.services.relating.to.sorghum. . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–89

10 .8.. Agrometeorology.and.wheat.production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9110 .8 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–91

10 .8 .1 .1.. Classification.of.wheat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9110 .8 .1 .2.. Adaptation.of.wheat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–92

10 .8 .2. Influences.of.agroclimatological.variables.on.wheat.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9210 .8 .2 .1.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9410 .8 .2 .2.. Precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9510 .8 .2 .3.. Photoperiodism.and.solar.radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9610 .8 .2 .4.. Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–96

10 .8 .3.. Management.aspects.of.wheat.production.in.various.climates . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9610 .8 .3 .1.. Planting.date,.seeding.rate.and.plant.density. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9610 .8 .3 .2.. Soil.fertilization.and.plant.nutrition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9710 .8 .3 .3.. Tillage.and.residue.cover.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9710 .8 .3 .4.. Cropping.systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9710 .8 .3 .5.. Weed,.disease.and.pest.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–98

10 .8 .4.. User.requirements.for.agrometeorological.information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–9810 .8 .4 .1.. Use.of.agrometeorological.data.in.simulation.models.and.decision... support.systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .10–98

10 .8 .5.. Examples.of.agrometeorological.services.relating.to.wheat. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–99

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10–100

CHAPTER 11. APPLICATIONS OF METEOROLOGY FOR FORESTRY AND NON-FOREST TREES . . . 11–1

11 .1.. Introduction. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .11–111 .2.. Climate.and.weather.analysis.for.forestry.and.non-forest.tree.operations . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–1

11 .2 .1.. Tree.response.to.meteorological.elements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–111 .2 .1 .1.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–111 .2 .1 .2.. Radiation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–211 .2 .1 .3.. Humidity.and.precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–311 .2 .1 .4.. Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–511 .2 .1 .5.. Photoperiod. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–8

11 .2 .2.. Pests.and.diseases.in.relation.to.weather. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–811 .2 .2 .1.. Moisture.(humidity,.dew,.rain,.snow,.sleet). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–911 .2 .2 .2.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–911 .2 .2 .3.. Radiation.(light,.day.length,.cloudiness,.lightning). . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1011 .2 .2 .4. Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1011 .2 .2 .5.. Selected.simulation.models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–10

11 .2 .3.. Weather.hazards.to.forest.and.non-forest.trees. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1211 .2 .3 .1.. Snow.and.ice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1211 .2 .3 .2.. Temperature.extremes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1311 .2 .3 .3.. Windthrow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1311 .2 .3 .4.. Flooding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1411 .2 .3 .5.. Other.biophysical.controls.affecting.forest.growth. . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–14

11 .2 .4.. Tree.nursery.location.and.operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1611 .2 .4 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1611 .2 .4 .2.. Location,.design.and.equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–1611 .2 .4 .3.. Operations.and.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–17

11 .2 .5.. Applications.of.meteorology.and.climatology.for.forestry.and.non-forest.tree.. operations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .11–1811 .2 .6.. Prescribed.burning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2011 .2 .7.. Implications.of.climate.change.for.forestry.production.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–21

11 .3.. Meteorological.observations.for.forestry.applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–22

CONTENTS xv

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11 .3 .1.. Measurement.of.wind.and.precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2211 .3 .1 .1.. Wind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2211 .3 .1 .2.. Precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–22

11 .3 .2.. Specialized.observations.for.orchard.pest.and.disease.management. . . . . . . . . . . .. 11–2311 .3 .3.. Specialized.fire.weather.observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–24

11 .3 .3 .1.. Weather.data.for.fire.management... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2411 .3 .3 .2.. A.specialized.fire.weather.network. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–24

11 .4 ... Computer.simulation.models.applied.to.forestry.and.non-forest.trees. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2411 .4 .1.. Growth.and.production.models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–25

11 .4 .1 .1.. Canopy.process.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2511 .4 .1 .2.. Hydrological.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2611 .4 .1 .3.. Soil.decomposition.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2711 .4 .1 .4.. Phenology.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2811 .4 .1 .5.. Population.models.(single-tree,.gap-phase.dynamics) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11–2811 .4 .1 .6.. Disturbance.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–2911 .4 .1 .7.. Biogeography.models.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3011 .4 .1 .8.. Biodiversity.and.habitat.models.(including.riparian.systems). . . . . . . . . .. 11–3111 .4 .1 .9.. Carbon.budget.models .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11–3211 .4 .1 .10..Applications.to.agroforestry.and.non-forest.trees. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–32

