陳夢龍

摘要：為提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量，本文針對巴林左旗地區(qū)短時臨近天氣預(yù)報存在的問題進(jìn)行了研究，總結(jié)了巴林左旗地區(qū)氣候特點(diǎn)，闡述短時臨近天氣預(yù)報的概念和主要應(yīng)用價值，重點(diǎn)介紹了巴林左旗目前農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)情況，探討了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中應(yīng)用短時臨近天氣預(yù)報的方法，提出改善短時臨時天氣預(yù)報質(zhì)量的可行性建議，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)；短時臨近天氣預(yù)報；氣象災(zāi)害；災(zāi)害預(yù)警

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴自然資源，其中，直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣候因素主要是溫度、濕度與光照條件等因素。農(nóng)作物對氣候變化具有較高敏感性，關(guān)注氣候變化，積極應(yīng)對災(zāi)害性天氣，可有效緩解農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。短時臨近天氣預(yù)報是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的主要內(nèi)容之一，對加強(qiáng)區(qū)域農(nóng)業(yè)管理具有重要意義。

1 巴林左旗地區(qū)主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)

巴林左旗地處赤峰市北部，東部為阿魯科爾沁旗，西、南銜接巴林右旗，北部為錫林郭勒盟西烏珠穆沁旗。巴林左旗總面積為6644 km2，主要為中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，季節(jié)變化顯著，四季溫度、降水量變化較大。巴林左旗春季多風(fēng)，具有較大蒸發(fā)量，較易發(fā)生春季干旱。夏季持續(xù)時間較短，天氣炎熱、平均氣溫較高，與其他季節(jié)相比降水豐富。秋季氣溫下降，天氣涼爽，霜期較長。該旗冬季氣溫較低，而且持續(xù)時間較長。巴林左旗全年平均氣溫為3～6℃，降水量310～420 mm，日照時間2 900～3 000h，全年光照充足，全年無霜期為90～135 d。該地霜凍通常起始于9月上中旬。南部隆昌地區(qū)無霜期為120～135 d，中部林東地區(qū)無霜期為115～130 d，北部浩爾吐地區(qū)無霜期107～115 d，北部壩口無霜期約為90 d。降水方面，6～8月份降水較多，在全年降水量中占比約為71%～78%。巴林左旗北部降水量較高，南部較低，年蒸發(fā)量為1 600～1 700 mm。巴林左旗土地肥沃、廣闊，適合發(fā)展農(nóng)業(yè)。但是巴林左旗較易發(fā)生霜凍、強(qiáng)降水等氣象災(zāi)害，加強(qiáng)天氣監(jiān)測對于促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效具有重要意義[1]。

2 短時臨近天氣預(yù)報的基本概念

短期天氣預(yù)報是指24～72 h天氣預(yù)報，其中，短時臨近天氣預(yù)報即臨近天氣預(yù)報，通常預(yù)報未來0～12h天氣、預(yù)測短時天氣變化趨勢。短時天氣預(yù)報主要應(yīng)用氣象衛(wèi)星云圖與天氣雷達(dá)探測技術(shù)，短時臨近天氣預(yù)報可準(zhǔn)確預(yù)報短時內(nèi)突發(fā)性極端天氣，包括暴雨、暴雪、冰雹、龍卷風(fēng)以及雷暴雨、雷雨大風(fēng)等，主要用于預(yù)測中小規(guī)模強(qiáng)對流天氣。上述極端天氣的特點(diǎn)是突發(fā)、劇烈，通常持續(xù)時間較短。臨近預(yù)報是短時天氣預(yù)報特定內(nèi)容，主要監(jiān)測實(shí)時天氣以及預(yù)測未來0～2h天氣[2]。

