綜合氣象觀測在當代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的研究與應用

高倩

摘要 當今社會對于氣象服務的依賴程度越來越高，氣象部門通過對大氣層的物理與化學變化進行觀測并做好記錄與分析，服務于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、交通、軍事、水文、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域，在防災減災、應對氣候變化、經(jīng)濟建設(shè)等方面發(fā)揮著不可替代的作用。本文對綜合氣象觀測及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用進行了闡述，通過分析確定影響綜合氣象觀測質(zhì)量的主要因素包括外界環(huán)境、操作行為、設(shè)備故障等方面，并提出了優(yōu)化管理措施，以增強氣象部門綜合氣象觀測能力。

關(guān)鍵詞 綜合氣象觀測；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；氣象服務；質(zhì)量

中圖分類號 P429? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）10-0132-04

隨著我國科技的快速發(fā)展，綜合氣象觀測技術(shù)取得了長足進步，為我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及社會的穩(wěn)定發(fā)展提供了精準的氣象服務，在防災減災、應對氣候變化方面功不可沒。但從整體上看，我國綜合氣象觀測技術(shù)還有很大的上升空間，觀測能力、系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性有待進一步提高。綜合氣象觀測工作與人們的生產(chǎn)生活緊密相關(guān)，提高氣象部門綜合氣象觀測技術(shù)水平對于社會的穩(wěn)定發(fā)展意義重大。

1 綜合氣象觀測工作概述

綜合氣象觀測工作所涉及的氣象觀測領(lǐng)域比較廣泛，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象災害的預防都依賴于精準的綜合氣象觀測，成為應對多種氣象災害的第一道防線。近些年來，我國氣象觀測技術(shù)與服務水平已取得了大幅度提升，氣象業(yè)務現(xiàn)代化整體實力邁上一個大臺階。

綜合氣象觀測工作是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動開展的重要基礎(chǔ)，對于作物種植與管理具有一定的指導性與前瞻性。在以前信息與技術(shù)不發(fā)達的時期，農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠個人經(jīng)驗結(jié)合歷法進行推算、預判，隨著科學技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展與普及，氣象預報服務成為指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要依據(jù)，尤其是綜合氣象觀測工作可以實時觀測氣象變化情況，為相關(guān)單位和用戶提供氣象預報服務[1]。

綜合氣象觀測系統(tǒng)屬于國家重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，目前我國氣象觀測系統(tǒng)建設(shè)逐步完善，按照傳感器所處位置的不同分為地基觀測、空基觀測和天基觀測，三者相互配合、優(yōu)勢互補，共同組成了綜合氣象觀測系統(tǒng)。綜合氣象觀測系統(tǒng)的觀測對象是地面、高空及空間范圍內(nèi)大氣圈層，需要通過長期不間斷地觀測獲取大氣圈及相關(guān)圈層的特征變化數(shù)據(jù)。高精度氣象數(shù)據(jù)從獲取到傳輸?shù)恼麄€過程可以看作是一條精密的流水線，不管哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都會影響到最終觀測數(shù)據(jù)的準確性[2]。

2 綜合氣象觀測在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

2.1 農(nóng)業(yè)氣象要素監(jiān)測

近些年來，我國農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，許多地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，綜合氣象觀測工作所發(fā)揮的作用越來越明顯。農(nóng)作物在不同的生長階段對氣候條件都有著不同的要求，種植密度、植株高度、作物產(chǎn)量等都與農(nóng)業(yè)氣象要素密切相關(guān)。農(nóng)業(yè)氣象要素主要包括溫度、濕度、風速、風向、降水量、氣壓、日照等，可通過專業(yè)的氣象監(jiān)測工具進行實時監(jiān)測。

2.1.1 溫度。對于空氣溫度的測定一般使用氣象百葉箱，在空曠的場地上放置白色百葉箱，距離地面1.5 m，將溫度計置于其中。百葉箱可以避免太陽直射、地面反射以及風雨對監(jiān)測結(jié)果的影響。