11 .4 .2.. Management.models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3311 .4 .2 .1.. Growth.and.yield.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3311 .4 .2 .2.. Fire.ecology.and.fuels.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3411 .4 .2 .3.. Insect.pest.management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3511 .4 .2 .4.. Storm.damage.control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3511 .4 .2 .5.. Habitat,.biodiversity.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3511 .4 .2 .6.. Soil.erosion.assessment.and.control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3511 .4 .2 .7.. Regeneration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3511 .4 .2 .8.. Climate.change.impacts.and.adaptation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–35

11 .4 .3.. Fire.weather.applications.and.models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3611 .4 .3 .1.. Fire.danger.rating.and.fire.behaviour.prediction. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3611 .4 .3 .2.. An.evolving.fire.danger.rating.system. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3711 .4 .3 .3.. High-resolution.fire.danger.rating. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3711 .4 .3 .4.. Fire.behaviour.prediction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–37

11 .5.. Fuel.state.assessment.for.forest,.bush.and.grass.fires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3811 .5 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3811 .5 .2.. Weather-related.elements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–3911 .5 .3.. Grassland.fuel.state.assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–40

11 .5 .3 .1.. Growth.of.fuel.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4011 .5 .3 .2.. Initial.measurement.practices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4211 .5 .3 .3.. Weighing.methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4211 .5 .3 .4.. Satellite-derived.vegetation.indices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4211 .5 .3 .5.. Use.of.fields.of.solar.radiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4311 .5 .3 .6.. Estimating.dead.fuel.moisture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–43

11 .5 .4.. Forest.fuel.state.assessment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4311 .5 .4 .1.. Keetch–Byram.index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4311 .5 .4 .2.. Tasmanian.soil.dryness.index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4411 .5 .4 .3.. The.Palmer.index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4411 .5 .4 .4.. Other.methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–44

11 .5 .5.. Treatment.of.fuel.state.after.precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4511 .5 .5 .1.. Grassland.fuel.moisture.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4511 .5 .5 .2.. Forest.fuel.moisture.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–45

11 .5 .6.. Discussion.of.climate-based.indices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4611 .5 .6 .1.. Historical.perspective. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4711 .5 .6 .2.. Canadian.system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4711 .5 .6 .3.. United.States.system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4811 .5 .6 .4.. Australian.system. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–4911 .5 .6 .5.. Comparison.of.fire.danger.rating.systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–51

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.xvi

Page

11 .5 .7.. Phenomena.associated.with.fires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–5111 .5 .7 .1.. Curing.of.fuel.by.radiation.from.ongoing.fires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–5111 .5 .7 .2.. Topography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–5111 .5 .7 .3.. Spotting.and.low-level.jet.streams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–5211 .5 .7 .4.. Fire.whirlwinds. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–5211 .5 .7 .5.. Smoke.production.and.smoke.management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–53

11 .5 .8.. Conclusion.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–54

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11–55

CHAPTER 12. WEATHER AND CLIMATE AND ANIMAL PRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12–1

12 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–112 .1 .1.. Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–112 .1 .2.. Applications.of.biometeorological.information.for.rational.planning,.design... and.management. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 12.–3

12 .1 .2 .1.. Characterization.of.the.environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–312 .1 .2 .2.. Characterization.of.farm.animal.performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–412 .1 .2 .3.. Decision-making. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–6

12 .2.. Applications.for.farmers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–812 .2 .1.. Animal.traits.and.physiological.responses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–8

12 .2 .1 .1.. Traits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–812 .2 .1 .2.. Response.to.stress. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–9

12 .2 .2.. Reducing.impacts.of.climate.on.livestock.production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–912 .2 .2 .1.. Site.selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–1012 .2 .2 .2. Windbreaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–1012 .2 .2 .3.. Shades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–1012 .2 .2 .4.. Partially.or.totally.enclosed.shelters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–1112 .2 .2 .5.. Genetic.improvement.for.adaptation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–12

