地面氣象觀測在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用及觀測質(zhì)量提升對策

閆藝蘭，王心妍，王瑋琦，錢芝穎

(天津市武清區(qū)氣象局 天津301700)

農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展直接關(guān)系到社會穩(wěn)定和國計(jì)民生。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也采用了各種現(xiàn)代化的技術(shù)和手段，已由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐步向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，但作物的品質(zhì)和產(chǎn)量依然極易受到氣象條件的影響。隨著全球氣候變暖，極端天氣出現(xiàn)頻次大增，農(nóng)業(yè)病蟲害也表現(xiàn)出多而廣等特征，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極其嚴(yán)重的負(fù)面影響[1-2]。相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)對地面氣象觀測的依賴性更強(qiáng)。地面氣象觀測通過自動化的觀測設(shè)備對大氣狀況不間斷、系統(tǒng)地進(jìn)行觀測和數(shù)據(jù)采集，并把所得數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和處理，一方面，提高了觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，能夠更加詳細(xì)地探究氣象要素和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，進(jìn)而為有效指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)；另一方面，通過地面氣象觀測設(shè)備，能夠?yàn)楝F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供及時(shí)準(zhǔn)確的氣象信息服務(wù)，幫助農(nóng)民應(yīng)對各種氣象災(zāi)害，發(fā)揮了氣象防災(zāi)減災(zāi)第一道防線的作用。因此，對地面氣象觀測工作在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要意義。

1 地面氣象觀測在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用

1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣象條件可行性論證

開展地面氣象觀測工作是進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣象條件可行性論證的前提，這主要是由于通過地面氣象觀測工作可提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源及氣候條件分析。農(nóng)業(yè)氣象條件可行性論證是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)項(xiàng)目順利立項(xiàng)的根本保證。對于任何一種新品種的引進(jìn)，都需要提前了解其生長過程中對氣候環(huán)境的要求，這就涉及到氣候條件適合度的問題。通過農(nóng)業(yè)氣象條件可行性論證，一方面可分析種植區(qū)域內(nèi)氣候特點(diǎn)，對引入的農(nóng)作物開展可行性探索和檢驗(yàn)，科學(xué)選擇適宜的農(nóng)作物，并分析農(nóng)作物規(guī)模化種植的可行性；另一方面可分析農(nóng)作物種植過程中可能出現(xiàn)的不利氣象因素，提出合理可行的應(yīng)對措施，以減少不必要的損失。近年來，通過引進(jìn)適合地方氣候條件的經(jīng)濟(jì)作物并大面積栽種后取得巨大成功的例子比比皆是[3]；與此同時(shí)，由于對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)氣候特征進(jìn)行可行性論證工作不夠重視，沒有因地制宜地選育新品種，而盲目大規(guī)模種植而導(dǎo)致引種失敗的例子也屢見不鮮。

1.2 農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)、預(yù)報(bào)及專題服務(wù)

通過地面氣象觀測工作得到的氣象要素?cái)?shù)據(jù)信息可為政府、涉農(nóng)部門和廣大農(nóng)民提供決策服務(wù)和農(nóng)業(yè)氣象信息服務(wù)。通過分析未來氣候變化趨勢，以及研究氣候?qū)r(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的影響，可給出有效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建議。在農(nóng)作物播種階段、生長發(fā)育關(guān)鍵階段、成熟階段、收獲階段及部分農(nóng)作物后期晾曬階段、儲藏階段等加強(qiáng)氣候監(jiān)測，以期為科學(xué)種植農(nóng)作物和提升農(nóng)作物產(chǎn)量等提供可靠的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息[4]。不斷細(xì)化及加強(qiáng)農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣的預(yù)警、預(yù)防和氣象災(zāi)害的調(diào)研評估等工作，以便在農(nóng)業(yè)防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)、補(bǔ)救等工作中提供有價(jià)值的農(nóng)業(yè)決策氣象服務(wù)。

1.3 預(yù)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況及作物產(chǎn)量

利用地面氣象觀測設(shè)備得到的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，可探究其和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，進(jìn)而在氣象觀測業(yè)務(wù)中憑借所掌握的氣象信息較好地預(yù)測農(nóng)作物的具體生長狀況和模擬作物產(chǎn)量[5-6]，而模型參數(shù)也需根據(jù)生長狀況和氣象條件不斷調(diào)整，這就更需要以精確的氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。將預(yù)測的農(nóng)業(yè)氣象要素信息和生產(chǎn)信息及時(shí)報(bào)告給相關(guān)單位，由各相關(guān)部門共同會商、通力協(xié)作，為農(nóng)戶提供可行性的農(nóng)事生產(chǎn)建議和管理措施，以助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。