2.1.2 濕度。對于空氣濕度的測定也使用氣象百葉箱，在百葉箱內(nèi)放置2支構(gòu)造完全相同的溫度表，東邊一支為干球溫度表，其球部完全暴露在空氣中，用于測定空氣溫度，西邊一支為濕球溫度表，其球部纏上用蒸餾水濕潤的紗布，由于紗布上的水分蒸發(fā)會帶走熱量，濕球的溫度就會降低，蒸發(fā)速度與周圍環(huán)境空氣中的含水量相關(guān)，水分蒸發(fā)越快則濕球溫度越低，則說明空氣濕度越低，2支溫度表配合可以測定空氣的相對濕度。

2.1.3 風速與風向。目前氣象站常使用氣象傳感器、超聲波氣象站、手持氣象站、機械氣象站、防爆氣象站等儀器發(fā)射連續(xù)變頻超聲波信號對風速與風向進行觀測。

2.1.4 降水量。氣象站在測量降水量時一般使用翻斗式傳感器或壓電動能式傳感器，可準確記錄降水的時間、降水強度、降水量等數(shù)據(jù)，壓電動能式傳感器更加小巧，便于攜帶。

2.1.5 氣壓。目前氣象臺觀測氣壓的儀器有動槽式水銀氣壓表和空盒氣壓表2種。動槽式水銀氣壓表的優(yōu)勢在于精度高、性能穩(wěn)定，通常用來測量標準氣壓；空盒氣壓表的優(yōu)勢在于輕便、易攜帶、易安裝，但使用時需要采取溫度補償，對測量精度有影響。

2.1.6 日照。氣象站一般使用日照計來記錄一天中太陽的日照時數(shù)，了解不同時間段太陽直射輻射變化。光照不足會影響作物的光合作用，病蟲害也會增多，導致農(nóng)作物減產(chǎn)，因此日照觀測對指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有非常重要的意義[4]。

2.2 農(nóng)業(yè)氣象災害預警

農(nóng)作物的生長發(fā)育過程中不可避免的會遭遇不同程度的氣象災害，比如干旱、洪澇、寒潮、霜凍、冰雹、干熱風、沙塵暴等，都會影響作物的正常生長，甚至還會造成絕產(chǎn)[5]。氣象部門通過綜合氣象觀測獲取到農(nóng)業(yè)氣象災害信息后，按照災害類型、災害種類以及災害可能造成的危害和緊急程度確定氣象災害風險預警類別和等級。通常分為4個等級：Ⅳ級（一般）、Ⅲ級（較重）、Ⅱ級（嚴重）、Ⅰ級（特別嚴重），并且分別使用藍、黃、橙、紅4種顏色表示。農(nóng)業(yè)氣象災害預警工作主要包括風險分析、會商研判、預警制作、預警發(fā)布（包括首次發(fā)布、繼續(xù)發(fā)布）、預警變更、預警解除等。在當前信息化、網(wǎng)絡(luò)化時代，氣象災害預警信息的發(fā)布方式也有很多，比如通過電視、廣播、微信、微博、手機短信、短視頻平臺等形式發(fā)送到用戶端，或者用戶直接撥打12121電話可以直接獲取。人們在收到相關(guān)預警信息后可以提前制定應對措施做好防御，避免或者降低因氣象災害造成的經(jīng)濟損失。

2.3 農(nóng)作物產(chǎn)量預測服務

在農(nóng)作物成熟之前對其產(chǎn)量進行科學的預測，有利于國家農(nóng)業(yè)宏觀決策的制定，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到一定的指導作用。利用綜合氣象觀測系統(tǒng)做好氣象預報資料的采集匯總，實時掌握農(nóng)作物的生長情況，與往年同期進行對比，從而對農(nóng)作物的產(chǎn)量進行科學的預測。氣象部門工作人員根據(jù)氣象條件建立一個農(nóng)作物產(chǎn)量和氣象因子之間相互聯(lián)系的預報方程，將農(nóng)作物各個生長階段的溫度、日照、雨量、土壤濕度等數(shù)據(jù)輸入到方程中即可對該種農(nóng)作物產(chǎn)量進行預測。工作人員需要記錄每天的氣象數(shù)據(jù)，當突發(fā)性氣象災害影響到作物生長時需要做好調(diào)查。按照此方法對我國主要作物產(chǎn)量進行預測，準確率超過了98%，對制定和調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)宏觀政策意義重大，也是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要[6]。