3 短時臨近天氣預(yù)報的應(yīng)用價值

3.1 準(zhǔn)確預(yù)測氣象災(zāi)害

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)主要目的是促進(jìn)農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)，其中短時臨近天氣預(yù)報準(zhǔn)確性、及時性、綜合性和針對性較好，應(yīng)用優(yōu)勢顯著。短時臨近天氣預(yù)報是以先進(jìn)氣象設(shè)備、技術(shù)為基礎(chǔ)，通過天氣觀測與數(shù)據(jù)分析，綜合各項觀測和模擬數(shù)據(jù)，對未來短期內(nèi)天氣變化進(jìn)行預(yù)測分析，以此為基礎(chǔ)發(fā)出氣象災(zāi)害預(yù)警，分析結(jié)果可靠性較好，準(zhǔn)確度較高，可提醒農(nóng)業(yè)部門及時采取有效措施防災(zāi)減災(zāi)。短時臨近天氣預(yù)報與長期天氣預(yù)報相比具有較高準(zhǔn)確度，主要進(jìn)行短時內(nèi)氣象分析和預(yù)測。數(shù)據(jù)分析、氣象要素監(jiān)測是影響天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的直接原因，以數(shù)據(jù)分析為依據(jù)可預(yù)測氣象動態(tài)變化。氣象災(zāi)害較易毀壞農(nóng)作物，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，嚴(yán)重時導(dǎo)致絕收，及時、準(zhǔn)確預(yù)報天氣變化可促進(jìn)氣象災(zāi)害防控。

3.2 及時發(fā)出災(zāi)害預(yù)警

短時臨近天氣預(yù)報預(yù)測時間較短，預(yù)報信息比較及時。此種天氣預(yù)報可在氣象災(zāi)害發(fā)生前幾天或者幾小時內(nèi)預(yù)報天氣趨勢，并且可準(zhǔn)確分析未來幾小時天氣情況，從而提高氣象災(zāi)害預(yù)警及時性。提前發(fā)布災(zāi)害預(yù)警有利于爭取時間，及時采取災(zāi)害防控措施，從而減少損失。

3.3 綜合預(yù)測災(zāi)害風(fēng)險

在短時臨近天氣預(yù)報中，綜合利用氣象雷達(dá)、衛(wèi)星與專業(yè)觀測設(shè)備，利用專業(yè)知識和技術(shù)分析手段，對強(qiáng)降水天氣、臺風(fēng)等進(jìn)行預(yù)測，提醒有關(guān)部門做好洪澇災(zāi)害防控，促進(jìn)綜合防災(zāi)減災(zāi)。通過綜合技術(shù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析可有效評估天氣變化，輔助預(yù)測和防控農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。

3.4 針對性災(zāi)害防控

短時臨近天氣預(yù)報可根據(jù)區(qū)域農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測需求，針對性整理分析氣象信息，發(fā)布、預(yù)警區(qū)域氣象災(zāi)害[3]。氣象部門結(jié)合監(jiān)測結(jié)果，分析氣象災(zāi)害成因、進(jìn)行發(fā)展預(yù)測、評估災(zāi)害程度，探討針對性防災(zāi)減災(zāi)方法。向用戶及時發(fā)布災(zāi)害信息，提出防災(zāi)減災(zāi)建議，是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的主要工作內(nèi)容。天氣預(yù)報在防汛管理中具有重要作用。短時臨近天氣預(yù)報主要針對特定區(qū)域，在實(shí)際操作中，需要結(jié)合區(qū)域特殊氣候環(huán)境和氣象條件等信息，針對性預(yù)測氣象發(fā)展趨勢。此種氣象預(yù)測對區(qū)域氣象災(zāi)害防控而言具有顯著價值。農(nóng)業(yè)是巴林左旗的支柱產(chǎn)業(yè)，該旗作物播種約為10.33萬hm2，產(chǎn)糧豆約380 kg/667 m2，氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)危害性較大。為提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，減少氣象災(zāi)害損失，必須加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，提高天氣預(yù)報質(zhì)量。