1.4 提高農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御能力

利用地面氣象觀測設(shè)備得到的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，可加強(qiáng)對氣候與天氣特別是災(zāi)害性天氣的預(yù)測，為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的健康發(fā)展提供更好的服務(wù)。這主要表現(xiàn)在3 個方面：首先是增產(chǎn)，考慮到氣象條件對作物生長的重要影響，加強(qiáng)地面氣象觀測，提升氣象災(zāi)害預(yù)測的時(shí)效性與可靠性，實(shí)現(xiàn)短期、中期與長期的災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的氣象預(yù)報(bào)，保證作物盡可能趨利避害，對提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量有積極作用；其次是減損，通過利用地面氣象觀測數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)對各種災(zāi)害性條件或氣象災(zāi)害的及時(shí)預(yù)報(bào)，降低氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響，促使廣大農(nóng)民在作物種植與管理過程中及時(shí)做好對各種災(zāi)害性天氣的預(yù)防工作[7]，以保證作物健康生長；最后還能減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，依靠地面氣象觀測為廣大農(nóng)民種植農(nóng)作物提供氣候與天氣等必要的信息，豐富氣象災(zāi)害的預(yù)防與防御措施相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從而為廣大農(nóng)民種植農(nóng)作物提供支持和保障。

1.5 農(nóng)事氣象、農(nóng)業(yè)微氣候與營銷氣象服務(wù)

利用地面氣象觀測設(shè)備得到的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，可提供精細(xì)化的氣象服務(wù)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)對生產(chǎn)過程細(xì)節(jié)要求甚高，農(nóng)事活動也呈現(xiàn)精細(xì)化特征。像病蟲害防治，不僅要抓住病蟲害防治關(guān)鍵期，還要注意結(jié)合氣象條件安排措施，此時(shí)提供精細(xì)化氣象服務(wù)能確保農(nóng)事活動的正常順利開展。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境要求較高，營造微氣候環(huán)境對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要作用。像大棚等設(shè)施農(nóng)業(yè)，內(nèi)外氣候存在明顯差異，氣象服務(wù)可以針對這種差異開展可控性研究，推薦適合農(nóng)作物生長的微氣候環(huán)境，以促進(jìn)作物的快速生長[8-9]?，F(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營還存在銷售、儲存、運(yùn)輸?shù)葐栴}，氣象服務(wù)可為農(nóng)民朋友提供最有價(jià)值的氣象信息，讓農(nóng)民豐產(chǎn)又豐收。

2 存在的問題

全球變暖造成的異常氣候和極端天氣對農(nóng)業(yè)造成的損害不可忽視，為更好地保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，必須解決好農(nóng)作物不同生長階段的問題，盡量減少和防范惡劣天氣對農(nóng)業(yè)的危害。氣象局要高度重視地面氣象監(jiān)測工作，積極引進(jìn)智能觀測和相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器，不斷提高氣象監(jiān)測的精度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)災(zāi)害問題，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供保障。目前地面氣象觀測在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中存在的不足如下文所示。

①氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性限制?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開氣象服務(wù)，氣象預(yù)報(bào)是基于地面氣象觀測的重要服務(wù)內(nèi)容。雖然氣象部門已建立了現(xiàn)代化天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)流程，但氣象預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性仍受儀器、模式預(yù)報(bào)產(chǎn)品和人為主觀性等影響，不能完全反映大氣實(shí)況變化。而且氣象預(yù)報(bào)通常是針對一個區(qū)域大范圍天氣的監(jiān)測預(yù)報(bào)，有些區(qū)域由于地形差異和局地對流影響，導(dǎo)致天氣情況不同，甚至有較大偏差。

②地區(qū)觀測機(jī)制不成熟，觀測管理不到位。即使部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)根據(jù)政策需求已經(jīng)構(gòu)建觀測機(jī)制，然而該機(jī)制涉及面較小，無法收集全部信息，難以為該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動提供信息支撐，大大削弱了其使用價(jià)值。此外，部分地區(qū)構(gòu)建的觀測管理體系相對滯后，與時(shí)代發(fā)展要求不相符。該問題的發(fā)生極易造成觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無法保障，從而對數(shù)據(jù)信息的后期利用產(chǎn)生影響。

