全面強(qiáng)化氣象服務(wù) 提高應(yīng)用氣象質(zhì)量

航蓋

摘要 互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛普及，促使氣象服務(wù)工作從傳統(tǒng)的天氣預(yù)報(bào)發(fā)展成多元化的數(shù)據(jù)分析、信息傳輸與共享。智慧氣象已經(jīng)成為新時(shí)期氣象服務(wù)的主要方式，以精準(zhǔn)的氣象信息為工農(nóng)業(yè)發(fā)展提供幫助。智慧氣象有無(wú)限的發(fā)展?jié)摿εc樂(lè)觀的發(fā)展前景，要想充分體現(xiàn)智慧氣象服務(wù)的價(jià)值，做好氣象數(shù)據(jù)的專(zhuān)業(yè)處理工作十分有必要?；诖?，探討了氣象服務(wù)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)、智慧氣象服務(wù)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞 氣象服務(wù);智慧氣象;氣象質(zhì)量;應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：P49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）12–0074–03

作為人口眾多的農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量關(guān)系著14億人口的生活。而農(nóng)業(yè)又是與氣象條件關(guān)系最緊密的行業(yè)之一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)受到地理環(huán)境、季節(jié)、氣候、溫濕度等各種氣象條件的影響，因此更需要有及時(shí)、準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)活動(dòng)提供指導(dǎo)依據(jù)，以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代，大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛應(yīng)用于氣象服務(wù)，由此產(chǎn)生了新的氣象服務(wù)模式——智慧氣象。智慧氣象能夠更加及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)大雪、冰雹、暴雨、霜凍、臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以根據(jù)氣象信息提前采取防災(zāi)害措施保護(hù)農(nóng)作物，降低農(nóng)業(yè)災(zāi)害造成的損失。智慧氣象也促進(jìn)了我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)從傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)向智慧農(nóng)業(yè)，氣象服務(wù)已經(jīng)成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。

1 氣象服務(wù)概述

氣象服務(wù)主要及時(shí)、準(zhǔn)確地報(bào)道氣象信息，為各行業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的順利開(kāi)展提供參考。近年來(lái)，信息技術(shù)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了氣象服務(wù)水平的提升，尤其是各類(lèi)先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了氣象服務(wù)效率，而且充分保障了氣象信息的實(shí)時(shí)性、真實(shí)性與準(zhǔn)確性[1]。高質(zhì)量的氣象服務(wù)為社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)提供了幫助，農(nóng)業(yè)無(wú)疑是受益最大的行業(yè)之一，氣象與農(nóng)業(yè)的關(guān)系也愈發(fā)密切，依賴(lài)于準(zhǔn)確的氣象信息，有效減少極端惡劣氣候?qū)r(nóng)作物的破壞。智能化、信息化設(shè)備的應(yīng)用，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)氣象變化，并保存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為構(gòu)建氣象數(shù)據(jù)庫(kù)奠定基礎(chǔ)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件分析氣象信息，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)氣候變化和未來(lái)的氣候特點(diǎn)，對(duì)農(nóng)業(yè)防災(zāi)工作具有重要意義[2]。

短期氣象預(yù)測(cè)主要通過(guò)應(yīng)用信息技術(shù)獲取天氣數(shù)據(jù)，并分析氣候特點(diǎn)和天氣變化。短期預(yù)測(cè)最大的優(yōu)勢(shì)是精準(zhǔn)度高，公開(kāi)報(bào)道氣象信息，讓農(nóng)民提前采取防災(zāi)害措施，以應(yīng)對(duì)惡劣天氣，降低經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)農(nóng)業(yè)防災(zāi)而言，短期預(yù)測(cè)最重要的作用是預(yù)警，對(duì)氣象災(zāi)害采取預(yù)防性的應(yīng)對(duì)措施，或者配合人工降雨等技術(shù)避免發(fā)生氣象災(zāi)害[3]。