12 .2 .3.. Environmental.modification.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–1212 .2 .4.. Forage.and.pasture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–14

12 .3.. Reducing.impacts.of.livestock.production.on.climate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–14

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12–16

CHAPTER 13. APPLICATION OF AGROMETEOROLOGY TO AQUACULTURE AND FISHERIES . . . . 13–1

13 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–113 .2.. Capture.fisheries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–113 .3.. Aquaculture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–1

13 .3 .1.. Pond.culture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–213 .3 .2.. Flow-through.systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–213 .3 .3.. Open-water.culture.methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–313 .3 .4.. Water-reuse.systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–3

13 .4.. Climate,.weather.and.hydrology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–413 .4 .1.. Precipitation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–413 .4 .2.. Evaporation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–413 .4 .3.. Overland.flow.and.runoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–513 .4 .4. Hydroclimate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .13–613 .4 .5.. Water.budgets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–7

13 .5. Climate,.weather.and.water.quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–813 .5 .1.. Solar.radiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–813 .5 .2.. Water.temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–1213 .5 .3.. Winterkill .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 13–1513 .5 .4.. Thermal.stratification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–1513 .5 .5.. Rainfall.and.water.quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–1813 .5 .6. Wind. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–1913 .5 .7.. Barometric.pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–21

CONTENTS xvii

Page

13 .6.. Research.needs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–2113 .7.. Application.of.agrometeorology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–2113 .8... Education.needs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–22

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 13–23

CHAPTER 14. AGROMETEOROLOGICAL ASPECTS OF DESERTIFICATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14–1

14 .1.. Introduction:.desertification.and.WMO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .14–114 .2.. A.global.survey.of.desertification.and.its.causes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–2

14 .2 .1.. Drylands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–214 .2 .2.. Causes.of.desertification.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–414 .2 .3.. Distribution.of.areas.affected.by.desertification.and.relative.importance.of... causes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .14–5

14 .3.. Dryland.surface.climate.and.agrometeorological.practice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–814 .3 .1.. Understanding.the.dryland.surface.climate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–8

14 .3 .1 .1. Water.in.the.surface.environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–814 .3 .1 .2.. Energy.in.the.surface.environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–914 .3 .1 .3.. Momentum.in.the.surface.environment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–9

14 .3 .2.. Application.of.agrometeorological.practices.to.the.surface.environment. . . . . . . . .. 14–1014 .4.. Rangeland.management.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–1214 .5.. Measures.of.desertification.and.related.techniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–1414 .6.. Activities.relating.to.drought.and.desertification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–16

14 .6 .1.. International.activities:.the.role.of.WMO.in.the.UNCCD.and.the.United.Nations... International.Strategy.for.Disaster.Reduction.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14.–1614 .6 .2. Meteorological.observing.networks.and.monitoring.of.drought.and.. desertification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14.–1714 .6 .3.. Research. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–1714 .6 .4.. Capacity-building.and.transfer.of.knowledge.and.technology. . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–1814 .6 .5.. Application.of.agrometeorological.science.and.methods.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–1914 .6 .6.. Drought.preparedness.and.early.warning.systems.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–19

14 .6 .6 .1.. Role.of.WMO.and.drought.preparedness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–2014 .6 .6 .2. Early.warning.systems .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 14–20

14 .6 .7.. WMO,.desertification.and.the.future. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–22

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–23

CHAPTER 15. AEROBIOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15–1

15 .1.. Introduction. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 15–115 .2. Types.of.service.to.be.provided.to.users . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–215 .3. Data.and.models.available.for.use.by.aerobiologists. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–2

15 .3 .1.. Remote-sensing.data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–315 .3 .2.. Vertical.mixing.and.dispersion.models .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 15–415 .3 .3.. Additional.data.required. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–5

15 .4.. Scales.on.which.to.consider.aerobiological.problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–615 .4 .1.. Microscale.transport. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–615 .4 .2. Mesoscale.transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–715 .4 .3.. Macroscale.transport.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–7