3 影響綜合氣象觀測工作的主要因素

3.1 環(huán)境因素

氣象觀測站應避開各種環(huán)境因素的干擾才能保證數(shù)據(jù)的準確。在綜合氣象觀測工作中使用到許多精密儀器和設(shè)備，不同環(huán)境下對精密儀器設(shè)備產(chǎn)生不同程度的影響，比如周圍存在障礙物，就會導致觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差，在服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時導致信息不準確。另外，一些地區(qū)氣候變化較大，對綜合氣象觀測工作產(chǎn)生不利影響，比如有些地區(qū)春季多風、夏季經(jīng)常出現(xiàn)雷雨天氣，這些自然因素都會影響觀測設(shè)備的正常運行，造成觀測數(shù)據(jù)不準確。

3.2 操作不規(guī)范

目前，我國許多地方氣象部門的人員配備方面稍顯不足，中高級技術(shù)人員數(shù)量過少，而且人員素質(zhì)參差不齊，在綜合氣象觀測工作中存在儀器設(shè)備操作不規(guī)范、責任心不強、實際操作技術(shù)不熟練等情況，造成氣象數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差，無法對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到指導作用[7]。

3.3 觀測設(shè)備故障

氣象觀測設(shè)備常見故障分為多種情況，多集中在采集器故障、觀測傳感器故障、通訊傳輸模塊故障等。比如，溫濕度傳感器受到周圍熱源的影響或者電阻損壞；雨量傳感器可能出現(xiàn)雨量筒漏斗堵塞的情況，傳感器與采集器連接中斷；風向傳感器線路斷開或接觸不良；等等。這些都會導致數(shù)據(jù)不準確或者數(shù)據(jù)無變化。

4 提高綜合氣象觀測工作質(zhì)量的措施

4.1 避免外界環(huán)境因素影響觀測數(shù)據(jù)

應加強對氣象觀測環(huán)境的保護，保證所獲取的氣象資料準確、具有代表性與比較性，能夠作為氣候變化分析的依據(jù)。在選擇氣象觀測點時確保周圍環(huán)境空曠，沒有建筑、樹木等障礙物，與本地政府、城建、國土等部門做好溝通，在開發(fā)建設(shè)時確保氣象觀測點一定范圍內(nèi)不受影響。如果氣象觀測設(shè)備在使用過程中因環(huán)境破壞受到影響，對于本地小氣候的變化觀測結(jié)果影響較小，但如果是用于全國乃至全球范圍內(nèi)氣象環(huán)境分析，則必須保證觀測的精準度[8]。

4.2 確保工作人員規(guī)范化操作

為保證氣象觀測數(shù)據(jù)準確、及時，需要規(guī)范工作人員的操作方法，使其熟練掌握各種儀器設(shè)備的使用及注意事項[9]。

4.2.1 規(guī)范日常管理。綜合氣象觀測工作是氣象數(shù)據(jù)獲取的主要途徑，也是開展氣象各項業(yè)務的關(guān)鍵，氣象管理部門已經(jīng)實現(xiàn)內(nèi)審表庫的編制和處理，對日常工作中可能出現(xiàn)的問題和質(zhì)量控制方法已形成了有效的操作規(guī)范，針對可能存在的問題和質(zhì)量管理短板形成了有效的控制機制。比如一些省份建立了工作失誤、貽誤信息通報機制，在長期整改的機制上增加了立行立改的相關(guān)條款，使氣象觀測工作質(zhì)量得到有效提升。

4.2.2 建立并完善風險管理機制。氣象觀測工作關(guān)系到社會的安定，為了提高工作質(zhì)量與效果，應積極推行風險管理，提高工作人員的風險意識。目前很多地區(qū)的氣象部門采用了先進的PDCA管理模式，及時發(fā)現(xiàn)工作中的各種問題，對不符合項下發(fā)整改通知并對整改效果跟蹤落實，不斷優(yōu)化氣象觀測工作流程，對不合理的業(yè)務進行梳理和優(yōu)化，充分發(fā)揮PDCA管理模式的優(yōu)勢作用。

