災(zāi)害性天氣對廊坊市設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響及氣象預(yù)報預(yù)警技術(shù)

李敬海，管 林*，馬 瑛，樂章燕，張 穎，魏渠成

1.廊坊市氣象局，河北廊坊 065000；2.廊坊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，河北廊坊 065000

設(shè)施農(nóng)業(yè)是一種利用現(xiàn)代化設(shè)施和技術(shù)在室內(nèi)或有限空間中進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方式，其范圍涵蓋種植、養(yǎng)殖等。在可控的環(huán)境下，設(shè)施農(nóng)業(yè)運用人工技術(shù)精確控制光照、溫度、濕度以及二氧化碳濃度等條件，為農(nóng)作物提供最適宜的生長環(huán)境。當(dāng)土地和水資源有限時，設(shè)施農(nóng)業(yè)能夠充分利用空間節(jié)約水源，減少農(nóng)藥和化肥的使用量，有助于降低對土地和水資源的壓力，減少對環(huán)境的污染，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此外，設(shè)施農(nóng)業(yè)也具有較大的經(jīng)濟效益。設(shè)施農(nóng)業(yè)對農(nóng)作物生長環(huán)境的精準控制，提高了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，使其更具競爭力。

雖然設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展降低了氣候條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，但災(zāi)害性天氣會造成農(nóng)作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降，甚至絕產(chǎn)，并威脅著農(nóng)業(yè)設(shè)施的安全。因此，進一步深入研究災(zāi)害性天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響，提升災(zāi)害性天氣預(yù)報預(yù)警技術(shù)，對保障設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 廊坊市的氣候特征

廊坊市位于河北省中部偏東的區(qū)域，北部與北京相鄰，南部與滄州交接，東部交接于天津市，西部連接保定市，地理位置極為優(yōu)越。廊坊市地貌平緩，整體以平原為主，部分區(qū)域由于洪積、沖積及河流改道的作用，呈現(xiàn)出洼地、沙丘等地形。由于地處中緯度地帶，廊坊市的氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季較為分明，春季干旱多風(fēng)沙天氣，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冷熱適宜，冬季寒冷干燥。

廊坊市年平均氣溫為11.9 ℃，其夏季平均氣溫為25～30 ℃，冬季平均氣溫為-10～-6 ℃。廊坊市的年均降水量為554.9 mL，降水主要集中在夏季，6—8月降水量較多，春季和秋季的降水較少。全市日照較為充足，年平均日照時數(shù)為2 660 h左右，日照時數(shù)最多的月份為5—6月。廊坊市的風(fēng)速一般為1.5～2.5 m/s之間，夏季偶有東南風(fēng)，冬季一般為西北風(fēng)。

廊坊市優(yōu)越的地形及氣候條件推動了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。廊坊市豐富的熱力和光照條件，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了必要的氣候資源。同時，由于其降水和熱量集中在同一季節(jié)，有助于農(nóng)作物的生長。然而，廊坊市時常發(fā)生暴雨、寒潮、冰雹及干熱風(fēng)等災(zāi)害性天氣，嚴重威脅廊坊市設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備的安全性，并影響著農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

2 災(zāi)害性天氣對廊坊市設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響

2.1 暴雨洪澇

廊坊市夏季炎熱多雨，6—8月的降水量最多，這一階段也極易發(fā)生暴雨洪澇災(zāi)害。廊坊市的設(shè)施農(nóng)業(yè)主要依賴于溫室大棚和其他人工設(shè)施進行種植和養(yǎng)殖，而暴雨洪澇災(zāi)害極易損壞設(shè)施農(nóng)業(yè)的設(shè)備。暴雨洪澇會淹沒、破壞大棚和其他設(shè)施，致使種植的作物和養(yǎng)殖的動物等受到損失。同時，暴雨洪澇災(zāi)害引發(fā)的大水容易滯留在農(nóng)田中，造成田地積水，從而影響底層土壤的通氣性和排水性，妨礙農(nóng)作物的生長發(fā)育。農(nóng)田積水還易引發(fā)病蟲害，限制農(nóng)作物的生長，使得農(nóng)作物產(chǎn)量減少甚至直接絕產(chǎn)。此外，暴雨洪澇帶來的泥石流、山洪等自然災(zāi)害，會對設(shè)施農(nóng)業(yè)造成更加嚴重的破壞。暴雨洪澇災(zāi)害給廊坊市設(shè)施農(nóng)業(yè)造成設(shè)備受損、農(nóng)作物損失、水土流失等一系列問題，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者帶來了較大的經(jīng)濟損失，也給廊坊市的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了一定的挑戰(zhàn)[1]。

