農田小氣候是農田土壤-植物-大氣所構成的連續體（或稱 SPA系統）中各組成部分之間物質輸送和能量轉換的*終體現。在這個連續體（或系統）中，作物的生長發育和農業技術措施作用的充分發揮，需要有適宜的農田小氣候條件；同時，作物的生長發育狀況和農業技術措施也反過來影響農田小氣候。農田小氣候它們互為條件、互相制約。這就決定了農田小氣候形成和變化有其本身特有的物理學和生物學基礎。
物理學基礎
農田輻射輸送和湍流交換兩者因地、因時、因天氣條件和大氣物理狀況而發生的變化，是導致農田熱量平衡各分量相應改變，從而引起農田小氣候變化的基本原因。參與農田輻射輸送的有太陽輻射和大氣輻射的各種輻射形式，在輸送過程中不同形式的輻射收支差額,構成農田輻射平衡,相應地決定了農田熱量平衡，并影響到農田中的空氣溫度與濕度、土壤溫度與濕度，以及二氧化碳濃度等多種農業氣象要素的量值。農田湍流交換的起因是熱力和動力共同作用的結果。一般在晴天的白晝，是熱力因素起主導作用，而在夜間和冷季有大風的陰天，則動力因素的作用占首位。農田中的湍流交換，不僅與大氣湍流有密切關系，更與作物層中的溫度和風的分布息息相關，而其中渦旋體的大小、形狀、強度還決定于作物群體結構的特點。它對作物層中熱量、水汽、二氧化碳等的輸送，起決定性作用。不同的湍流結構，可形成作物層中溫度、濕度（見空氣濕度、土壤濕度）、二氧化碳（見二氧化碳與農業）等分布的特殊性。此外，湍流交換對農田微粒如花粉、孢子和污染物質等的輸送也有重要影響。
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