錯綜復(fù)雜的農(nóng)田小氣候常通過農(nóng)田中不同作物群體結(jié)構(gòu)內(nèi)輻射、溫度、濕度、風(fēng)和二氧化碳等農(nóng)業(yè)氣象要素的變化反映其主要特征.在作物生長發(fā)育的盛期（如谷類作物的抽穗期）,這種特征的反映往往更為典型.這是因?yàn)樽魑锶后w結(jié)構(gòu)、農(nóng)田活動層及其邊界層到這時才得到充分發(fā)展,因而由蒸騰作用、光合作用、呼吸作用等生物學(xué)過程所引起的作物與土壤、空氣之間的水汽、二氧化碳等物質(zhì)交換,以及作物層輻射能、熱能的能量轉(zhuǎn)化等物理學(xué)過程,*為旺盛和突出. 

　　光和輻射 太陽光進(jìn)入農(nóng)田作物層中,受到莖葉層層削弱,有些被吸收,有些被反射,部分透過第1層葉片,進(jìn)入第 2層之后又被反射和吸收,部分則經(jīng)過從莖葉空隙直達(dá)地面.作物莖葉對太陽光能進(jìn)行多次反射和吸收.透射的強(qiáng)弱程度與作物本身的生育狀況和群體結(jié)構(gòu)有關(guān),后者也反過來影響作物的生長發(fā)育.

　　在作物生長發(fā)育的盛期,不同高度上單位體積內(nèi)的莖葉表面積數(shù)量表現(xiàn)為上層多、下層少；上層莖葉密集,遮擋了大量的直射光透入下層.莖葉對光能的削弱作用,也是上層顯著,下層較差.總輻射、直接輻射和漫射輻射的鉛直分布趨勢基本相似,都是從上往下遞減,并且都在開始時遞減緩慢,通過枝葉密集的作物群體上層時遞減迅速,到了下層遞減速度又減慢.晴天農(nóng)田各個高度上太陽輻射的日變化基本一致,均為早晚弱而中午強(qiáng)；但是量值變化白天在各個高度上卻存在差異；高度越高光照強(qiáng)度越大,反之則越小. 

　　溫度 農(nóng)田作物層中的空氣溫度,主要決定于作物群體結(jié)構(gòu)內(nèi)不同莖葉層透入太陽輻射和湍流交換（影響水汽和熱量輸送）強(qiáng)弱的對比關(guān)系.在作物群體密度大的情況下,由于作物群體內(nèi)輻射被削弱,作物層內(nèi)白天的空氣溫度與裸地比較相對較低,夜間則相對較高.如作物密度不大,則在其對湍流的削弱作用大于對輻射的削弱作用情況下,作物層中的溫度在夜間就可能相對高些.由于不同作物和不同生育期農(nóng)田小氣候的物理學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)不一,農(nóng)田上溫度的鉛直分布情況有相當(dāng)?shù)牟町?

　　生長發(fā)育初期和后期 在初期,作物莖矮葉小,植株覆蓋面積少且分布稀疏,白天和夜間空氣溫度的鉛直分布幾乎與裸地一樣,即白天呈溫度由地面向上遞減的日射型分布,夜間呈溫度隨高度增加而相應(yīng)上升的輻射型分布.到作物成熟的生長發(fā)育后期,禾谷類作物莖葉枯黃,陽光透達(dá)地面,植株蒸騰減弱,農(nóng)田空氣溫度的鉛直分布又幾乎回復(fù)到生長發(fā)育初期的狀況.水平闊葉作物（如棉花地）的情況有所不同,白天空氣溫度鉛直分布廓線的*高點(diǎn)并不出現(xiàn)在地面,而是在植株頂部的葉面附近,夜間溫度廓線的*低點(diǎn)卻仍在地面. 