2.2 寒潮

廊坊市位于華北平原，地勢平坦。受大氣環(huán)流的影響，北方或西北方的冷空氣在南下到廊坊市時基本沒有阻力，導(dǎo)致廊坊市極易發(fā)生寒潮天氣。寒潮天氣對廊坊市設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.2.1 強降雪寒潮災(zāi)害伴隨的強降雪容易導(dǎo)致溫室、大棚的屋頂和結(jié)構(gòu)受到壓力而損壞，甚至倒塌。強降雪的發(fā)生會導(dǎo)致水源、灌溉管道結(jié)冰，導(dǎo)致灌溉系統(tǒng)運作困難，無法正常使用。強降雪還會對農(nóng)產(chǎn)品的儲藏設(shè)施造成影響。大雪堆積會堵塞集中儲藏和運輸設(shè)施的通道，使得農(nóng)產(chǎn)品難以收集、儲存和轉(zhuǎn)運。寒潮引發(fā)的強降雪還會壓彎或折斷農(nóng)作物及果樹的枝干，進而影響作物的健康生長。

2.2.2 極度低溫寒潮天氣會造成廊坊市溫度驟降，進而出現(xiàn)霜凍、強降雪等現(xiàn)象，使得破壞農(nóng)作物的細胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，植物中的水分也會減少，農(nóng)作物的葉片會變黃、枯萎甚至死亡，農(nóng)作物的莖部組織也會受損。寒潮帶來的極低溫度會使設(shè)施農(nóng)業(yè)中的農(nóng)作物受凍，發(fā)生凍害，影響作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量。寒潮期間，極低的溫度會使植物的生長速度減慢，光合作用受到限制，難以吸收足夠的養(yǎng)分，導(dǎo)致農(nóng)作物生長緩慢，株型矮小，果實質(zhì)量下降。寒潮災(zāi)害發(fā)生期間，日照時間減少，光照強度下降，極低的溫度會降低農(nóng)作物光合作用的效率，使農(nóng)作物葉片黃化，影響作物的生長和產(chǎn)量。此外，冰雪會使農(nóng)田土壤中的水分結(jié)冰形成凍土，致使土壤密度增加，通氣性變差，給作物提供的養(yǎng)分和氧氣也會減少[2]。

2.2.3 農(nóng)業(yè)成本增加寒潮期間，氣溫驟降，為了保護農(nóng)作物免受寒潮的影響，設(shè)施農(nóng)業(yè)的溫室大棚和其他人工設(shè)施需要投入更多的能源來保持適宜的溫度，而這些額外的保溫措施會增加能源消耗和設(shè)施升級的成本。同時，在寒冷的環(huán)境中，設(shè)施農(nóng)業(yè)的設(shè)備、設(shè)施更容易受損，設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)者需要增加設(shè)備的維護和修理成本，如修復(fù)受凍損壞的灌溉系統(tǒng)、修補受雪壓倒塌的溫室等，這也在一定程度上提高了生產(chǎn)成本。

2.3 冰雹

廊坊市冰雹災(zāi)害發(fā)生的概率較高，冰雹災(zāi)害對設(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)作物、設(shè)備的破壞性極為嚴重，且對農(nóng)作物的損傷存在不可修復(fù)。廊坊市一年中的3—10月都可能發(fā)生冰雹災(zāi)害，但主要集中在5—7月，其中6月冰雹的發(fā)生率最高。冰雹是雨滴在云中受冷卻結(jié)冰形成的堅硬冰粒，在其降落過程中，冰粒的撞擊會對設(shè)施農(nóng)業(yè)中的植物造成物理損傷。較大的冰雹可能會導(dǎo)致植物葉片和莖稈受傷，進而出現(xiàn)撕裂、斷裂或破損，甚至死亡。遭受冰雹擊打后的農(nóng)作物，其生長發(fā)育速度、生產(chǎn)能力都會發(fā)生不同程度的下降。冰雹災(zāi)害嚴重時，會致使果實不成熟、裂果、變形或掉落，降低農(nóng)作物的產(chǎn)量。冰雹落下砸傷農(nóng)作物時，會使作物表皮受傷，進而導(dǎo)致農(nóng)作物質(zhì)量下降，如果皮破損、變色或變形等。較大的冰雹還會毀損設(shè)施農(nóng)業(yè)中的溫室、遮陽網(wǎng)、覆蓋物等[3]。