4 應(yīng)用短時臨近天氣預(yù)報進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的方法

4.1 指導(dǎo)強(qiáng)對流天氣預(yù)測、應(yīng)對

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中，強(qiáng)對流天氣發(fā)生率較高，巴林左旗常見災(zāi)害性天氣主要為霜凍、洪澇、雷電災(zāi)害等。尤其是強(qiáng)洪澇、雷電災(zāi)害等天氣現(xiàn)象，通常具有突發(fā)性，持續(xù)時間較短，但是危害性較強(qiáng)、波及范圍較廣，難以提前、精準(zhǔn)預(yù)測。冰雹等強(qiáng)對流天氣較易造成農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，較易導(dǎo)致農(nóng)作物損毀，甚至導(dǎo)致絕收。為減少復(fù)雜對流天氣造成的損失，促進(jìn)安全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)針對地區(qū)加強(qiáng)短時臨近天氣預(yù)報，科學(xué)評估強(qiáng)對流天氣風(fēng)險，分析強(qiáng)對流層變化對氣候變化的影響，合理預(yù)測未來氣候變化，指導(dǎo)災(zāi)害預(yù)測和農(nóng)業(yè)災(zāi)害防控。在實(shí)際監(jiān)測中，主要進(jìn)行地面狀態(tài)監(jiān)測、線性分析，提高氣象預(yù)報準(zhǔn)確性。通過科學(xué)預(yù)測，及時發(fā)布強(qiáng)對流天氣預(yù)警，提醒農(nóng)業(yè)部門及時采取防災(zāi)減災(zāi)措施。

4.2 指導(dǎo)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防控

宏觀氣候數(shù)據(jù)分析顯示，全球變暖趨勢顯著，在此種氣候變化影響下，極端氣象災(zāi)害發(fā)生率顯著升高。自然環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有直接影響。氣象部門加強(qiáng)短時臨近天氣預(yù)報的目的是提高防御農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害能力。根據(jù)天氣預(yù)報信息，農(nóng)戶合理制定應(yīng)對方案，科學(xué)保護(hù)農(nóng)作物，從而減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失，促進(jìn)生產(chǎn)安全。根據(jù)天氣預(yù)報信息，相關(guān)部門可針對性開展人工降雨、人工防雹、抗旱抗汛等措施，基于實(shí)際農(nóng)業(yè)氣象信息通過人工作業(yè)減災(zāi)。在防御氣象災(zāi)害、降低災(zāi)害損失工作中，天氣預(yù)報具有顯著應(yīng)用價值，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.3 指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理

農(nóng)業(yè)管理中，應(yīng)結(jié)合氣象服務(wù)信息制定管理計劃，準(zhǔn)備生產(chǎn)資料，積極預(yù)防氣象災(zāi)害。通過天氣預(yù)報和農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)可指導(dǎo)農(nóng)民針對性防控災(zāi)害影響，盡可能減輕農(nóng)作物受到氣象災(zāi)害影響?；谙嚓P(guān)信息實(shí)時評估農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃科學(xué)性，提高農(nóng)業(yè)管理質(zhì)量[4]。

5 提高短時臨時天氣預(yù)報質(zhì)量的建議

5.1 完善氣象預(yù)報模式

當(dāng)前國內(nèi)短時臨近天氣預(yù)警可精確至2 h內(nèi)，預(yù)報精準(zhǔn)度主要受到技術(shù)因素影響和工作模式影響。但是我國國情比較特殊，農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)化管理仍然處于發(fā)展階段，而且農(nóng)田面積較大，2 h內(nèi)農(nóng)業(yè)管理可覆蓋面積較小。針對大面積種植作物的巴林左旗農(nóng)戶而言，通過2 h預(yù)見性應(yīng)對氣象災(zāi)害難度系數(shù)較高，防災(zāi)管理時間緊迫。為此，在未來農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中應(yīng)積極完善天氣預(yù)報技術(shù)，提高預(yù)警及時性，為農(nóng)業(yè)部門爭取更多應(yīng)對時間。進(jìn)一步加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)，此外應(yīng)加強(qiáng)人工智能技術(shù)應(yīng)用，提高氣象災(zāi)害預(yù)警有效性，促進(jìn)天氣預(yù)測、提高預(yù)警反應(yīng)速度，提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)效率和質(zhì)量。

