我國農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測現(xiàn)狀與展望

【摘要】農(nóng)業(yè)氣象觀測對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展有著一定影響，其是地面觀測的一項重要業(yè)務(wù)，對提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平有著較大幫助。農(nóng)業(yè)氣象觀測的自動化，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的先進性，其需要利用先進的科技技術(shù)以及氣象監(jiān)測技術(shù)，所以，科技技術(shù)的不斷提升也可以使農(nóng)業(yè)氣象的服務(wù)越來越現(xiàn)代化，提高了其各項業(yè)務(wù)服務(wù)的科學(xué)性與及時性。通過觀測我國農(nóng)業(yè)氣象的變化，可以有效對農(nóng)業(yè)災(zāi)情進行預(yù)測以及防治，有利于緩解自然災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。本文分析了我國農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測的現(xiàn)狀，并對其發(fā)展進行了展望，希望可以為相關(guān)研究人員提供具有參考價值的文獻資料。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)；氣象觀測；自動化；現(xiàn)狀；展望

農(nóng)業(yè)是我國一項重要的產(chǎn)業(yè)，為了增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，我國有關(guān)部門建立了完善的農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng)絡(luò)，并引進專業(yè)的觀測技術(shù)以及資料傳輸方式，這為我國農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)提供基礎(chǔ)的參考資料，有利于農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測的發(fā)展。農(nóng)業(yè)氣象的觀測有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及防災(zāi)救災(zāi)，其利用氣象觀測可以做到防患于未然。農(nóng)業(yè)是我國重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，隨著科技水平的不斷提升，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展也越來越快，對農(nóng)業(yè)氣象觀測也提出了更高的要求，農(nóng)業(yè)氣象部門必須為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供更具針對性的產(chǎn)品，這也需要相關(guān)單位提供高精度的氣象觀測信息，本文分析了我國農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測的現(xiàn)狀，并對氣象自動化觀測進行了展望。

一、我國農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測的現(xiàn)狀

我國農(nóng)業(yè)科技水平在不斷提升，糧食的產(chǎn)量也在不斷提高，農(nóng)業(yè)氣象觀測對農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著較大的影響，氣象觀測部門需要提供高時效、高精準(zhǔn)度的氣象服務(wù)，才能達到糧食增產(chǎn)的效果。農(nóng)業(yè)氣象觀測是地面氣象觀測的重要內(nèi)容，為了提高農(nóng)業(yè)氣象的觀測水平，氣象局對這項業(yè)務(wù)制定的發(fā)展目標(biāo)，調(diào)整了其觀測的項目，并且引進的先進的觀測儀器，這也促進了氣象觀測的自動化。提高氣象自動化觀測的效果，需要建立完善的氣象觀測網(wǎng)，這樣也可以使土壤水分、農(nóng)田氣候以及農(nóng)作物的生長觀測可以更加及時的傳輸在網(wǎng)絡(luò)中。

1、土壤水分觀測自動化

土壤水分對農(nóng)作物的生長影響很大，在不同的季節(jié)中，農(nóng)田中的土壤水分會發(fā)生很大的變化，為了保證農(nóng)作物的健康生長，農(nóng)業(yè)人員一定要通過土壤觀測的結(jié)果對其進行調(diào)整，使土壤的含水量可以滿足農(nóng)作物的生長的需求。所以，農(nóng)業(yè)氣象觀測部門必須保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，這樣才能提高農(nóng)田水分的管理水平。土壤水分的檢測方法很多，氣象部門經(jīng)常用到的有：土鉆法、時域反射法、頻域反射法以及中子儀法等等。土鉆法的操作較為簡單，而且測量的結(jié)果比較準(zhǔn)確，但是采用這種方法任務(wù)比較重，測量人員必須經(jīng)常取土進行測試，比較耗費時間與精力，所以，采用土鉆法不利于實現(xiàn)土壤水分檢測的實時性。時域與頻域反射法具有一定的先進性，時域反射法與頻域反射法在對土壤水分進行測量時需要利用電磁波，通過觀察頻率變化，計算出土壤中的含水量，這種方法不會破壞土壤的土層結(jié)構(gòu)，而且使用的儀器安裝比較簡單。中子儀法由于在測量的時候具有放射性輻射，這極大了限制了其發(fā)展與推廣。

氣象局在對農(nóng)田土壤水分進行檢測時，需要利用多種儀器，這些儀器可以更加及時的反映出土壤的含水量、濕度。在自動土壤水分觀測網(wǎng)中，利用水分傳感器、計算機、數(shù)據(jù)采集器以及網(wǎng)絡(luò)等，可以將檢測到的信息及時反饋到觀測網(wǎng)各站點中。