2.4 連陰雨

連陰雨一般是指6 d或6 d以上的天陰雨，并且沒有日照。廊坊市一年四季均可能發(fā)生連陰雨天氣，且連陰雨對廊坊市的影響范圍也較廣。由于連陰雨天氣下，當(dāng)?shù)厝狈Τ渥愕墓庹眨⑶野殡S降水，空氣較為潮濕，溫度也較低。因此，農(nóng)作物會由于缺乏足夠的光照進行光合作用而影響其生長發(fā)育，進而影響農(nóng)作物產(chǎn)量。如果陰雨天氣持續(xù)時間過長，溫度也過低，農(nóng)作物甚至可能死亡[4]。陰雨天氣下，作物還可能受過濕的環(huán)境影響，出現(xiàn)根部腐爛和病蟲害的滋生。此外，設(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)作物的生長一般在大棚或溫室等環(huán)境中，溫度、灌溉等都需要通過智能工程設(shè)備進行控制。而連陰雨天氣會導(dǎo)致設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)水分過多，提高灌溉的難度。

2.5 大風(fēng)

廊坊市大風(fēng)災(zāi)害性天氣發(fā)生的時間主要集中在春季和秋季，冷空氣南下或者受氣旋和低氣壓影響都會導(dǎo)致大風(fēng)災(zāi)害性天氣的發(fā)生。大風(fēng)災(zāi)害會導(dǎo)致設(shè)施農(nóng)業(yè)使用的溫室或大棚結(jié)構(gòu)受損，如玻璃、塑料薄膜等覆蓋物會遭到破壞，甚至使整個結(jié)構(gòu)倒塌，進而嚴重影響作物的正常生長，導(dǎo)致作物暴露在惡劣氣候中，增加其損傷、死亡的風(fēng)險。

同時，大風(fēng)天氣發(fā)生時，空氣的流動較快，會改變溫室或大棚內(nèi)的溫度分布。當(dāng)大風(fēng)持續(xù)或加強時，室內(nèi)可能會出現(xiàn)局部冷熱氣體的不均勻分布，對不同階段的作物生長和發(fā)育產(chǎn)生不利影響，作物可能會因此出現(xiàn)葉片燒傷、裂果等問題。

此外，大風(fēng)會加快水分的蒸發(fā)速度，使設(shè)施農(nóng)業(yè)中暴露在外的土壤和作物表面的水分蒸發(fā)變快、增多，導(dǎo)致土壤干旱和水分不足，從而影響作物的生長發(fā)育。

3 災(zāi)害性天氣的應(yīng)對措施

3.1 健全災(zāi)害性天氣監(jiān)測和預(yù)報預(yù)警體系

健全災(zāi)害性天氣監(jiān)測和預(yù)報預(yù)警體系，是保障設(shè)施農(nóng)業(yè)安全、減少災(zāi)害損失的重要舉措。第一，廊坊市氣象部門要不斷健全其災(zāi)害性天氣監(jiān)測及預(yù)報預(yù)警體系，并根據(jù)廊坊市冰雹、暴雨、寒潮及大風(fēng)等氣象災(zāi)害的發(fā)生特點，開展更精準的災(zāi)害性天氣預(yù)報。

第二，廊坊市氣象部門要提高氣象監(jiān)測設(shè)備、技術(shù)的研發(fā)力度，提高當(dāng)?shù)仡A(yù)警系統(tǒng)的觀測、數(shù)據(jù)收集和分析能力，確保天氣預(yù)報的準確性和及時性[5]。在具備豐富監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)，提升天氣監(jiān)測和預(yù)報能力，實現(xiàn)更精準的災(zāi)害性天氣預(yù)警和決策支持。

第三，針對災(zāi)害性天氣，廊坊市氣象部門需建立科學(xué)、合理的預(yù)警級別和標準，確保預(yù)警信息準確、及時地傳達到公眾，并要加大對預(yù)警信息的宣傳力度，增強公眾的災(zāi)害防范意識和應(yīng)對能力。

健全災(zāi)害性天氣監(jiān)測和預(yù)報預(yù)警體系需要加強政府、科研機構(gòu)、企業(yè)和公眾之間的合作，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度建設(shè)提高災(zāi)害防范和減災(zāi)的能力，保障設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備的安全及農(nóng)作物的高效生產(chǎn)[6]。

3.2 開展針對設(shè)施農(nóng)業(yè)的專業(yè)氣象服務(wù)

廊坊市氣象部門應(yīng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域建立氣象監(jiān)測站和觀測設(shè)備，監(jiān)測和記錄關(guān)鍵氣象因素(如溫度、濕度、光照強度、風(fēng)速等)，實時獲取更精準的氣象數(shù)據(jù)，并根據(jù)氣象要素的變化情況，建立預(yù)報模型，精確預(yù)測設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的氣象變化，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供準確的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警信息，使其根據(jù)災(zāi)害的趨勢、氣象風(fēng)險預(yù)警來制定更科學(xué)的防御措施。例如，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者應(yīng)根據(jù)寒潮天氣下的具體氣象數(shù)據(jù)，及時調(diào)整溫室內(nèi)的溫度、濕度等，以確保在外界環(huán)境的影響下，溫室內(nèi)的環(huán)境條件仍符合農(nóng)作物的生長需要。