5.2 提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確度

當(dāng)前氣象觀測主要是利用天氣雷達(dá)、氣象臺站與衛(wèi)星等獲取天氣信息。目前巴林左旗國家新一代天氣雷達(dá)已經(jīng)建成。巴林左旗國家天氣雷達(dá)站于2023年7月10日投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，為新一代雙偏振雷達(dá)，采用雙偏振極化方式運(yùn)行，位于巴林左旗哈拉哈達(dá)鎮(zhèn)朝陽營子村豁子梁803轉(zhuǎn)播臺山頂。應(yīng)用雙偏振雷達(dá)進(jìn)行短時臨時天氣預(yù)報時，其原理為天氣雷達(dá)發(fā)射脈沖形式的電磁波，當(dāng)電磁波在大氣中傳播時，遇到空氣分子、大氣氣溶膠、云滴和雨滴、雪花等懸浮粒子時，入射電磁波就會從這些粒子上向四面八方散射開來，這種現(xiàn)象稱為散射現(xiàn)象。被粒子散射的電磁波，其中一部分向后的散射波返回到雷達(dá)天線，被雷達(dá)接收，再經(jīng)過一系列A/D轉(zhuǎn)換、信息處理后就得到能表征氣象信息的相關(guān)物理量和特性，供用戶分析使用。因此散射是雷達(dá)探測的基礎(chǔ)。天氣雷達(dá)依靠脈沖形式的電磁波進(jìn)行探測。電磁波作為橫波，傳播的方向與電場、磁場的方向相互垂直，電場的方向稱為電波的極化（或偏振）。天線發(fā)出的電磁波與雨滴相遇后將產(chǎn)生散射，雷達(dá)通過接收向后散射的信號強(qiáng)度及其多普勒效應(yīng)，分別計算出雨滴的反射率因子（Z）和徑向速度（M）。由于越大的雨滴在下落過程中因形變而變得越扁，對應(yīng)散射電磁波的能力就越強(qiáng)，因此全國布網(wǎng)的常規(guī)天氣雷達(dá)發(fā)射的均為水平極化的電磁波，這樣越大的回波強(qiáng)度對應(yīng)了越強(qiáng)的降水。巴林左旗擁有國家自動站2個，區(qū)域自動站由原來的19個增加為22個，順利完成巴林左旗境內(nèi)7個四要素區(qū)域自動站升級為6要素區(qū)域自動站，新建1個9要素區(qū)域自動站，新增稱重式雨量傳感器兩臺，1部GNSS/MET，兩部自動土壤水分測試儀，小雷達(dá)一部。2020年4月1日，地面觀測自動化正式實(shí)施，觀測業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)的值守班向數(shù)據(jù)裝備保障、質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變，裝備保障能力大幅提升。

制作天氣預(yù)報過程中，一方面應(yīng)全面分析上述數(shù)據(jù)，另一方面應(yīng)科學(xué)構(gòu)建運(yùn)算模型，完善預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，提高預(yù)報精度。多普勒天氣雷達(dá)是短時臨近天氣預(yù)報主要應(yīng)用技術(shù)，通過分析雷達(dá)探測結(jié)果，獲取實(shí)時風(fēng)速、氣流變化，從而合理評估氣候情況。多普勒天氣雷達(dá)技術(shù)的缺點(diǎn)是精準(zhǔn)度較低。目前新型天氣雷達(dá)大面積覆蓋，雷達(dá)探測網(wǎng)絡(luò)逐漸完善，應(yīng)進(jìn)一步改善天氣預(yù)報預(yù)警準(zhǔn)確性。

5.3 加強(qiáng)短時臨近天氣研判

應(yīng)加強(qiáng)天氣情況會商，結(jié)合長、中、短期天氣數(shù)據(jù)分析，匯總分析日常天氣情況，以此為基礎(chǔ)合理預(yù)測天氣情況，通過長期氣象信息積累分析，總結(jié)氣象信息特點(diǎn)和氣候發(fā)展趨勢。針對重大天氣變化，應(yīng)第一時間啟動應(yīng)急預(yù)案，明確氣象服務(wù)重點(diǎn)，及時進(jìn)行天氣會商。通過綜合分析近期天氣信息和災(zāi)情分析，可對未來趨勢進(jìn)行預(yù)測?；跉夂蛱攸c(diǎn)和發(fā)展趨勢，全面、系統(tǒng)性分析氣象要素信息，促進(jìn)針對性災(zāi)害應(yīng)對。促進(jìn)各部門協(xié)同合作，上下級部門應(yīng)加強(qiáng)氣象信息溝通交流，共同探討農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)工作，持續(xù)完善災(zāi)害防御機(jī)制。一旦出現(xiàn)特殊天氣變化，應(yīng)采用實(shí)時播報方式及時、動態(tài)更新天氣變化信息，動態(tài)管理氣象災(zāi)害預(yù)警信息，及時發(fā)布和解除氣象災(zāi)害預(yù)警。