③采用的觀測手段相對單一。農(nóng)業(yè)一直是我國重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，我國以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為核心研發(fā)了大量的新型技術(shù)，然而由于受資金、設(shè)備等因素的影響，致使新型設(shè)備無法大面積應(yīng)用。

④專業(yè)人才匱乏。新型技術(shù)手段是否能夠成功使用，主要取決于觀測人員自身的專業(yè)素質(zhì)。使用新技術(shù)手段時(shí)，由于大部分地區(qū)并未配備相應(yīng)的專業(yè)人才，而現(xiàn)有人才專業(yè)素質(zhì)相對偏低，導(dǎo)致新技術(shù)的優(yōu)勢無法全面發(fā)揮出來。

3 地面氣象觀測業(yè)務(wù)質(zhì)量提升對策

3.1 遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范氣象資料

地面氣象觀測業(yè)務(wù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都為長期性工作，只有確保地面氣象觀測資料科學(xué)客觀、數(shù)據(jù)連續(xù)，才能更好地為農(nóng)作物的生長發(fā)育提供可靠的氣象預(yù)報(bào)服務(wù)信息。一是平行觀測的原則。地面氣象監(jiān)測業(yè)務(wù)要為農(nóng)業(yè)提供合理、具體的指導(dǎo)服務(wù)，在監(jiān)測各種糧食作物生長發(fā)育情況的同時(shí)，還須持續(xù)觀測作物生長發(fā)育的氣象條件，這2 個層次的觀測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)必須保持在同一水平，需要相互對照。二是點(diǎn)面結(jié)合的觀測原則。在農(nóng)業(yè)氣象觀測中，需選用能夠代表同一種農(nóng)業(yè)氣象類型的區(qū)域作為地面氣象觀測點(diǎn)，并依據(jù)所獲取的觀測數(shù)據(jù)來推算同類農(nóng)作物生產(chǎn)的信息狀況。專業(yè)人員可以通過分析相關(guān)氣象數(shù)據(jù)，按農(nóng)作物在不同生長發(fā)育階段對氣候條件的需求確定各類氣象要素對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，進(jìn)而對農(nóng)作物栽培作出合理的指導(dǎo)和管理，提供有針對性的特色氣象服務(wù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)、農(nóng)民增收[10]。三是科學(xué)、連續(xù)觀測原則。地面氣象觀測業(yè)務(wù)需要在觀測項(xiàng)目和觀測地段均特別穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，并且要確保觀測項(xiàng)目和觀測儀器、觀測方法等合理、科學(xué)，以確保氣象觀測結(jié)果的有效性。

為了最大程度地保證數(shù)據(jù)的精確性，需要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求、不同觀測目標(biāo)的內(nèi)容范圍，對數(shù)據(jù)按照特定程序進(jìn)行控制，進(jìn)而確保氣象預(yù)測服務(wù)具有更好的決策能力與效益。如工作人員在完成數(shù)據(jù)的采集工作后，依據(jù)相關(guān)的規(guī)范要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，保證發(fā)布?xì)庀髷?shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，以此來指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有序進(jìn)行，如氣象產(chǎn)量預(yù)報(bào)、發(fā)育期預(yù)報(bào)和氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)等。有些氣象變化會對病蟲害的發(fā)生起著一定的導(dǎo)向作用，對此需要做好相關(guān)記錄工作，并進(jìn)行有效管理，為農(nóng)業(yè)病蟲害防治提供幫助。此外，在實(shí)際的業(yè)務(wù)工作中，還可以加強(qiáng)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的使用，全面掌握氣象災(zāi)害和農(nóng)作物的生長狀況，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 完善農(nóng)業(yè)觀測體系，加強(qiáng)觀測業(yè)務(wù)管理

結(jié)合特色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地建設(shè)情況和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展需求，在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步完善，建立多個農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測點(diǎn)，增加農(nóng)業(yè)氣象觀測項(xiàng)目，完成局部小氣候全面監(jiān)控，提高農(nóng)業(yè)氣象觀測資料精準(zhǔn)度[11-12]。建立服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地面觀測研究體系，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，積累豐富的氣象資料，提高農(nóng)作物生育期防御氣象災(zāi)情的能力，切實(shí)保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行。