開展針對設(shè)施農(nóng)業(yè)的專業(yè)氣象服務(wù)能夠為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供準確的預(yù)測和決策支持，有助于優(yōu)化農(nóng)作物種植、管理和產(chǎn)量，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，并減少農(nóng)業(yè)氣象風(fēng)險，需氣象部門與農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)、設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者等多方共同參與，以共同推動設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 增強災(zāi)害性天氣預(yù)報預(yù)警的時效性

災(zāi)害性天氣預(yù)報預(yù)警時效性的增強，可以為防災(zāi)減災(zāi)工作的開展預(yù)留更多的防御時間，從而有效避免氣象災(zāi)害給設(shè)施農(nóng)業(yè)帶來的損失。

第一，廊坊市氣象部門應(yīng)引進先進的雷達、衛(wèi)星等氣象觀測設(shè)備，并將其應(yīng)用于氣象觀測網(wǎng)絡(luò)中，準確監(jiān)測和掌握氣象變化，以更及時地獲取、分析和傳輸相關(guān)的氣象數(shù)據(jù)，為預(yù)報提供更為可靠的基礎(chǔ)。

第二，廊坊市氣象部門要發(fā)展和完善氣象預(yù)報模型，利用高性能計算平臺進行模擬預(yù)報，提高模型的分辨率和精度，并根據(jù)氣象要素的變化，不斷改進模型算法和參數(shù)方案，使得預(yù)報結(jié)果更準確、更實時、更有針對性[7]。

第三，廊坊市氣象部門需建立健全氣象預(yù)報系統(tǒng)和運維體系，高效收集、處理和傳輸氣象數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，加強災(zāi)害性天氣預(yù)警制度建設(shè)，完善預(yù)警發(fā)布渠道和機制，確保預(yù)警信息能夠及時、準確地傳遞給設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者，提高生產(chǎn)者對災(zāi)害性天氣預(yù)警信息的接收和響應(yīng)能力[8]。

3.4 完善災(zāi)害性天氣聯(lián)合防災(zāi)減災(zāi)機制

針對暴雨洪澇、冰雹、大風(fēng)、連陰雨及寒潮等氣象災(zāi)害，廊坊市氣象部門、應(yīng)急管理部門、農(nóng)業(yè)部門、交通運輸部門等應(yīng)加強溝通、協(xié)作，建立健全聯(lián)合指揮體系和工作機制，明確各部門的職責(zé)分工，形成統(tǒng)一決策、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一行動的合力。同時，要建立專門的信息共享平臺，各部門之間通過平臺共享實時的氣象觀測數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報研判結(jié)果、災(zāi)害風(fēng)險評估報告等信息實現(xiàn)實時信息共享、交流，以便于準確評估、判斷災(zāi)害風(fēng)險，提前采取相應(yīng)的防災(zāi)減災(zāi)措施[9]。

廊坊市氣象部門還應(yīng)加強對災(zāi)害性天氣的宣傳力度，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者對災(zāi)害性天氣的認知和應(yīng)對能力，進而提升其防災(zāi)減災(zāi)意識和防御技術(shù)水平。加強不同部門之間的協(xié)作與合作，提高信息共享和交流的效率，使得各部門在發(fā)生災(zāi)害性天氣時能夠更加高效地實施聯(lián)合防災(zāi)減災(zāi)措施，減少災(zāi)害性天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)造成的損失。

4 結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展和社會的進步，我國大力推進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進程。作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，設(shè)施農(nóng)業(yè)提高了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，保障了糧食供給，并推動了經(jīng)濟的發(fā)展。災(zāi)害性天氣嚴重威脅著設(shè)施農(nóng)業(yè)的安全，因此，氣象部門應(yīng)分析災(zāi)害性天氣對設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響，更好地把握和評估災(zāi)害性天氣對農(nóng)作物種植、設(shè)施建設(shè)和管理的影響程度，并及時開展更有效的防御措施。預(yù)報預(yù)警技術(shù)可以精準監(jiān)測災(zāi)害性天氣的發(fā)生和發(fā)展數(shù)據(jù)，為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供準確的災(zāi)害信息，幫助設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者采取科學(xué)的防御措施，對保障設(shè)施農(nóng)業(yè)安全具有重要意義。