農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關的氣象要素分析

摘 要：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受溫度、濕度、降水、風速等氣象條件的影響，這些因素決定了農(nóng)作物的生長狀況和實際產(chǎn)量。傳統(tǒng)的氣象觀測主要依靠人工進行，其準確性和實時性均存在一定的問題。隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)代地面氣象觀測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動、連續(xù)監(jiān)測，大大提高了觀測的準確性和時效性，有助于農(nóng)民及時了解氣象變化，提前做出應對措施，減少因氣象災害造成的損失。鑒于此，通過探討地面氣象觀測在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，為相關專業(yè)人士提供有價值的參考信息。

關鍵詞：地面氣象觀測；氣象要素；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：S165 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

在全球氣候變暖的背景下，如洪澇、干旱、高溫等極端天氣事件頻發(fā)，是農(nóng)作物減產(chǎn)、品質下降甚至絕收的重要誘因。同時，工業(yè)化、城市化進程加快引發(fā)土地資源減少、土壤污染、水資源短缺等現(xiàn)象，這些環(huán)境問題不僅影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性，還對農(nóng)產(chǎn)品的質量造成較大影響。作為預測氣候變化的重要手段，地面氣象觀測能夠提供實時、精準的氣象數(shù)據(jù)，幫助農(nóng)民了解土壤質量、水源狀況等信息，指導其合理利用資源、保護生態(tài)環(huán)境，對保障國家糧食安全、促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展具有重要意義。

1 地面氣象觀測的主要內(nèi)容

1.1 溫度

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，溫度是一個十分重要的氣象因子，作物生長與溫度之間有著密切關系。在適宜的溫度范圍內(nèi)，作物生長速度隨著溫度的升高而加快，比如：在春季，隨著氣溫逐漸升高，冬小麥開始進入拔節(jié)、抽穗、灌漿等關鍵生長期，此時，溫度對小麥產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響。如果溫度過高或過低，作物生長會受到抑制，甚至死亡。

溫度對作物的發(fā)育也有很大影響，作物的發(fā)育期是指作物從播種到收獲所需的總時間，在適宜的溫度范圍內(nèi)，作物發(fā)育期隨著溫度的升高而縮短，例如，高溫地區(qū)的作物生長速度較快，發(fā)育期較短；而低溫地區(qū)的作物生長速度較慢，發(fā)育期較長。作物的發(fā)育期長短會影響到作物的產(chǎn)量和品質。

溫度還會影響作物的病蟲害發(fā)生和傳播。在溫度適宜的條件下，容易滋生各種病蟲害且易于傳播，而在低溫或高溫等極端條件下，病蟲害會受到一定程度的抑制。因此，要根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件和作物生長特點，合理安排農(nóng)事活動。

1.2 濕度

濕度是空氣中水蒸氣的含量，濕度的高低直接決定著空氣的濕潤程度，進而影響植物的蒸騰作用和光合作用。水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈，適宜的濕度可以幫助植物正常生長，抵御干旱和洪澇災害。在濕度適中的環(huán)境下，植物會充分吸收水分，保持健康生長。但與溫度相同，過高或過低的濕度都對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極為不利。

例如，濕度過高時，作物病害頻繁發(fā)生，這是因為高濕度為病原菌的生長和繁殖提供了有利條件，使得作物容易受到感染，作物的抗逆性不斷下降，且難以抵御不良環(huán)境；而當濕度過低時，則會導致作物缺水，影響正常生長，尤其是在干旱季節(jié)，濕度過低會使土壤水分蒸發(fā)加快，作物難以吸收足夠的水分，導致生長受限甚至枯萎。

因此，掌握濕度的變化規(guī)律，采取相應的措施調節(jié)濕度，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關重要。根據(jù)作物對濕度的需求，合理安排灌溉和排水，保持土壤濕度適中，注意防范土壤因濕度過高而引發(fā)的作物病害和蟲害問題等[1]。

1.3 降水

從宏觀層面來看，降水指的是雨、雪、露、霜、霧等從天空降落至地面的水汽凝結物，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的水分來源。雨水能滋潤土壤，幫助植物吸收養(yǎng)分，促進生長。尤其是在干旱地區(qū)，有限的降水往往決定了農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量，而適量的降水可以避免病害的發(fā)生。但過多的降水會導致作物根部浸泡在水中，影響植物吸收養(yǎng)分，甚至導致作物死亡，這種情況在洪澇災害時尤為嚴重，會導致農(nóng)作物的大規(guī)模減產(chǎn)或絕收。過少的降水則可能導致土壤干燥，影響作物的正常生長，甚至引發(fā)旱災。