長(zhǎng)期氣象預(yù)測(cè)對(duì)探測(cè)設(shè)備、科技水平的要求更高，主要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備識(shí)別某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的氣溫、降雨情況;預(yù)測(cè)旱澇、霜凍等氣象災(zāi)害，對(duì)極端天氣發(fā)出預(yù)警，讓農(nóng)民有充足的時(shí)間調(diào)整和規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。

氣象災(zāi)害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失是巨大的，農(nóng)作物的減產(chǎn)會(huì)引起一系列連鎖效應(yīng)。準(zhǔn)確的氣象信息和優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)能夠從根源上預(yù)防、消除氣象災(zāi)害，保護(hù)廣大農(nóng)民的切身利益。當(dāng)前，各種現(xiàn)代化的氣象觀測(cè)設(shè)備、儀器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于氣象部門(mén)，智慧氣象服務(wù)為農(nóng)業(yè)活動(dòng)、水利項(xiàng)目的開(kāi)展提供了科學(xué)指導(dǎo)，還能夠根據(jù)未來(lái)的氣象變化完善農(nóng)業(yè)體系，合理選擇農(nóng)作物與播種期，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 氣象服務(wù)的需求特點(diǎn)與現(xiàn)狀

2.1 需求特點(diǎn)

社會(huì)的發(fā)展水平越高，對(duì)氣象信息的需求也就越迫切，這無(wú)疑對(duì)氣象服務(wù)工作提出了更大挑戰(zhàn)。氣象部門(mén)應(yīng)該不斷提高氣象服務(wù)水平，面向社會(huì)大眾提供準(zhǔn)確的氣象信息，預(yù)測(cè)氣象災(zāi)害。與傳統(tǒng)氣象服務(wù)模式相比，社會(huì)對(duì)智慧氣象的需求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）需求標(biāo)準(zhǔn)有所提升：科技的進(jìn)步促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升，新時(shí)期，氣象事業(yè)要想充分發(fā)揮自身作用，迸發(fā)出新的生命力，不僅要保證氣象信息的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，還要為社會(huì)提供高水平的氣象服務(wù)。最基本的氣象預(yù)報(bào)服務(wù)，無(wú)論是精準(zhǔn)度還是服務(wù)內(nèi)容，都有很大的提升空間。

（2）氣象服務(wù)類(lèi)型的多元化：信息時(shí)代，社會(huì)生產(chǎn)與人們的生活方式都發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，已經(jīng)基本趨于機(jī)械化，生產(chǎn)效率的提高決定了農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)氣象信息的需求更加迫切，除了需要準(zhǔn)確的氣溫、濕度、風(fēng)力等基本的氣象信息，還需要提前知曉惡劣天氣到來(lái)的時(shí)間。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象服務(wù)的需求逐漸偏向防災(zāi)。這就需要豐富氣象內(nèi)容。行業(yè)的不同對(duì)氣象信息的需求也不同，如何為社會(huì)各行各業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)，已成為氣象部門(mén)必須思考的問(wèn)題。

（3）對(duì)氣象服務(wù)需求的差異性：我國(guó)幅員遼闊，地理?xiàng)l件復(fù)雜，不同地區(qū)的氣候差異非常明顯，而且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，對(duì)氣象服務(wù)的需求也不同。例如，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)中普遍缺乏應(yīng)用氣象信息的能力，對(duì)氣象服務(wù)的需求較低，氣象部門(mén)發(fā)展緩慢，難以提升氣象服務(wù)水平[4]。