4.2.3 建立觀測數(shù)據(jù)安全管理機制。各地的氣象觀測數(shù)據(jù)都會匯集到國家氣象科學數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)庫建設(shè)及數(shù)據(jù)傳輸采用“一主三備”和內(nèi)外網(wǎng)物理分離的模式，全面提升業(yè)務水平，保證氣象數(shù)據(jù)安全。

4.2.4 加強工作人員的管理與培訓。工作人員的職業(yè)素養(yǎng)對氣象觀測工作影響很大，氣象部門應結(jié)合單位的用人需求和管理控制標準做好工作人員培訓管理工作，定期組織人員參加職業(yè)技能、安全等方面的培訓，包括儀器設(shè)備的使用、操作等，建立人才培養(yǎng)長效機制。在引入新設(shè)備、新技術(shù)時應開展專業(yè)化、系統(tǒng)化的技術(shù)培訓，讓工作人員更快地熟悉新設(shè)備、新技術(shù)的使用。制定績效管理方法，將工作人員的日常工作與績效掛鉤，以此來提升工作人員的積極性和主動性，保證氣象觀測工作的有序開展。

4.3 加強氣象觀測儀器與設(shè)備管理

4.3.1 加強儀器設(shè)備的日常維護管理。在具體工作中應結(jié)合工作實際制定儀器設(shè)備的日常維護管理制度并落實。對日常工作中出現(xiàn)的異常情況及時上報并予以解決處理，如有元器件損壞應及時更換維修。按照工作要求做好儀器設(shè)備的日常清潔與維護工作，采取必要的防雷措施，并定期做好檢查檢修工作，降低故障概率。

4.3.2 完善儀器設(shè)備管理制度。氣象部門應結(jié)合實際工作完善管理制度，制定嚴格的工作標準。落實日常巡檢制度，定期做好巡查，如果采用自動化控制系統(tǒng)，則需要對巡檢數(shù)據(jù)進行跟蹤，確保儀器設(shè)備運轉(zhuǎn)正常。建立日常監(jiān)督機制和抽查機制，及時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，保證日常管控工作效果的最優(yōu)化。

4.3.3 保證網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。氣象觀測數(shù)據(jù)需要傳輸回數(shù)據(jù)中心，形成氣象觀測報告，在這個過程中應保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩裕駝t也會影響綜合氣象觀測業(yè)務質(zhì)量。因此，應針對網(wǎng)絡(luò)傳輸進行優(yōu)化，制定網(wǎng)絡(luò)故障處理辦法，由專人負責網(wǎng)絡(luò)的運行情況，及時了解網(wǎng)絡(luò)運行動態(tài)，如果出現(xiàn)問題應第一時間查找原因并予以解決。采用網(wǎng)絡(luò)防火墻等防范技術(shù)應對網(wǎng)絡(luò)攻擊，及時升級殺毒軟件和病毒庫，提高數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全性[10]。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國綜合氣象觀測工作已取得了令世界矚目的成就，在社會經(jīng)濟快速發(fā)展與科技進步的時代背景下，人們對于氣象觀測數(shù)據(jù)的及時性、準確性都提出了更加嚴格的要求。要想從根本上提高綜合氣象觀測工作質(zhì)量，應了解當前實際工作中存在的不足，通過分析可以確定當前綜合氣象觀測工作中的突出問題，主要表現(xiàn)在環(huán)境因素的影響、操作不規(guī)范、觀測設(shè)備故障等幾個方面。為此，本文有針對性的提出了完善策略，確保氣象部門能夠積極落實科學的管理機制，提升工作質(zhì)量與工作效率，減少環(huán)境因素、人為因素對氣象觀測工作造成的不利影響，促進氣象工作的全面進步，為綜合氣象觀測業(yè)務管理水平的全面進步奠定堅實基礎(chǔ)。

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（責編：何 艷）