气象观测：要求了解各种气象要素的主要观测仪器、相应的观测方法和常用的记录格式，掌握各种气象要素特别是与水资源密切相关的降水、蒸发、气温等要素的统计分析内容和方法。
水均衡要素观测：通过测定包气带含水率、湿度、水动力参数，确定入渗系数和蒸发系数等。了解各种测试仪器的测试原理，掌握观测及测试方法，能够利用观测得到的资料分析、计算有关水均衡参数。
§1.1气象观测
气象站是进行气象观测的基本机构，也是气象部门对外提供气象信息的基层机构。气象站按不同的标准可分为各种种类。按性质分，有气候站、天气站、农业气象站、航危站、日射站、天气雷达站、海洋气象站、专业（温场、盐场、林场和水库等）气象站、流动气象站（如为跨越长距离的重大活动或体育赛事所设立）等有人气象站，以及无人自动气象站等。按站所的地形特点可以分为高山气象站、海岛气象站、山地气候站等。而按照气象观测资料的处理和交流特征，由气象专门机构主管的气象站又划分成一般气象观测站、基本气象观测站、基准气象观测站、辐射观测站、高空探测站、高空探测交换站、酸雨观测站和天气雷达布点站等。
气象观测一般采用定时观测，即按规定的时次为积累气候资料进行定时气象观测。自动观测项目每天进行24次定时观测；人工观测项目，昼夜守班站每天进行02、08、14、20时四次定时观测，白天守班站每天进行08、14、20时三次定时观测。气象站主要观测项目包括降水、蒸发、气温、地温、日照、风速、风向、湿度、气压等。基准站使用自动气象站后仍然保留每日进行气压、气温、湿度、风向、风速等项目24次人工定时观测。
1.1.1气温和地温
热量资源指农业生产可利用的热量，它来源于太阳辐射，通常用温度指标加以表示，包括大气温度(气温)和土壤温度（地温）。
(1)气温
气温即大气的温度。通常指的是离地面1.5m左右、处于通风防辐射条件下温度表读取的温度。气温是大气热力状况的数量度量。气温的变化特点通常使用平均温度和极端值——绝对最高温度、绝对最低温度来表示，地理位置、海拔高度、气块运动、季节、时间以及地面性质都是影响气温分布和变化的因素。
气温观测采用温度表（计），通常放置于百叶箱内。百叶箱壁用双层百叶木片做成，一面向内倾斜，一面向外倾斜，空气可自由流通。百叶片宽26mm，厚6mm。百叶箱离地面要有一定的高度标准，一般是1.5m左右；箱门朝北，安置在固定的架子上，架底高出地面1.25m。箱门前面安置一个小矮梯。在百叶箱里一般放有温度表(最高温度表、最低温度表)及湿度表等。天气预报中每天报告的最高温度或最低温度，就是根据百叶箱中温度表的观测数据而确定的。
平均气温是空气温度的平均值。因要求不同，故有各种计算方法。在地面气象观测中，一般以一日内各次定时气温观测值的平均值作为日平均气温。按候、旬、月和年等的逐日平均气温的平均值，分别作为候、旬、月和年等的平均气温。当观测资料有多年时，亦可计算出任一指定时段内的历年平均气温，如历年一月平均气温，即是各年一月平均气温的平均值。
最高气温是一定时间或一定空间内空气温度的最高值，例如大陆上一日内最高气温一般出现在14时前后。最低气温是一定时间或一定空间内空气温度的最低值，例如大陆上一日内最低气温一般出现在拂晓前后。
极端气温是极端最高气温与极端最低气温的统称。极端最高气温是指多次最高气温值中的极大值，极端最低气温是指多次最低气温值中的极小值。就一地而言，有候、旬、月、年和历年的极端最高气温和极端最低气温，均由逐日最高、最低气温值中选出。最热月气温指一年中气温最高的月份的各日平均气温的平均值。最冷月气温指一年中气温最低的月份的各日平均气温的平均值。
气温日变化是二日内气温高低的变化，一般指一日中气温的周期性变化。一日内气温最高值与最低值的差称为气温日较差，它反映了一日内气温变化的幅度。气温年变化是一年内气温高低的变化，一般指一年中气温的周期性变化。一年内最热月气温与最冷月气温的差值称为气温年较差，它反映了一年内气温变化的幅度。
温度变幅是气温变化的幅度，有日变幅和年变幅之分。日变幅是指一日内最高气温与最低气温之差，年变幅是指一年内最高气温与最低气温之差。
（2）地温
地温是指地面温度和地中温度。地面温度用地面温度表测定，其感应部分水银管的上半部分暴露在空气中，而下半部分则埋入土壤中；这样测出的温度已不是气温，而是大气与地表结合部的温度状况。地中温度指地表面以下一定深度处的土壤温度，用曲管地温表、直管地温表或插入式地温表测定。气象站一般观测地面以及地面以下5cm，10cm，15cm，20cm，40cm，80cm，160cm和320cm深度的地温，以及地面每天的最高、最低温度。从地面到20cm深度每天观测4次，40cm及以下每天观测一次，因为地下深处地温的日变化很小。
1.1.2降水
降水主要指从云中下降的液态或固态水，如雨、雪、冰雹等。降水量观测项目一般包括测记降雨、降雪、降雹的水量；单纯的雾、露、霜可不测记。必要时部分站还应测记雪深、冰雹直径、降水强度、初霜和终霜日期等特殊观测项目。水量的观测时间以北京时间为准，记起止时间者，观测时间记至分；不记起止时间者，记至小时。每日降水以北京时间8时为日分界，即从昨日8时至今日8时的降水为昨日降水量。降水量为一定时段内，降落在平地上（假定无渗漏、蒸发、流失等）的降水所积成的水层厚度（如为固态降水则须折合成液态水计算），以mm表示。
气象站主要采用雨量器来测定降水量。雨量器由承雨器、储水筒、储水器和器盖等组成，并配有专用量雨杯。雨量器是一个直径20cm的金属圆筒。筒高58cm，分为上下两节，下节高35cm，里面装有一个储水瓶。把储水瓶中的水倒进特制的量杯，就可以知道当日的降雨量（水深）。应用能自记雨量的自记雨量器，可以测量各个时段中降水的强度。雨量器和自记雨量计的承雨器口内径采用200mm，允许误差为0~0.6mm。雨量器的安装高度为0.70m，自记雨量计的安装高度为0.70m或1.20m；杆式雨量器的安装高度不超过3.0m。