此外，降水的分布和持續(xù)時間也會影響農(nóng)作物的生長周期，比如，在某些季節(jié)，連續(xù)的陰雨天氣致使作物生長緩慢，而在作物關鍵生長期的一次強降水則有助于產(chǎn)量增收。由此可見，降水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響是多方面的，既有可能帶來豐收，又有可能造成損失，只有通過科學的氣象觀測和合理的農(nóng)業(yè)管理，才能最大限度地利用有利條件，減少不利影響。

1.4 風速與風向

在氣象學中，風速和風向是2個核心要素，風速是風的速度，通常用m/s或者km/h表示。風向則是風吹來的方向，通常用東南、西北等方位名詞表示。對許多農(nóng)作物而言，風可以幫助花粉傳播，從而實現(xiàn)授粉。尤其是一些自花授粉作物，如小麥、豌豆等，借助風力完成授粉，從而結出果實。針對某些果樹，由于風的存在，會使果實趨于成熟、水分更足。作物成熟時期，風的吹拂有助于干物質的積累，使谷物易于脫粒，幫助作物快速干燥，縮短晾曬時間，提高收割效率。

但是，受風向或風速的影響，容易加速病蟲害的傳播。比如，害蟲會隨著風遷徙至新的區(qū)域，造成農(nóng)作物受害；強風可能導致土壤侵蝕問題，尤其是在缺乏植被保護的土地上，長期的風蝕作用致使土壤肥力的流失和土地退化。鑒于此，選擇適合的農(nóng)作物種植方式和合理的管理措施對抵抗風蝕至關重要。

1.5 光照強度

光照強度通常指太陽光照射到地面的能量大小，可以理解為植物的能量來源，沒有足夠的光照，植物不能進行光合作用，也無法健康生長。此外，在光照充足的條件下，作物生長旺盛，葉片厚實，光合作用效率高，有助于提高作物的實際產(chǎn)量，對其生長周期、株高、葉面積等有顯著影響。這是因為光照充足時，作物光合作用增強，生長速度加快，反之，光照不足會導致作物生長受阻，甚至出現(xiàn)徒長現(xiàn)象。

充足的光照使植物葉片中的葉綠素含量增加，光合作用增強，合成植物生長所需的有機物質。例如，水果和蔬菜在充足的光照下會更加鮮艷，口感也會更好，這得益于光照強度的適中；如果光照不足，某些作物的抗病性就會降低，增加病蟲害發(fā)生的可能性[2]。

2 地面氣象觀測在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

2.1 結合氣象數(shù)據(jù)調整種植計劃

獲取氣象數(shù)據(jù)的方式有很多，最直接的方法是使用氣象儀器進行測量，這類儀器通常安裝在農(nóng)田附近，通過傳感器監(jiān)測氣象要素，并將數(shù)據(jù)傳輸至計算機或其他設備，實時監(jiān)測天氣的變化。同時，地方政府和相關機構也會發(fā)布氣象信息，供公眾查閱，借助氣象網(wǎng)站、手機應用程序等途徑獲取氣象信息；根據(jù)數(shù)據(jù)調整種植計劃，比如，近期的降水量較少，增加灌溉次數(shù)，以保證土壤濕度足夠，若溫度較低，則有必要推遲播種時間，以免影響種子的發(fā)芽率。

依照氣象數(shù)據(jù)選擇合適的農(nóng)作物品種，如某個季節(jié)的降水量較多，選擇耐澇性較強的農(nóng)作物品種予以應對，如果溫度過高，則選擇耐熱性較強的品種；除了調整種植計劃，氣象數(shù)據(jù)還可以幫助農(nóng)民預測農(nóng)作物的生長情況，比如某個季節(jié)的溫度適宜、降水量適中，即可預測該季度的農(nóng)作物生長情況較好。一旦氣候條件惡劣，則需采取相應的措施減少損失。

2.2 預防農(nóng)業(yè)氣象災害

暴雨、干旱、冰雹等氣象災害時有發(fā)生，常常給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。如何有效預防氣象災害，確保農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)，是擺在人們面前的重要問題。地面氣象觀測的核心在于實時、精準地監(jiān)測氣象變化，利用氣象站實時收集溫度、濕度、風速、風向、降雨量等數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常氣象變化，如暴雨、大風等，系統(tǒng)會立即發(fā)出預警，為農(nóng)民爭取寶貴的應對時間。

