短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中的應(yīng)用

王迪 宗曉鴻

【摘? ?要】 短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)能夠?qū)r(nóng)業(yè)地區(qū)的短期氣象變化進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，應(yīng)用短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)防災(zāi)防害能力的主要措施。鑒于此，本文系統(tǒng)分析了短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中的重要性，解析了具體的應(yīng)用方向和優(yōu)化策略。旨在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用短時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)的可行性，乃至精準(zhǔn)測評臨近天氣的動態(tài)波動影響，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量和水平。

【關(guān)鍵詞】 短時(shí)臨近;天氣預(yù)報(bào);農(nóng)業(yè)氣象;服務(wù)應(yīng)用

干旱、雨季是大陸性氣候，多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)存在干旱、洪澇、強(qiáng)降水和對流天氣問題，嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的安全性。而短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)對于小范圍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的氣象測評更為精準(zhǔn)，其農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的質(zhì)量優(yōu)勢更為突出。為此，本文分析了短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中的應(yīng)用方法和優(yōu)化策略，現(xiàn)做如下分析。

1? 短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)概述

短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)，特指在6小時(shí)以內(nèi)，以小范圍區(qū)域內(nèi)0-2小時(shí)為重點(diǎn)的氣象預(yù)測。短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)具有時(shí)間短、分辨率高等特點(diǎn)，對于農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)具有先天優(yōu)勢。預(yù)報(bào)2小時(shí)以內(nèi)的小范圍區(qū)域氣象變化，能夠令當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶及時(shí)應(yīng)對氣候變化，有效預(yù)防威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的惡化天氣。主要預(yù)防的惡化天氣包括：強(qiáng)降水、強(qiáng)對流、能見度、雷暴、冬季暴風(fēng)雪、天空云量等，其中強(qiáng)對流天氣和雷暴是最為重要的短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)重點(diǎn)。

2? 短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中的重要性

農(nóng)業(yè)氣象是研究農(nóng)業(yè)與氣象條件之間規(guī)律和互動關(guān)系的基礎(chǔ)學(xué)科，隸屬于應(yīng)用氣象學(xué)的系統(tǒng)分支。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動必須了解當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的基本變化規(guī)律，才能在全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期內(nèi)，完成對于當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的有效利用，達(dá)到生產(chǎn)目標(biāo)最大化的積極效果。但是在長期天氣預(yù)報(bào)中，雖然描述了整體氣象變化的規(guī)律，仍然很難展現(xiàn)某一時(shí)段的區(qū)域氣象波動。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有效利用光、熱、水、氣等綜合氣象指標(biāo)的同時(shí)，更加需要關(guān)注這些氣象指標(biāo)的短時(shí)效應(yīng)。進(jìn)而才能在宏觀時(shí)域下，解析短時(shí)氣象的微觀特征，合理布局作物御寒、加強(qiáng)栽培管理成效、有效調(diào)節(jié)種植環(huán)境的小氣候，達(dá)到優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣候資源的利用效果。將氣象數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度不斷提高，濃縮至短時(shí)間內(nèi)的氣象波動規(guī)律總結(jié)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)抵御成本，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。由于自然災(zāi)害本身具有時(shí)間短、變化快、風(fēng)險(xiǎn)大、危害性強(qiáng)等顯著特征，因此單獨(dú)依靠長期天氣預(yù)報(bào)，并無法完全避免短時(shí)間的氣象波動影響?；诖?，不斷加強(qiáng)短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)能力，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更為精致的短時(shí)氣候環(huán)境數(shù)據(jù)，將支持農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量逐步攀升，并真正達(dá)到有效預(yù)防惡劣極端天氣的積極效果，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供預(yù)警安全保障。