2.2 現(xiàn)狀

縱觀近年來(lái)我國(guó)氣象行業(yè)與氣象服務(wù)事業(yè)的發(fā)展，在氣象產(chǎn)品、氣象觀測(cè)設(shè)備和技術(shù)、氣象服務(wù)質(zhì)量等方面均取得了諸多成績(jī)。2020年，我國(guó)已經(jīng)建立了2 424個(gè)氣象觀測(cè)站，擁有254部氣象雷達(dá)。預(yù)計(jì)到“十四五”階段，我國(guó)在氣象服務(wù)建設(shè)中的投入可達(dá)到3 000億元，彼時(shí)，氣象服務(wù)質(zhì)量將會(huì)得到質(zhì)的飛躍，更多的用戶(hù)會(huì)享受到優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)。當(dāng)然，在取得成績(jī)的同時(shí)，我國(guó)氣象服務(wù)事業(yè)存在的問(wèn)題也不容忽視。一方面，氣象服務(wù)的區(qū)域分布仍不均衡，經(jīng)濟(jì)較為落后的西北地區(qū)氣象服務(wù)水平較低;而廣州、上海、北京、深圳等城市氣象服務(wù)發(fā)展十分迅速，政府每年用于氣象行業(yè)的投資超過(guò)2億元。另一方面，公眾氣象是氣象服務(wù)工作的主體，科技服務(wù)較少。氣象服務(wù)更多的是面向公眾與政府部門(mén)，但氣象服務(wù)應(yīng)該根據(jù)社會(huì)需求提供服務(wù)項(xiàng)目?，F(xiàn)階段，氣象服務(wù)中的專(zhuān)業(yè)氣象、決策氣象、科技?xì)庀?、公眾氣象等服?wù)類(lèi)型的分配極不均衡。2018年的調(diào)查結(jié)果顯示，公眾氣象服務(wù)收入的占比超過(guò)76.00%，科技服務(wù)收入占11.00%左右，科技服務(wù)收入為8.97%，專(zhuān)業(yè)氣象服務(wù)收入僅有4.02%。

3 氣象服務(wù)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的重要性

3.1 提高氣象信息的精準(zhǔn)度

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建智能化的氣象信息收集體系，能夠顯著提高高空探測(cè)站與氣象觀測(cè)站的運(yùn)行效率，豐富氣象數(shù)據(jù)信息，并保證信息的準(zhǔn)確性。例如，EWIPS、GRAAPES、智慧氣象等都是依賴(lài)大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建的平臺(tái)，提升了氣象數(shù)據(jù)的獲取速度與信息質(zhì)量，為社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了針對(duì)性、精準(zhǔn)性的氣象服務(wù)，并且衍生出多種氣象服務(wù)產(chǎn)品。部分地區(qū)的氣象部門(mén)與保險(xiǎn)行業(yè)合作，共同推出了農(nóng)業(yè)天然指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品，充分滿(mǎn)足了農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中抵御氣象災(zāi)害的能力。根據(jù)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)、農(nóng)產(chǎn)品類(lèi)型推出相關(guān)的天氣指數(shù)保險(xiǎn)險(xiǎn)種，充分保障廣大農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，推動(dòng)了氣象服務(wù)行業(yè)與保險(xiǎn)業(yè)的共同發(fā)展[5]。

3.2 對(duì)惡劣天氣的預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確

氣象服務(wù)的一項(xiàng)重要工作是預(yù)測(cè)氣象災(zāi)害，提前對(duì)霜凍、暴雨、降雪、臺(tái)風(fēng)、雷電等天氣作出預(yù)警，以便社會(huì)大眾能夠提前安排工作和生活，做好防災(zāi)措施。大數(shù)據(jù)技術(shù)充分保證了氣象數(shù)據(jù)的及時(shí)性與準(zhǔn)確性，在氣象災(zāi)害的預(yù)防方面具有突出優(yōu)勢(shì)，不僅能夠通過(guò)數(shù)據(jù)分析災(zāi)害天氣的特點(diǎn)，還能探索出災(zāi)害天氣的規(guī)律，預(yù)測(cè)氣象災(zāi)害的發(fā)生概率。例如，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)統(tǒng)計(jì)某個(gè)地區(qū)歷史上出現(xiàn)的氣象災(zāi)害，并構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)地區(qū)的氣候變化特點(diǎn)、綠化情況、地形地貌等信息，推測(cè)在不同時(shí)間可能會(huì)出現(xiàn)的氣象災(zāi)害及其災(zāi)害的規(guī)模、影響程度。在政府部門(mén)的統(tǒng)一指導(dǎo)下，人們積極采取防災(zāi)害措施，保障人身財(cái)產(chǎn)安全，維持社會(huì)的和諧穩(wěn)定。