除了農(nóng)田現(xiàn)場的數(shù)據(jù)監(jiān)測，地面氣象觀測網(wǎng)絡還可將收集到的數(shù)據(jù)實時上傳至云平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，農(nóng)業(yè)部門、氣象機構和農(nóng)民均可通過手機App或電腦終端查看這些數(shù)據(jù)，促使多方迅速聯(lián)動。有了實時的氣象數(shù)據(jù)和預警信息，農(nóng)民在面對氣象災害時不再盲目，如為了抵御強降水，提前疏通排水渠道，避免農(nóng)田積水。為了避免干旱問題，提前儲備水源，合理灌溉[3]。當災害發(fā)生后，地面氣象觀測系統(tǒng)開始全面評估災情，對災前、災中、災后的數(shù)據(jù)對比分析，明確災害的影響范圍和實際程度，政府及有關部門以此制定合理的救災重建計劃，為災后恢復工作提供科學依據(jù)。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展，氣候區(qū)劃需要依托現(xiàn)代氣候學的研究成果，利用地面氣象觀測獲取所需的氣候要素和實時數(shù)據(jù)。同時，這一過程還需緊密結合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況，不斷進行完善和補充，以適應不斷變化的環(huán)境需求。

2.3 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃與可持續(xù)發(fā)展

農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是通過研究農(nóng)作物的生理生態(tài)過程及農(nóng)業(yè)技術措施對小氣候的影響，合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)布局和結構的一種方法。

農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃包括農(nóng)業(yè)自然條件區(qū)劃、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃、農(nóng)業(yè)種植區(qū)劃，其中，農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是基礎，其為農(nóng)業(yè)自然條件區(qū)劃提供氣候方面的依據(jù)，也為農(nóng)業(yè)種植區(qū)劃提供氣候適宜性指標。農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的指標體系包括光能、熱量、水分、風等氣候要素，任何一個或幾個氣候要素都可作為單獨的指標進行區(qū)劃，充分考慮當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點、作物布局、耕作制度、地形和土壤條件等，注意分析相似區(qū)域的差異，避免區(qū)劃結果的雷同或片面追求指標數(shù)值的統(tǒng)一性，以便更好地反映農(nóng)業(yè)氣候資源和災害狀況。

在區(qū)劃過程中，相關部門可充分利用遙感技術、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等現(xiàn)代科技手段，提高區(qū)劃成果的科學性和準確性。對一些關鍵區(qū)域和關鍵問題，要進行專題研究和綜合分析，避免以偏概全。此外還要加強與其他部門的交流合作，不斷豐富完善區(qū)劃成果。

從前景來看，農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃為各級領導機關制定農(nóng)業(yè)政策和規(guī)劃提供科學依據(jù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門調整作物布局、改革耕作制度、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件提供重要參考，是促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、推動我國氣候學研究水平日益提升的有力舉措。

2.4 精準農(nóng)業(yè)與智能農(nóng)業(yè)結合

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式下，農(nóng)民往往依賴經(jīng)驗和直覺進行種植管理，但隨著科技的進步，新型的農(nóng)業(yè)模式——精準農(nóng)業(yè)與智能農(nóng)業(yè)逐漸嶄露頭角，兩者的結合不僅提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，還大大節(jié)省了資源，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了革命性的變化。

在前期準備階段，農(nóng)民對農(nóng)田進行詳細的調查與評估，了解土壤的成分、肥沃度、pH值等，以及農(nóng)田周邊的環(huán)境。利用無人機和遙感技術航拍農(nóng)田，獲取高清晰度的圖片，以便進一步分析；在部署智能農(nóng)業(yè)設備方面，安裝土壤濕度和溫度傳感器、氣象站、攝像頭等，實時監(jiān)測土壤濕度、溫度、光照強度、風速等環(huán)境參數(shù)，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術全面分析，掌握農(nóng)田的實際情況與預測情況是否一致，如果存在偏差，分析是何種原因導致的，并制定相應的調整措施[4]；根據(jù)數(shù)據(jù)分析結論，精準開展施肥、灌溉、噴藥等作業(yè)，有針對性地對某些區(qū)域進行補充，既避免了資源的浪費，又確保了農(nóng)作物的健康生長；定期更新農(nóng)田數(shù)據(jù)，并對智能農(nóng)業(yè)設備進行維護升級，重點關注農(nóng)業(yè)技術的最新發(fā)展，及時引進先進的技術設備和理念方法。