3? 短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中的應(yīng)用方向

3.1? 應(yīng)用于短時(shí)氣候預(yù)警

短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中，第一種應(yīng)用方向是對于短期內(nèi)的氣候預(yù)測。這種氣候預(yù)測可指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的隨機(jī)調(diào)整，有機(jī)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蝾l段的短時(shí)效應(yīng)，補(bǔ)充臨近節(jié)點(diǎn)的氣候信息，支持農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)對環(huán)境大數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)用。當(dāng)短時(shí)臨近氣候信息傳達(dá)至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶則可以利用氣象服務(wù)信息，重新組織農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，規(guī)避農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料受到極端氣候的被動影響。而實(shí)時(shí)預(yù)測12小時(shí)內(nèi)的環(huán)境氣候數(shù)據(jù)，不僅是一種臨近氣候的變化提示，也是一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案的短時(shí)意識干預(yù)。當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)真正意識到短時(shí)天氣對當(dāng)?shù)刈魑锖驮耘嗟尼槍π杂绊懞?，才能有效結(jié)合第一時(shí)間的氣候數(shù)據(jù)源，積極調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃，降低農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，達(dá)到短時(shí)氣候的預(yù)警應(yīng)用條件和標(biāo)準(zhǔn)。

3.2? 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)

雖然現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化和升級，但是完全忽略短時(shí)環(huán)境波動影響的條件并不具備。一旦農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，遇到了極端短時(shí)惡劣天氣，也會對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生直接威脅。在借助衛(wèi)星云圖、多普勒天氣雷達(dá)之后，可以對強(qiáng)風(fēng)強(qiáng)雨天氣進(jìn)行及時(shí)預(yù)測，在借助農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的情況下，將一手?jǐn)?shù)據(jù)源信息傳播至預(yù)警受災(zāi)農(nóng)業(yè)地區(qū)。而這一氣候播報(bào)速度極快，基本上屬于實(shí)時(shí)播報(bào)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)預(yù)警模式。當(dāng)氣候變化預(yù)測被控制在6小時(shí)以內(nèi)，可大幅降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受災(zāi)比例。當(dāng)氣候變化預(yù)測被控制在2小時(shí)以內(nèi)，幾乎可以避免所有經(jīng)濟(jì)損失。因此，短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)實(shí)質(zhì)上是在與惡劣天氣的動態(tài)變化爭搶時(shí)間，能夠在災(zāi)害來臨之前對其精準(zhǔn)預(yù)測，是應(yīng)用短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)優(yōu)勢，對農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。

3.3? 應(yīng)用于預(yù)測強(qiáng)對流層

強(qiáng)對流天氣特指伴隨雷暴現(xiàn)象的對流性大風(fēng)（風(fēng)速≥17.2m/s）、冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水。強(qiáng)對流天氣的發(fā)生范圍相對較小，預(yù)測難度較高。對于中小尺度天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)提出了更高要求，其輻射面積通常情況下僅為十幾公里，最大不超過三百公里，更為極端的強(qiáng)對流層天氣僅為幾十米的受災(zāi)區(qū)域。而且強(qiáng)對流天氣的生命周期極短，均屬于突發(fā)性天氣，最長不超過十幾小時(shí)，最短僅為一小時(shí)，甚至幾分鐘時(shí)限。那么農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動在遇到強(qiáng)對流天氣時(shí)，則會受到短時(shí)間的氣候波動影響，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。而應(yīng)用短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)，預(yù)測強(qiáng)對流層的氣候變化，可以有效嚴(yán)重垂直風(fēng)切和CAPE大氣對流位能。尤其在午后或傍晚的時(shí)間段內(nèi)，容易對氣象參數(shù)造成一定干擾。次數(shù)以探空數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度為測量指標(biāo)，通過每小時(shí)對地面的線性復(fù)合分析，能夠校準(zhǔn)農(nóng)業(yè)氣象的預(yù)測精準(zhǔn)度。進(jìn)而在強(qiáng)對流天氣變化之前，做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的預(yù)防工作，真正提高農(nóng)業(yè)預(yù)警水平。

4? 有效利用短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)提升農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量的積極策略

4.1? 縮短天氣預(yù)警時(shí)限

雖然短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)能夠?qū)毫拥霓r(nóng)業(yè)氣象變化控制在2小時(shí)以內(nèi)的預(yù)測范圍，但是很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)的應(yīng)對機(jī)制和及時(shí)調(diào)整的效率并未達(dá)到這一水平。因此，進(jìn)一步縮短天氣預(yù)警時(shí)限，將成為未來短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)技術(shù)的主要發(fā)展方向。如果能夠?qū)⑴R近天氣預(yù)報(bào)的時(shí)間進(jìn)一步縮短，則能夠?yàn)楦嗌a(chǎn)水平較為落后的地區(qū)提供更長的預(yù)防災(zāi)害時(shí)間。進(jìn)而拜托受災(zāi)時(shí)間滯后性的威脅，在最大限度上有效利用短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)對氣象環(huán)境的數(shù)據(jù)解析，真正融入當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊急預(yù)案的協(xié)調(diào)機(jī)制中。

