試論自動氣象站在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的運用

寧文凱

摘要：在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程之中，不利的天氣氣候、農(nóng)業(yè)設(shè)施耕地不當(dāng)?shù)榷伎赡軙?dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。我國的氣象探測技術(shù)發(fā)展非常迅速，自動氣象站的應(yīng)用領(lǐng)域也變得越來越廣泛，如今已經(jīng)不再局限于氣象站的天氣觀測，在其他行業(yè)中的運用也得到了廣泛運用。在中介紹了自動氣象站的優(yōu)勢，并就國內(nèi)外自動氣象站的運用現(xiàn)狀進行了介紹，提出了自動氣象站設(shè)備可能出現(xiàn)的問題，并且就其未來發(fā)展進行了展望。

關(guān)鍵詞：自動氣象站；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域；應(yīng)用

伴隨著時代的進步，人們對于氣象的重視程度逐步提高、關(guān)注越來越密切，很多地面氣象觀測站都已經(jīng)轉(zhuǎn)變成為了自動觀測或者是半自動觀測。相信，伴隨著氣象事業(yè)的快速發(fā)展，人工站將會越來越少，各種新型的自動氣象站將會應(yīng)用的越來越廣泛。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，自動氣象站所發(fā)揮出來的作用越來越重要，可以更好地監(jiān)測各種氣象數(shù)據(jù)，彌補了常規(guī)氣象站的不足，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了更加強有力的依據(jù)。

一、自動氣象站的優(yōu)勢

自動氣象站作為一種可以自動觀測與存儲氣象觀測數(shù)據(jù)的設(shè)備。一個自動氣象站就是一個小型的自動氣象觀測系統(tǒng)，同時，還可以利用通信線路連接一個中心站與若干個自動氣象站而組成一個自動氣象站網(wǎng)，而自動氣象站網(wǎng)又能夠組成更加龐大的自動觀測系統(tǒng)，進而開展更加廣泛的氣象監(jiān)測[1]。

和傳統(tǒng)的人工氣象站相比，自動氣象站不會因為降雪、洪水等各種極端天氣而出現(xiàn)缺測的情況。與此同時，自動氣象站會在同一時刻進行檢測，并且二十四小時不間斷。在數(shù)據(jù)量測量上，自動氣象站可以提供更多的測量數(shù)據(jù)。并且，通過自動氣象站所獲得的數(shù)據(jù)可以有效地避免觀測員因為一些特別原因而導(dǎo)致出現(xiàn)的誤差以及觀測時間不同所帶來的誤差。同時自動氣象站在運用的過程之中，不會受到人生存條件帶來的限制，只需要考慮到儀器的性能。特別是在應(yīng)急服務(wù)之上，自動氣象站不會受到時間、地點帶來的限制，可以及時、大范圍的提供所需要的數(shù)據(jù)，進而進行氣象測報。

二、自動氣象站應(yīng)用現(xiàn)狀分析

（一）國外自動氣象站應(yīng)用現(xiàn)狀

自從20世紀80年代以來，美國、日本以及芬蘭等諸多國家開始大量的使用自動氣象站。與國內(nèi)的氣象站相比，國外的技術(shù)更加的成熟，并且國外的自動氣象站所使用的傳感器技術(shù)更加的先進，可以開展相當(dāng)精確與穩(wěn)定的監(jiān)測。同時國外的自動氣象站中不僅僅是裝備了常規(guī)的傳感器，同時還有土壤濕度、能見度、云等各種要素的傳感器出現(xiàn)。自動氣象站不僅僅可以對普通的大氣環(huán)境條件進行監(jiān)測并提供給氣象部門來進行天氣預(yù)報，同時在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等行業(yè)之中也有著相當(dāng)廣泛的運用。利用自動氣象站所獲得的各種數(shù)據(jù)，通過分析對植物水分需求進行評估研究，進而實現(xiàn)對植物生長供水的有效控制與調(diào)節(jié)。德國所生產(chǎn)的T-Warner產(chǎn)品，利用物聯(lián)網(wǎng)且不需要使用信息中心，只需要在有網(wǎng)絡(luò)的地方就能夠查看現(xiàn)場實施數(shù)據(jù)，并且能夠在網(wǎng)絡(luò)之上設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)。同時T-Warner能夠擴展連接多達120種傳感器。因此，用戶能夠根據(jù)自己的具體需求，裝備上相應(yīng)的傳感器來實現(xiàn)對相應(yīng)的參數(shù)的監(jiān)測。針對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，T-Warner專門制定出了植物疾病預(yù)防模塊，因為在不同的環(huán)境中，植物可能會出現(xiàn)不同的疾病，所以通過T-Warner自動氣象站可以對各種植物疾病進行有效的預(yù)防與控制。類似的自動氣象站在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用有很多，國外已經(jīng)在在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域之中積累了很多自動氣象站應(yīng)用的經(jīng)驗，并且已經(jīng)具備了較為成熟的設(shè)備以及技術(shù)。