15 .5.. Examples.of.aerobiological.modelling.–.spore.transport. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–815 .5 .1.. Production.(P).of.spores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–815 .5 .2.. Escape.(E).of.spores.from.the.canopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–915 .5 .3.. Turbulent.transport.(T).and.dilution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–1015 .5 .4.. Survival.(S).of.spores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–1115 .5 .5.. Deposition.(D).of.spores.onto.plants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–12

15 .6.. Air.pollution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–1215 .7.. Special.considerations.for.flying.organisms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15–13

REFERENCES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14–14

GUIDE.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.PRACTICES.xviii

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CHAPTER 16. APPLICATIONS OF CLIMATIC RESOURCES IN MOUNTAINOUS REGIONS . . . . . . . 16–1

16 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–116 .2.. Why.is.the.climate.different.in.mountainous.regions?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–116 .3.. Meteorological.variables.in.mountainous.regions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–3

16 .3 .1.. Incoming.solar.radiation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–316 .3 .1 .1.. Facing.the.sun. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–316 .3 .1 .2.. Atmospheric.transmissivity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–416 .3 .1 .3.. Beneficial.use.of.knowledge.on.incoming.solar.radiation.in... mountains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–4

16 .3 .2.. Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–616 .3 .2 .1.. Temperature.versus.altitude. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–616 .3 .2 .2.. Frost.events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .16–616 .3 .2 .3.. Daily.temperature.range.and.thermoregulating.agents. . . . . . . . . . . . . .. .16–816 .3 .2 .4.. Beneficial.use.of.knowledge.on.mountain.temperature.. . . . . . . . . . . . .. .16–9

16 .3 .3.. Rainfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–1116 .3 .3 .1.. Rainfall.processes.in.mountainous.regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–1116 .3 .3 .2.. Rainfall,.altitude.and.orography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–1216 .3 .3 .3.. Monitoring.rainfall.in.mountainous.regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–1416 .3 .3 .4.. Beneficial.use.of.knowledge.of.rainfall.in.mountainous.regions. . . . . . . .. 16–16

16 .3 .4.. Atmospheric.humidity.and.foehn.effect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–1716 .4.. Application.of.knowledge.about.spatio-temporal.climate.variability.in.mountainous. . . . . . . ......................regions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..........16–19

16 .4 .1.. Influence.of.climate.on.soil.formation:.A.case.study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–1916 .4 .2.. Soil.erosion.in.mountains:.a.case.study. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–22

16 .5.. Risk.associated.with.mountain.climatic.resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–2616 .6.. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–28

REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16–29

CHAPTER 17. COMMUNICATING AGROCLIMATOLOGICAL INFORMATION, INCLUDING FORECASTS, FOR AGRICULTURAL DECISIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17–1

17 .1.. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–117 .2.. Use.of.climate.information.in.agriculture:.framing.the.decision.problem. . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–1

17 .2 .1. Communication.channels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–317 .2 .2. Capacity.development.for.effective.communication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–4

17 .3. Experience.from.extension.services:.key.lessons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–517 .3 .1. The.Climate.Field.School.concept:.setting.the.context.for.effective... communication. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .17–617 .3 .2. The.necessity.of.training.the.trainers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–717 .3 .3. Off-farm.planning.and.decision-making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–817 .3 .4. Linking.the.decision-making.calendar.to.the.agroclimatic.calendar:.seasonality... of.climate,.practices.and.decision-making.inputs.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .17–8

17 .4. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–9

ANNEX.–.Climate.Field.School.programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–12REFERENCES.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17–13

APPENDIX.I.- BIBLIOGRAPHY.OF.LITERATURE.ON.AGRICULTURAL.METEOROLOGY. . . . . . . . . . . . . ...........App-I

APPENDIX.II.- LIST.OF.PERIODICALS.OF.INTEREST.TO.AGRICULTURAL.METEOROLOGISTS . . . . . . . ..........App-II

APPENDIX.III.-.LIST.OF.INTERNATIONAL.ORGANIZATIONS.OF.INTEREST.TO.AGRICULTURAL.. METEOROLOGISTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .........App-III

APPENDIX.IV.- LIST.OF.AGRICULTURAL.METEOROLOGICAL.SOCIETIES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .........App-IV