4 智慧氣象服務(wù)的應(yīng)用

4.1 虛擬演播

傳統(tǒng)的天氣預(yù)報(bào)主要通過(guò)電視、廣播的方式發(fā)布。智能氣象具有虛擬演播功能，能夠全面分析天氣預(yù)報(bào)的優(yōu)勢(shì)和不足，優(yōu)化天氣預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)，通過(guò)全球云圖、氣溫曲線、視頻窗、城市預(yù)報(bào)、餅狀與柱狀圖形，深度加工氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品，極大地豐富了氣象信息的內(nèi)容，并且用圖文并茂、形象生動(dòng)的方式將氣象信息呈現(xiàn)給大眾，讓氣象信息不再生澀難懂，實(shí)現(xiàn)了氣象信息的可視化，提高了氣象信息的可讀性，極大地引起了社會(huì)大眾對(duì)氣象信息的關(guān)注（圖1）。

4.2 氣象信息數(shù)據(jù)的收集

合理選址，建立氣象觀測(cè)站。以國(guó)家級(jí)氣象監(jiān)測(cè)站為中心，建設(shè)多個(gè)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，全面觀測(cè)氣象數(shù)據(jù)，分析影響氣象數(shù)據(jù)收集的主觀因素?；诜浅鞘谢瘏^(qū)域的氣象觀測(cè)站與氣象觀測(cè)設(shè)備構(gòu)建觀測(cè)體系，盡量避免主觀因素的影響，分析非城市化地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)，保證氣象信息的科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)、全面。在持續(xù)監(jiān)測(cè)氣象信息的過(guò)程中，應(yīng)避免民用建筑、工業(yè)、交通、商業(yè)圈對(duì)監(jiān)測(cè)工作的影響。如果氣象觀測(cè)工作與地區(qū)的發(fā)展建設(shè)產(chǎn)生矛盾，應(yīng)及時(shí)遷址，把監(jiān)測(cè)站轉(zhuǎn)移到環(huán)境相似的地區(qū)繼續(xù)觀測(cè)氣象信息。預(yù)警氣象災(zāi)害、空氣質(zhì)量等信息，最重要的是及時(shí)性，因此應(yīng)該持續(xù)優(yōu)化氣象觀測(cè)站，提高信息收集效率，為后續(xù)氣象信息的整理、分析和發(fā)布提供支持。

氣象監(jiān)測(cè)站盡量建立在森林、河流、高山、湖泊、海岸等特殊的地理環(huán)境中，以便更加全面和立體地掌握當(dāng)?shù)氐臍庀筇攸c(diǎn)，豐富氣象資料，構(gòu)建系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫(kù)，保證氣象服務(wù)的科學(xué)性。氣象部門(mén)可以從整體上了解當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點(diǎn)，構(gòu)建適合本地區(qū)的氣象模型，分析地區(qū)環(huán)境對(duì)氣象產(chǎn)生的影響，分析哪些氣象信息反映了自然環(huán)境的特點(diǎn)，以更加全面、科學(xué)地認(rèn)識(shí)和掌握當(dāng)?shù)氐臍庀蟓h(huán)境。

4.3 提高氣象服務(wù)的現(xiàn)代化水平

技術(shù)與設(shè)備對(duì)氣象服務(wù)質(zhì)量的提升具有積極的促進(jìn)作用，讓氣象信息、氣象災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確率得到明顯提高。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使我國(guó)氣象服務(wù)水平得到飛躍式的提升，尤其是遙感技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到了不可替代的作用。例如，通過(guò)遙感技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)勢(shì)態(tài)、農(nóng)作物的產(chǎn)量、當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓?、氣象預(yù)報(bào)以及氣象災(zāi)害。氣象部門(mén)利用遙感技術(shù)，還能制作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要的氣候圖，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布?xì)庀笮畔?，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提供科學(xué)的指導(dǎo)。由此可見(jiàn)，科技在氣象服務(wù)工作中的重要性越來(lái)越明顯，氣象部門(mén)應(yīng)該樹(shù)立現(xiàn)代化的服務(wù)理念，積極引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，完善氣象觀測(cè)質(zhì)量管理體系，充分發(fā)揮科技的優(yōu)勢(shì)。