（二）自動氣象站在國內(nèi)的應(yīng)用

與國外的自動氣象站發(fā)展相比，國內(nèi)落后很多年，同時我國作為世界上氣候變化較大的地區(qū)之一，氣象災(zāi)害的發(fā)生頻率也相當(dāng)?shù)母?。因此，對于自動氣象站的需求非常強烈，伴隨著科研力量的投入以及相關(guān)企業(yè)與技術(shù)的快速發(fā)展，國產(chǎn)自動氣象站不斷問世，雖然在傳感器等各種硬件設(shè)備技術(shù)以及數(shù)據(jù)傳輸上與發(fā)達國家的差距較大。但是取得的這些成就充分代表了我國在自動氣象站領(lǐng)域中的突破與發(fā)展，并且已經(jīng)逐步地擺脫了完全依賴于進口的情況。我國自行研發(fā)的自動氣象站在農(nóng)業(yè)以及水利等諸多領(lǐng)域都有了較為廣泛的運用。特別是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，通過在田間地頭設(shè)置自動氣象站，監(jiān)測植物生長所需要的各種環(huán)境要素，例如氣壓、溫度、濕度、雨量以及風(fēng)向和風(fēng)速等等。利用GPRS無線傳播的方式，將所收集到的各種數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶，進而為指導(dǎo)農(nóng)戶的實際生產(chǎn)操作、防災(zāi)減害、提高農(nóng)作物產(chǎn)量以及質(zhì)量提供良好的基礎(chǔ)。如在河北滄州，其金絲小棗是很有名的特產(chǎn)，但是其生長的過程之中對空氣濕度條件有著較高的要求。為此，農(nóng)戶通過布置自動氣象站看，并為自動氣象站設(shè)置濕度閥值，將達到預(yù)警值的時候，農(nóng)戶可以第一時間收到報警，進而及時采取合理的補救措施，將損失降到最小，進而實現(xiàn)利益最大化。在國內(nèi)很多地方都開始運用小型自動氣象站，以此來對植物的生長環(huán)境進行有效監(jiān)控，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)提供了巨大的支持。

三、自動氣象站運用中常見問題與排除措施

（一）主控微機通信出現(xiàn)問題

如果在運行采集器通信軟件中，出現(xiàn)了信道錯誤的提示，通常情況下是因為通信問題所導(dǎo)致的，一般進行處理的時候就是將軟件關(guān)閉，并對通信線路進行檢查，并將采集器上以及計算機后的長線驅(qū)動進行拆除，并觀察通信是否正常進行。還有一種可能是通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了故障，如果是氣象局網(wǎng)絡(luò)或者是通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，也會導(dǎo)致不能夠正常通信，此時需要與網(wǎng)絡(luò)中心管理人員或者是網(wǎng)絡(luò)運營商進行及時聯(lián)絡(luò)解決問題。

（二）采集器故障

采集器是自動氣象站的重要組成部分，所有的原始數(shù)據(jù)都是在這里處理的，并將處理之后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C上進行顯示。如果是出現(xiàn)了故障，那么所有的項目都會出現(xiàn)缺測的情況，因此對采集器的維護是非常重要的[2]。在平時，需要注重檢查采集器的工作狀態(tài)，并要保持采集器的整潔，確保上面沒有覆蓋物。如果發(fā)現(xiàn)采集器上的時間的秒燈在不斷地進行閃爍，那么就代表了采集器的主芯片處于死機狀態(tài)下。此時，重新開機就能解決，如果重新開機不能夠解決，那么就需要更換采集器，同時，還需要將采集器雨量顯示恢復(fù)為0，防止出現(xiàn)人為增加雨量值的情況。

四、結(jié)語

隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)作為一種新興產(chǎn)業(yè)，在國內(nèi)已經(jīng)有了相當(dāng)廣泛的運用。同時，從設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展來看，其所帶來的經(jīng)濟效益以及社會效益都是不可估量的。如今，設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)中的重要組成部分。在我國，日光溫室面積正在快速的增長，并且已經(jīng)成為了當(dāng)前越冬蔬菜種植的重要措施。但是溫室內(nèi)部環(huán)境的變化仍然會在一定程度上受到外部天氣變化的影響，特別是低溫寡照、大風(fēng)、暴雪、強降溫等災(zāi)害天氣帶來的影響尤為強烈。因此，對設(shè)施農(nóng)業(yè)進行氣象條件監(jiān)測，對于提高設(shè)施農(nóng)業(yè)的安全性以及生產(chǎn)效率是非常重要的。小型自動氣象站就是為了適應(yīng)設(shè)施農(nóng)業(yè)的強烈需求所研制出來的。但是，當(dāng)前專門針對社會農(nóng)業(yè)的專業(yè)化自動氣象站當(dāng)前還在摸索之中，真正進行實用的還較少。當(dāng)前全國各地氣象系統(tǒng)在野外布置了很多很多的小型自動氣象站，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了支持，但是適用于野外的手持式自動氣象站在溫室內(nèi)這種高濕、高溫環(huán)境中的可靠性與穩(wěn)定性還難以得到保障。因此，相信在未來，自動氣象站的主要研究方向?qū)性谠O(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候觀測的領(lǐng)域之中。

參考文獻

[1]李雁，李峰，趙志強，等.中國區(qū)域自動氣象站運行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)[J].氣象科技，2013，（02）：231-235+277.

[2]周青，梁海河，李雁，等.自動氣象站故障分析排除方法[J].氣象科技，2012，（04）：567-570.