　　生長發(fā)育盛期 這一時期,作物封行,枝繁葉茂,形成小氣候的因子變化頻繁,溫度鉛直分布情況也較為復(fù)雜,白天和夜間溫度的分布曲線正好相反.在作物莖葉密集層的上部,亦即鄰近外活動面之外,白天獲得太陽輻射熱量較多,而湍流較弱,蒸騰也較小,溫度鉛直廓線上的*高值就出現(xiàn)在這一部位.到了夜間,農(nóng)田小氣候冷空氣既不能停滯在作物頂部,也不會下沉到作物保護(hù)下的地面,而是積聚在作物層中某一高度上.這一高度既是作物層上表面下沉的冷空氣匯集之處,又是株間空氣受作物本身輻射*顯著的地方.其溫度是鉛直廓線上的*低值,其向上、向下的溫度都是遞增的.白天農(nóng)田內(nèi)溫度廓線上的*低值大多出現(xiàn)在莖葉密集層內(nèi),這是因?yàn)檫@個部位所得到的熱量本來就不如上層多,且大量也消耗在作物蒸騰上,用于提高空氣溫度的熱量相對較少.出現(xiàn)*高值和*低值的部位,一般都有位移現(xiàn)象,即隨著植株高度和密度兩者的增加相應(yīng)抬升.

　　溫度在水田上的分布情況和旱地有異.這種差別在貼近水面的氣層內(nèi),表現(xiàn)得*為明顯.在水田中,白天鉛直分布的特點(diǎn)同旱地一樣,也有一個溫度鉛直分布的*高點(diǎn)處在某高度上.在此高度以上,溫度鉛直分布趨勢同旱地基本相似,也呈日射型分布,但在此高度以下,由于水體蒸發(fā)耗熱和對太陽輻射的減弱作用,溫度呈輻射型分布,類似裸地夜間溫度分布情況.夜間,植株上層空氣雖然較冷,而貼近水面的空氣溫度仍較高,溫度鉛直分布的形式恰與白天相反,即下部呈日射型,上部略呈輻射型. 

　　濕度 農(nóng)田中的空氣濕度狀況主要取決于農(nóng)田蒸散(即土壤蒸發(fā)和植物蒸騰之和)和大氣濕度兩個因素.農(nóng)田作物層內(nèi)土壤蒸發(fā)和植物蒸騰的水汽,往往因?yàn)橹觊g湍流交換的減弱而不易散逸,故與裸地比較農(nóng)田中的空氣濕度一般相對較高. 

　　**濕度 **濕度鉛直分布情況同溫度近似.在植物蒸騰面不大、土壤或水面蒸發(fā)為農(nóng)田蒸散主要組成部分的情況下,農(nóng)田中**濕度的鉛直分布,均呈白天隨離地面高度的增加而減少,夜間則隨高度而遞增的趨勢.在作物生長發(fā)育的盛期,作物莖葉密集,植物蒸騰在農(nóng)田蒸散中占主導(dǎo)地位,**濕度的鉛直分布就有變化.鄰近外活動面的部位,在白天是主要蒸騰面,因而中午時分**濕度高；到了夜間,這一部位常有大量的露和霜出現(xiàn),**濕度就低. 

　　相對濕度 農(nóng)田中相對濕度的鉛直分布比較復(fù)雜,它取決于**濕度和溫度.一般在作物生長發(fā)育初期,不論白天和夜間,相對濕度都是隨高度的升高而降低.到生長發(fā)育盛期,白天在莖葉密集的外活動面附近,相對濕度*高,地面附近次之；夜間外活動面和內(nèi)活動面的氣溫都較低,作物層中各高度上的相對濕度都很接近.生長發(fā)育后期白天的情況和盛期相近,但夜間由于地面氣溫低,*大相對濕度又出現(xiàn)在這里. 

　　水田中濕度鉛直分布相對比較簡單,不論白天和夜間**濕度都隨高度增加而降低；相對濕度在白天和**濕度的分布一致,夜間則相反. 

　　風(fēng) 農(nóng)田中的風(fēng)速與作物群體結(jié)構(gòu)的植株密度關(guān)系很大.由于植株阻擋,摩擦作用使農(nóng)田中的風(fēng)速相對較小.從風(fēng)速的水平分布看,風(fēng)速由農(nóng)田邊行向農(nóng)田中部不斷減弱,*初減弱很快,以后減慢,到達(dá)一定距離后不再變化.從鉛直方向看,風(fēng)速在作物層中莖葉稠密部位受到較大削弱；頂部和下部莖葉**,風(fēng)速較大；離邊行較遠(yuǎn)的地方的作物層下部風(fēng)速較小.