4.2? 提高氣象數(shù)據(jù)精度

多普勒天氣雷達(dá)運(yùn)用了多普勒效應(yīng)理論，可以測定散射體相對于雷達(dá)的速度，客觀反映出大氣風(fēng)場、氣流垂直速度、以及湍流等氣象變化情況。但是傳統(tǒng)技術(shù)的局限性仍然存在，警戒時(shí)效性很難克服天氣預(yù)警的2h以內(nèi)的時(shí)效精準(zhǔn)度。而新一代多普勒天氣雷達(dá)的時(shí)效性更強(qiáng)，在災(zāi)害性天氣監(jiān)測、預(yù)警方面的突出性已經(jīng)在氣象服務(wù)領(lǐng)域達(dá)到了基本共識，且受到了大量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)的積極反饋。目前，我國已建成的新一代多普勒天氣雷達(dá)主要分S、C兩種波段，S波段雷達(dá)主要分布在沿海地區(qū)及主要降雨流域，C波段雷達(dá)主要分布在內(nèi)陸地區(qū)。多普勒天氣雷已經(jīng)在全國范圍內(nèi)構(gòu)建了相對完善的天氣雷達(dá)網(wǎng)，農(nóng)業(yè)服務(wù)的基本區(qū)域覆蓋面廣度較高，但精準(zhǔn)度標(biāo)準(zhǔn)仍然有待加強(qiáng)。對于短 時(shí)雷電、強(qiáng)降水、大風(fēng)、冰雹等災(zāi)害性天氣的特征評估竟然需要校準(zhǔn)，對于農(nóng)業(yè)地區(qū)的受災(zāi)范圍需要縮短至更小范圍，才能進(jìn)一步發(fā)揮出短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)的優(yōu)勢，這種提升農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的質(zhì)量。

4.3? 加強(qiáng)預(yù)測傳播效率

短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)是對于小范圍地區(qū)，最近時(shí)間段的氣候變化預(yù)報(bào)。但是在接收短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)的過程中，傳播效率也是另一種動態(tài)變量。當(dāng)如果傳播效率無法超過預(yù)警天氣的臨近時(shí)間節(jié)點(diǎn)，也無法真正落實(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的預(yù)警措施。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能終端技術(shù)不斷升級和優(yōu)化的發(fā)展階段中，進(jìn)一步研究加強(qiáng)預(yù)測傳播效率的方式成為可能。諸如：墨跡天氣、天氣通、實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)等APP功能也在逐步完善，盡量將中央天氣預(yù)報(bào)的短時(shí)臨近天氣信息第一時(shí)間傳播至農(nóng)戶網(wǎng)絡(luò)終端?；究梢酝瓿舍槍π蕴峁┤珖?259個(gè)農(nóng)業(yè)地區(qū)的短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)發(fā)布500個(gè)農(nóng)業(yè)地區(qū)的空氣質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)。進(jìn)而指揮人工影響天氣的作業(yè)人員選擇最佳時(shí)機(jī)和地點(diǎn)實(shí)施作業(yè)，真正加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境氣象數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系與互動，提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量和水平。

5? 結(jié)語

綜上所述，短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中的應(yīng)用，能夠有效提升短時(shí)氣候預(yù)警速度，達(dá)到農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)的預(yù)期效果，預(yù)測強(qiáng)對流層對本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅。在未來農(nóng)業(yè)服務(wù)發(fā)展中，需要進(jìn)一步縮短天氣預(yù)警時(shí)限，提高氣象數(shù)據(jù)精度，加強(qiáng)預(yù)測傳播效率，以便更為有效的預(yù)測短時(shí)臨近天氣變化，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動提供一手環(huán)境數(shù)據(jù)資料，支持農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量的穩(wěn)步提升，達(dá)到服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)利益目標(biāo)。真正發(fā)揮出短時(shí)臨近天氣預(yù)報(bào)的優(yōu)勢，服務(wù)本地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量安全的全面發(fā)展。

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