短時臨近天氣預報在農業氣象服務中的應用

石金偉，賴輝煌，楊慶波

（福建省德化九仙山氣象站，福建德化 362500）

0 引言

短時臨近天氣預報為農業生產提供了有效保障，對農業生產有著較強的指導作用。天氣變幻莫測，對農業的影響很大。而短時臨近天氣預報可以在短時間內預測出天氣所出現的變化，提前預測出天氣造成的影響，使農業生產合理的采取措施，減少時間和成本浪費。

1 短時臨近天氣預報的內涵特征

1.1 短時天氣預報的內涵

天氣預報大多時長分為長期、中期、短期3種。其中，長期天天氣預報指的是10～15 d，中期天氣預報指的是4～9 d，而短期的天氣預報指的是1～3 d。短時天氣預報可以較快預測天氣自然災害的發生，最長不超過12 h。短時臨近天氣預報可以及時地預報某個地區即將出現的天氣，如雷雨、強降水、大雨、大風等突變天氣，使人們提前做好應對措施。區別于長期的天氣預報，短時天氣預報具有強大的時效功能，它可以為農業生產提供保障，可以為農業生產提供相關的資料信息，農業生產按照精準的天氣預報在合適的時間內做出籌備工作。

1.2 主要特征

短時臨近天氣預報在現代農業生產中得到了廣泛應用，尤其在農業天氣預警和防災減災工作中效果明顯。我們通過分析短時臨近天氣預報得出該天氣預報形式特征：第一，短時臨近天氣預報相比傳統的天氣預報方式時間短、預報頻率高。其原因是，短時臨近天氣預報預報的是未來2 h之內的天氣情況，很大程度上保證了天氣預報的準確性，因為短時臨近天氣預報預報天氣時需要考慮到因素較少，分析天氣情況更為簡單。第二，在過去，受科學技術局限性等因素的影響，很難保證預報的效率和精度，天氣預報的氣象監測、分析也不夠精準。隨著科技的不斷發展，現代科學技術與短時臨近天氣預報發展密切，這就為氣象學工作打下了堅實基礎。新科技的應用使氣象工作的開展也得到了顯著提升。比如氣象衛星、云計算、云存儲、計算機互聯網、大數據、現代通信中都用到了短時臨近天氣預報。氣象工作者能夠通過短時臨近天氣預報精準化的進行天氣狀況監測，對信息進行分析和處理，有助于農業生產活動的順利進行。同時，也保證了短時氣象天氣預報的準確性和效率性，使農業生產效益得到提升。

2 短時臨近天氣預報在農業氣象服務中的重要性及意義

2.1 重要性

在我國農業發展中，氣象監測和研究工作十分重要。氣象監測過程中，監測人員通過監控系統能夠準確地掌握天氣的變化，可以提前讓大眾對天氣變化進行了解掌握，這樣就能夠留給農業生產足夠的時間進行農業防護，減少不必要的經濟損失。我們國家是農業大國，氣象預測對于農業生產來說必不可少。國民經濟與農業生產息息相關，為了提高農業生產效率，就需要知道天氣變化情況，了解預報氣象數據，為農業生產活動提供指導，使農作物少受天氣的影響，提高農業生產效率。

2.2 意義

2.2.1 提高天氣預報的準確性

一般情況下，預報的時間比較短，那么天氣預報準確性就會高，如果預報的時間比較長，那么天氣預報準確性也會下降。所以天氣氣象服務產品的質量直接與氣象數據的準確性成正比。短時臨近天氣預報能夠保證數據的準確性，能夠預測出短時間內的天氣變化。在工作人員了解天氣的變化之后，分析氣象數據，保證數據的準確性。短時臨近天氣預報的精準性能夠提高氣象服務質量，使農業生產受到氣象災害降到最低。

2.2.2 提高短時臨近天氣預報的氣象災害預警預報能力

短時臨近天氣預報是通過現代傳媒手段讓我們知道短時臨近天氣預報的重要性，對城市發展和農業發展有著重要影響，這樣可以有效地彌補傳統氣象預報中不足的問題，進而避免各種自然氣象災害。

2.2.3 短時臨近天氣預報具有時效性和針對性

滿足農業生產需求是短時臨近天氣預報的主要優勢，將數據信息及時傳遞給用戶，讓用戶能夠根據自然災害的類型進行有效預防。短時臨近天氣預報的及時性和針對性還可以縮短錄制以及播放之間的時差，規避天氣預報過程中有可能出現的空白段落，能夠預防氣象災害發生對農業生產造成重大的影響。

3 短時臨近天氣預報在農業氣象服務中的應用分析

3.1 2021年全年區域自動站維修保障情況

2021年全省區域站維修保障情況、故障類型情況等，詳見表1、圖1、圖2，傳感器故障中降水傳感器故障226次。

表1 2021年全省區域站維修保障情況

圖1 2021年全省區域站故障類型占百分比

圖2 2021年全省區域站故障類型分布圖

3.2 原因分析

通過數據我們得知，國家級臺站故障，主要故障原因為線纜損壞及接觸不良、雷擊導致設備損壞等。天氣雷達故障主要是發射機和天線伺服系統故障。風廓線雷達運行故障主要是前端機軟件卡死和TR組件故障。區域自動站故障原因為雨量堵塞、蓄電池充電效能低下所導致。土壤水分觀測站故障土壤水分傳感器故障以及采集器老化等。