3 地面氣象觀測在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題及對策

3.1 數(shù)據(jù)精度有待提升

農(nóng)業(yè)是“看天吃飯”的行業(yè)，無論是種植、灌溉還是收割，農(nóng)民都需要及時、準確的氣象信息做出決策，如果氣象數(shù)據(jù)不準確，農(nóng)民錯誤判斷氣候動態(tài)，就會影響農(nóng)作物的生長和收成。而之所以地面氣象觀測的數(shù)據(jù)精度出現(xiàn)問題，一是設備老化或維護不當，觀測設備是獲取準確數(shù)據(jù)的基石，如果設備出了問題，數(shù)據(jù)自然會受到影響；二是技術落后或更新不及時，老舊的技術或未及時更新的設備可能會限制數(shù)據(jù)精度的提升；三是觀測人員的操作技能或專業(yè)水平不足，如果觀測人員沒有受過專業(yè)培訓或在實際操作中有誤差，也會降低數(shù)據(jù)的精準性[5]。

鑒于此，相關部門需要定期檢查和維護觀測設備，

確保其處于良好的工作狀態(tài)，及時更換老舊或損壞的設備。在技術方面，積極引進應用最新的氣象觀測技術，以提高數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。同時，加強對觀測人員的培訓教育，只有觀測員的專業(yè)水平符合相關要求，才能在實際工作中減少誤差，提高數(shù)據(jù)質量。

3.2 缺乏統(tǒng)一標準規(guī)范

缺乏統(tǒng)一標準，意味著各個地區(qū)在進行氣象觀測時可能采用不同的方法、技術和設備，大大降低了氣象數(shù)據(jù)的利用價值。比如，南方和北方的農(nóng)業(yè)種植結構、氣候條件存在較大差異，如果采用不同的觀測標準，則得出的數(shù)據(jù)難以適用于另一地區(qū)的農(nóng)業(yè)活動；缺乏規(guī)范的氣象觀測流程。例如，部分地區(qū)氣象觀測流程不規(guī)范，使得觀測質量低，數(shù)據(jù)偏差較大，最終影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。此外，不同的觀測系統(tǒng)之間可能存在數(shù)據(jù)格式不兼容、傳輸協(xié)議不一致等問題，這不僅增加了數(shù)據(jù)處理的難度，也使得各地在數(shù)據(jù)共享方面的合作變得困難，致使可用資源浪費。

為了更好地服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，相關部門需要制定一套適用于全國范圍內(nèi)的氣象觀測標準，并確保各地的觀測活動嚴格遵循，使地面氣象觀測才能真正發(fā)揮其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。

4 未來的發(fā)展方向

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要更加及時的氣象信息，以便農(nóng)民第一時間采取應對措施。未來，地面氣象觀測將借助更加先進的傳感器和通信技術，實現(xiàn)更實時、更精準的數(shù)據(jù)采集，便于農(nóng)戶及時了解氣象變化情況，提前做好防范應對，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全性和效益值。同時，地面氣象觀測將更加多元化，單從目前來看，氣象觀測主要關注氣象要素的測量，但未來將更加注重與其他領域的結合。比如將地面氣象觀測與土壤、植被、生態(tài)等領域的數(shù)據(jù)進行整合，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加全面的決策支持，這有助于農(nóng)民全面了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境和條件，制定更加科學合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃[6]。

5 結束語

地面氣象觀測不僅為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了及時、準確的氣象信息，還為農(nóng)業(yè)決策提供了科學依據(jù)，促使農(nóng)民更好地了解天氣變化，合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，提高效益產(chǎn)值。鑒于此，應充分挖掘氣象數(shù)據(jù)價值，提高數(shù)據(jù)分析和應用能力，做好相關技術研發(fā)和推廣工作，加強與農(nóng)業(yè)部門的合作，推動氣象與農(nóng)業(yè)的深度融合，為加速農(nóng)業(yè)轉型升級提供助力。

參考文獻

[1] 吳繼芳.地面氣象觀測在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用及對策[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2023（7）：89-91.

[2] 于宛男，張月.地面氣象觀測對水稻種植的影響[J].黑龍江糧食，2023（6）：45-47.

[3] 張常亮，謝銀海，何星庭.地面氣象觀測站自動化監(jiān)控預警平臺設計與實現(xiàn)[J].氣象水文海洋儀器，2023，40（2）：109-112.

[4] 鄒福玉，覃南珠.地面氣象觀測對玉米種植的影響[J].河北農(nóng)機，2023（9）：109-111.

[5] 李浩，劉鳳，孟鑫，等.氣電一體、以氣為本理工結合、落實到工：氣象觀測課程分析[J].高教學刊，2023，9（9）：82-87.

[6] 樊萬珍，孫超，高翔，等.國家級地面氣象無人值守業(yè)務運行故障及處理方法[J].河南科技，2023，42（6）：105-112.

收稿日期：2024-07-10

作者簡介：申定雁（1989—），男，廣東陽江人，工程師，研究方向為地面綜合氣象觀測。