建立完整的觀測儀器設(shè)備巡檢制度以減少儀器和設(shè)備故障的發(fā)生，才能保證數(shù)據(jù)的可靠性。同時(shí)，氣象單位應(yīng)該嚴(yán)格落實(shí)好有關(guān)規(guī)定和制度，強(qiáng)化監(jiān)督檢查工作，促使地面氣象業(yè)務(wù)有序開展。及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中的異常情況，在最短時(shí)間內(nèi)對故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，判斷故障位置，并使用相應(yīng)的策略進(jìn)行排除。若無法及時(shí)解決，應(yīng)立即報(bào)告給上級，安排專業(yè)人員進(jìn)行處理。與此同時(shí)，應(yīng)根據(jù)管理經(jīng)驗(yàn)、觀測業(yè)務(wù)的實(shí)際情況和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，隨時(shí)對工作系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，逐步對現(xiàn)有管理體制的不足之處進(jìn)行改進(jìn)和補(bǔ)充，使其更加完善，促進(jìn)地面氣象觀測業(yè)務(wù)的高效發(fā)展，進(jìn)而提高地面氣象觀測業(yè)務(wù)的質(zhì)量。此外，需要加強(qiáng)與國內(nèi)先進(jìn)的氣象觀測機(jī)構(gòu)的溝通，積極學(xué)習(xí)現(xiàn)代化先進(jìn)管理理念，充分利用有益成果對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)氣象觀測管理體系進(jìn)行優(yōu)化，不斷增強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象觀測業(yè)務(wù)管理能力，充分發(fā)揮其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際效益。

3.3 重視現(xiàn)代探測技術(shù)的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，氣象探測技術(shù)也取得了極大發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了信息的準(zhǔn)確采集與實(shí)時(shí)同步應(yīng)用[13]，主要體現(xiàn)在：地面氣象觀測系統(tǒng)可以采集相關(guān)氣象數(shù)據(jù)信息，之后根據(jù)理論需求與實(shí)際工作結(jié)合，以此完成信息同步應(yīng)用，然后科研部門提供最新的數(shù)據(jù)資料，使所獲數(shù)據(jù)信息更加具有應(yīng)用價(jià)值，氣象服務(wù)也會得到進(jìn)一步優(yōu)化，對實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的合理化、標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化有著積極的作用，最大程度地保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益；加強(qiáng)當(dāng)代探測技術(shù)成果的應(yīng)用，有利于氣象相關(guān)的科研與科技發(fā)展，有利于全面提高氣象監(jiān)測水平；重視有關(guān)氣象監(jiān)測的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析模型開發(fā)，全方位提高氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，有效提高天氣預(yù)報(bào)預(yù)警信息的準(zhǔn)確性，為農(nóng)業(yè)提供更多有效的氣象信息，推動農(nóng)業(yè)科技化、智能化發(fā)展。

3.4 提高人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)

為了提高農(nóng)業(yè)氣象觀測管理水平，應(yīng)建立綜合素質(zhì)過硬的氣象觀測隊(duì)伍。一方面，觀測人員需加強(qiáng)觀測業(yè)務(wù)理論知識學(xué)習(xí)，加深對自動氣象站各個觀測儀器構(gòu)造和工作原理的了解，尤其是最新型的觀測儀器的維護(hù)和使用；針對儀器故障、錯情判斷等問題，應(yīng)沉著冷靜，不斷提升自身應(yīng)對突發(fā)事件的能力。另一方面，觀測人員不但需要掌握氣象觀測的知識和技巧，而且需要熟悉農(nóng)業(yè)理論知識，以滿足農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求。與此同時(shí)，地面氣象觀測工作還應(yīng)引起相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注，完善考核制度，積極組織觀測人員進(jìn)行定期或不定期的業(yè)務(wù)培訓(xùn)工作，增強(qiáng)自身業(yè)務(wù)技能，將其在地面氣象觀測工作中的積極性和創(chuàng)造性充分調(diào)動起來。

4 結(jié) 語

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，地面氣象觀測工作發(fā)揮著十分重要的作用，保證地面氣象觀測的有效應(yīng)用是推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率及水平提升的關(guān)鍵。所以相關(guān)部門應(yīng)針對當(dāng)前地面氣象觀測工作中存在的問題進(jìn)行深入分析，并結(jié)合實(shí)際情況不斷完善地面氣象觀測在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強(qiáng)氣象為農(nóng)業(yè)服務(wù)的主動性和針對性，使地面氣象觀測工作成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的切實(shí)保障。