2、農(nóng)田小氣候觀測

農(nóng)田小氣候是農(nóng)田土壤 植物 大氣所構(gòu)成的連續(xù)體中各組成部分之間物質(zhì)輸送和能量轉(zhuǎn)換的最終體現(xiàn)，它反映了農(nóng)田內(nèi)部的氣象環(huán)境條件。農(nóng)田小氣候觀測可以為農(nóng)作物生長氣候評價、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測和評價、作物病蟲害的動態(tài)監(jiān)測提供數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。

農(nóng)田小氣候觀測對象可分為矮稈和高稈兩類。兩類農(nóng)田小氣候觀測要素相同，層次數(shù)量設(shè)置標(biāo)配為三層，可根據(jù)需要增加層數(shù)。根據(jù)農(nóng)作物的生長特性、農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)和服務(wù)需求，監(jiān)測農(nóng)田不同高度層的溫度、濕度、冠層總輻射、冠層溫度、光合有效輻射、地溫等，還可根據(jù)需求擴充傳感器要素。利用農(nóng)田小氣候觀測資料和自動土壤水分資料，結(jié)合各種氣象指標(biāo)，可動態(tài)監(jiān)測到凍害、高溫、大風(fēng)等主要氣象災(zāi)害。

3、作物生長自動化觀測

目前，中國氣象局沒有對作物生長自動化觀測設(shè)備考核定型，規(guī)?；恼揪W(wǎng)建設(shè)還沒有開始，作物自動化觀測尚未業(yè)務(wù)化運行。但為滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的需求，近年來一些省、市也逐步自行建設(shè)農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測站，并在省內(nèi)組建了自己的自動化觀測網(wǎng)。自動作物長勢觀測系統(tǒng)目前能對小麥、玉米、棉花、水稻等主要糧食作物進行作物發(fā)育期識別，實時提供農(nóng)作物生長發(fā)育與長勢信息。

二、發(fā)展展望

自動化觀測數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用將進一步加強。首先對比分析小麥、玉米、棉花、水稻4種作物主要發(fā)育期的誤差、土壤水分自動化觀測數(shù)據(jù)與人工觀測資料之間的誤差、土壤裸溫與通風(fēng)防輻射罩內(nèi)溫度的差別、作物覆蓋度與葉面積系數(shù)之間的關(guān)系等，探索傳統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)與自動化觀測數(shù)據(jù)之間內(nèi)在關(guān)系。田間小氣候資料將在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測評估和農(nóng)田小氣候與作物發(fā)育的關(guān)系定量分析方面被充分利用。研究覆蓋度資料分析應(yīng)用與作物模型的結(jié)合技術(shù)以及作物發(fā)育期圖像應(yīng)用領(lǐng)域的拓展等。

農(nóng)業(yè)氣象移動觀測將進一步強化。目前農(nóng)業(yè)氣象觀測獲取的數(shù)據(jù)還是針對定點作物及其生長環(huán)境，在區(qū)域范圍上代表性仍顯不足，尤其在一些關(guān)鍵服務(wù)時段，如糧食產(chǎn)量預(yù)測、作物收獲期預(yù)報等，需要更大范圍移動調(diào)查資料作為補充。另外，在災(zāi)害發(fā)生時，來自一線的移動調(diào)查資料對及時抗災(zāi)救災(zāi)、減少災(zāi)害對糧食作物的損害十分寶貴，而目前我國農(nóng)業(yè)氣象的移動觀測能力不足，已有移動調(diào)查資料也沒有很好地發(fā)揮效益?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象觀測應(yīng)該點面結(jié)合，其中業(yè)務(wù)化觀測工作以固定點的自動化觀測資料為主，結(jié)合衛(wèi)星遙感定量反演資料，進行綜合觀測數(shù)據(jù)的時空耦合和同化，實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)作物生長狀況的全面監(jiān)測。

三、結(jié)語

通過分析發(fā)現(xiàn)，我國農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測的項目并不多，但是觀測的內(nèi)容卻比較復(fù)雜，相關(guān)人員不但要對土壤水分進行測量，還要對農(nóng)作物的生長情況進行觀察與分析，同時最重要的還是對氣象的觀測。觀測的準(zhǔn)確性與觀測技術(shù)有很大關(guān)系，我國對土壤水分、農(nóng)作物發(fā)育期的檢測技術(shù)較為成熟，這對實現(xiàn)自動化觀測帶來了一定促進作用。自動化觀測技術(shù)在應(yīng)用的過程中也在不斷的完善與改善，其與地面氣象觀測相比，觀測的內(nèi)容比較復(fù)雜，為了提高觀測的準(zhǔn)確度，相關(guān)部門必須利用現(xiàn)代化的技術(shù)代替人工觀測的方式，這樣也有利于提高觀測的效率。

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