3.3 采取措施，提高短時臨近天氣預報在農業氣象服務中的應用

傳感器線纜及線纜接頭處重點檢查，發現故障隱患及時排除，盡可能避免因線纜損壞而導致故障發生；同時，也要加強觀測場防雷和等電位檢查，特別是主采、地溫分采、溫室分采是否等電位，發現問題及時處理，盡可能防止雷擊故障發生。

雨量堵塞、蓄電池充電效能低下各級保障部門加強站點監控和維護，特別是建站時間較長站點蓄電池性能檢查，發現效能低下蓄電池及時更換，盡可能減少該類故障發生；同時，要加強重要站點巡查維護，特別是觀測場環境清理，及時清潔雨量傳感器淤泥和雜草，更換老化干簧管，確保設備穩定運行。

土壤水分傳感器故障以及采集器老化等，保障人員加強站點的監控和維護，發生故障時及時處理并盡可能減少該類故障的發生。

3.4 2022上半年綜合觀測業務質量

上半年觀測設備運行穩定，觀測設備運行質量均達到省級目標考核值（圖3、圖4）。

圖3 設備運行穩定率（可用性）（A、B）

圖4 區域站設備故障分布情況

3.4.1 故障分析

1）2022年1～6月份，全省地區區域站總體故障624次，其中天氣站故障84次，省級考核站點故障540次。從故障分布看，主要集中在傳感器故障；從要素故障分布看，主要集中在雨量故障，主要是由于雨量筒堵塞及干簧管損壞導致。

2）土壤水分觀測站故障1次（連城），故障原因為采集器故障導致個別數據異常，國家級臺站故障1次，主要故障原因為地溫線纜被老鼠咬斷導致地溫數據缺測。

3）有的臺站預警聯動機制未建立或建立不夠完善，導致存在未提前啟動應急觀測的風險；臺站對冰雹天氣預判能力較為薄弱；應急演練不充分，人員應急觀測能力不足，對相關業務規定不太熟練。

3.4.2 采取措施，提高短時臨近天氣預報在農業氣象服務中的應用

1）蓄電池充電效能低下，各級保障部門加強站點監控和維護，特別是建站時間較長站點蓄電池性能檢查，發現效能低下蓄電池及時更換，盡可能減少該類故障發生；同時，建議臺站加強站點管理和維修維護情況的落實，特別是已開展社會化保障的地區，維修人員在填寫故障單時，請核實后上報，盡可能避免誤報情況的發生。

2）雨量故障原因為雨量堵塞和通信模塊故障所導致，建議各級保障部門加強站點監控和維護，及時掌握站點基站信號升級情況，更換信號差站點通信模塊；同時，加強對雨量傳感器及時維護，清理雜草和淤泥，更換老化干簧管和翻斗，盡可能減少該類故障發生。

3）土壤水分觀測站故障建議保障人員加強站點的監控和維護，發生故障時及時處理并盡可能減少該類故障的發生。

4）國家級臺站故障建議臺站加強管道防鼠防蟲措施檢查，發現故障隱患及時排查通信線纜故障，盡可能避免因線纜損壞影響質量。

3.4.3 提高氣象服務質量

1）進一步壓實數據安全責任。各單位要把氣象數據安全納入重要議事日程，主要負責人要親自抓，要嚴格落實《中國氣象局網絡安全管理辦法》和《氣象數據管理辦法》要求，進一步明確數據安全責任，把責任落實到每一個單位、每一名干部職工，切實做好網絡安全、數據安全工作。

2）嚴格氣象內部業務網絡系統接入管理。各單位要認真梳理清查本地本單位范圍內接入氣象內部業務網絡系統的各類終端，切斷所有違規入網終端。嚴禁未承擔公共氣象服務職能的企業接入氣象內部業務網絡，已經接入的，責令一個月內斷網，完成斷網前，要加強數據安全監控，防止發生數據安全事件。已入網的承擔公共氣象服務職能的企業一周之內完成報批，未獲批準的，一個月內完成斷網。省內各相關企業的內網接入報請觀測處批準并報預報司備案同意。

3）從嚴實施氣象數據安全審查。各單位要認真清查規范對各類企業提供氣象數據情況，為企業提供超出《基本氣象資料和產品共享目錄》范圍數據的，《目錄》范圍外不涉及原始數據的，報觀測處審查批準；《目錄》范圍外涉及原始數據的報觀測處，由觀測處報預報司審查批準。對于未經審查或審查未獲批準向各類企業提供超出《目錄》范圍數據的，在一個月內停止提供。各級氣象部門暫停新成立與氣象數據服務有關的各類企業。各單位要立即停止通過互聯網網站提供的超《目錄》范圍氣象數據下載服務。氣象檔案數字化加工場所安防措施不符合要求的，要立即整改。加強對軟件開發等各類外協公司的管理，確保數據安全、業務安全。

4 結語

綜上所述，我們國家是農業大國，農業經濟在不斷發展，為了滿足農業發展下需求，應該在農業氣象服務中應用短時臨近天氣預報，通過體系建設運行、日常監督檢查、內審、外審等方式。發現現有工作（業務）流程缺陷并進行優化改進，降低風險，提高了管理效能；對現有工作（業務）流程有變革性的創新，變革績效明顯，能夠保障農業生產的健康發展。