4.4 構(gòu)建氣象災(zāi)害預(yù)警機(jī)制

盡管農(nóng)作物具有一定的抵御自然災(zāi)害的能力，但并不代表可以采用“自生自滅”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理方式，對(duì)于氣象災(zāi)害，需要依賴(lài)于氣象部門(mén)的預(yù)警和農(nóng)民積極的防御。為此，氣象部門(mén)需要詳細(xì)了解當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)作物種植情況，有重點(diǎn)、有針對(duì)性地進(jìn)行氣象災(zāi)害預(yù)警。在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中應(yīng)用GPRS技術(shù)，建立氣象指標(biāo)體系。

4.4.1 旱災(zāi)的防御 氣象部門(mén)監(jiān)測(cè)氣候和土壤干旱地區(qū)的氣象，建立氣象災(zāi)情數(shù)據(jù)庫(kù)，合理利用水資源進(jìn)行人工降雨;及時(shí)評(píng)估干旱程度，為人工降雨提供指導(dǎo)，減少旱災(zāi)給農(nóng)作物造成的損失。相關(guān)部門(mén)大力推廣滴管、噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，開(kāi)展干旱專(zhuān)項(xiàng)設(shè)施服務(wù)，推廣“農(nóng)業(yè)電腦”，建設(shè)滴管示范工程。

4.4.2 冰雹的防御 通過(guò)雷達(dá)系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測(cè)對(duì)流天氣，加強(qiáng)對(duì)冰雹臨近時(shí)的氣象探索，利用催化劑、火箭發(fā)射法遏制雹胚，減輕冰雹對(duì)農(nóng)作物的損害，還可以利用衛(wèi)星提高對(duì)冰雹天氣、冰雹來(lái)臨時(shí)間的監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度，通過(guò)云中播撒干冰等措施防范冰雹災(zāi)害。

4.4.3 雷電與大風(fēng)的防御 氣象部門(mén)要完善雷電災(zāi)害的預(yù)警系統(tǒng)，根據(jù)不同等級(jí)的雷擊風(fēng)險(xiǎn)制定防雷措施。大風(fēng)天氣來(lái)臨之前，農(nóng)民要加固農(nóng)作物周?chē)呐锛堋Ｕ块T(mén)通過(guò)多媒體平臺(tái)做好安全宣傳，提醒人們避免露天活動(dòng)，禁止高空和水上作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

氣象服務(wù)不僅關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，而且與人們的日常生活密切相關(guān)。信息時(shí)代，氣象部門(mén)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)展智慧氣象服務(wù)，豐富氣象服務(wù)產(chǎn)品，將科技、氣象、自媒體相融合，動(dòng)態(tài)收集氣象信息，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)氣象災(zāi)害，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及時(shí)發(fā)布?xì)庀蟊O(jiān)測(cè)結(jié)果，為各行各業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Comprehensively Streng-thening Meteorological Services and Improve the Quality of Applied Meteorological Services

HANG Gai （Chifeng Hexigten Banner Meteorological Bureau， Chifeng， Inner Mongolia 025350）

Abstract With the wide popularization of Internet and big data technology， meteorological service has developed from traditional weather forecast to diversified data analysis， information transmission and sharing. Smart meteorology has become the main way of meteorological services in the new era， providing help for industrial and agricultural development with accurate meteorological information. Smart meteorology has unlimited development potential and optimistic development prospects. In order to fully embody the value of smart meteorological services， it is necessary to do a good job in the professional processing of meteorological data. Based on this， the present situation， characteristics and application of smart meteorological services were discussed.

Key words Meteorological service; Intel-ligent meteorology; Meteorological quality; Application