5.4 提高天氣預(yù)報及時性

在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中，氣象災(zāi)害預(yù)警管理是重要工作內(nèi)容，其目的是及時提醒農(nóng)戶采取防御措施，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)部門進(jìn)行生產(chǎn)管理。在天氣預(yù)報預(yù)警管理中，應(yīng)加強(qiáng)時效性管理，全面覆蓋天氣預(yù)報預(yù)警管理。在氣象服務(wù)管理中，應(yīng)完善責(zé)任制管理，通過落實(shí)到個人的精細(xì)化責(zé)任管理制度，積極構(gòu)建和完善天氣預(yù)警系統(tǒng)，構(gòu)建與區(qū)域?qū)嶋H適配的組織結(jié)構(gòu)和體系。積極與媒體合作，通過各大媒體宣傳平臺及時發(fā)布短時臨近天氣預(yù)警，保證農(nóng)戶可第一時間收到災(zāi)害性天氣通知，及時采取有效應(yīng)對措施。

5.5 完善專業(yè)預(yù)報隊伍建設(shè)

短時臨近天氣預(yù)報工作應(yīng)由專業(yè)人士負(fù)責(zé)，隊伍專業(yè)素質(zhì)直接影響天氣預(yù)報可靠性。應(yīng)對天氣預(yù)報工作人員加強(qiáng)定期技能培訓(xùn)，提高知識水平，促進(jìn)人才培養(yǎng)和推動天氣預(yù)報、氣象災(zāi)害分析科研。定期邀請氣象專家對氣象服務(wù)部門進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，指導(dǎo)專業(yè)人員研究分析氣象衛(wèi)星信息和雷達(dá)數(shù)據(jù)的能力和準(zhǔn)確性，提高氣象站氣象災(zāi)害預(yù)警能力。在日常管理中，應(yīng)完善氣象服務(wù)部門激勵機(jī)制，選派優(yōu)秀的專業(yè)人員進(jìn)行專業(yè)深造，提高業(yè)務(wù)能力，切實(shí)提高氣象服務(wù)質(zhì)量[5]。

5.6 完善農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)體系

天氣預(yù)報精準(zhǔn)度不僅影響農(nóng)作物管理質(zhì)量，而且對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全具有負(fù)面影響。通過科學(xué)性、高質(zhì)量短時臨時天氣預(yù)報，可有效提高農(nóng)業(yè)管理安全性，幫助農(nóng)戶及時采取防御措施促進(jìn)安全管理，有效減少農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。提高天氣預(yù)報管理質(zhì)量，完善天氣預(yù)報體系，對高質(zhì)量農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)具有顯著作用，可指導(dǎo)相關(guān)部門科學(xué)制定氣象災(zāi)害應(yīng)對策略，完善應(yīng)急管理，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保障，滿足農(nóng)業(yè)管理需求。

6 結(jié)語

綜上所述，農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)質(zhì)量直接影響區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益。在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中，應(yīng)科學(xué)應(yīng)用短時臨近天氣預(yù)報技術(shù)，促進(jìn)氣象災(zāi)害及時和準(zhǔn)確預(yù)警。在實(shí)際天氣預(yù)報管理和氣象服務(wù)中，應(yīng)以區(qū)域氣候特點(diǎn)和農(nóng)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)為依據(jù)，明確短時臨時天氣預(yù)報的重要意義，針對性研究和全面完善天氣預(yù)報管理，積極優(yōu)化農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)災(zāi)害防御。

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