农业气象灾害监测预测技术研究进展

杨炼 王克非 梅频

摘 要 随着社会的不断发展，地区农业气象灾害的检测和预测能够极大地促进农业增收，减少灾害损失。基于此，回顾农业气象灾害检测预测技术研究的进展。虽然我国的农业气象灾害检测预测技术获得了一定的提升，但还是不可避免地出现一些问题，如对于灾害的基础性研究较少，对于导致灾害的原因研究不足，智能化预测和自动化监测还有待发展等。与此同时，对未来一段时间内加强农业气象灾害监测预测技术指明了发展的道路，从方法和结构上建立起农业气象灾害的预警系统，能够全方位、多角度的追踪农业气象灾害的趋势，评估预测不同气象灾害的等级等，希望给农业气象灾害研究领域带来更多的启发。

关键词 农业；气象灾害；监测预测技术

中图分类号：S42 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.071

我国农业气象灾害的种类较多，各地会有一些气候上的差别，对于农业造成一定的阻碍。所以我国对于农业气象灾害的检测预测技术研究投以更多的关注，同时也取得了不错的成果。

1 农业气象灾害指标

1.1 干旱指标

干旱指标是衡量干旱程度的标准，对干旱情况进行数字化的显示。干旱指标在分析和对比旱灾中起到至关重要的作用，是必不可少的组成因素。导致干旱的原因比较复杂，如气候、地形以及人类活动的影响，所以很难找到一种合适的指标。当前应用到农业气象灾害工作的干旱指标有50多种，主要包括標准化降水指数、相对湿润度指数、CI指数等，这些指数都是干旱指标的表现形式。

1.2 低温冷害指标

低温冷害指的就是因为低温导致的农业灾害。农作物在生长中离不开适当的热量，如果热量不足，农作物的生长发育势必会受到影响。通常情况下，低温冷害会使用温度距平和积温距平来表示。一般来说，比较寒冷的东北地区将5～9个月的月平均温度和距平值作为低温冷害的等级指标。有学者发现，吉林省的粮食产量与这几个月的气温呈现线性关系。根据冷害的发生与生育期总温度条件的关系进一步分析低温年减产程度与生长季月平均温度和距平值之间的关系，整个东北地区粮食的产量与5～9个月平均温度总和也呈线性关系，因此建立了一套东北地区的低温冷害等级指标。

1.3 寒害指标

寒害指标指的是在我国华南地区的冬天所出现的低温农业灾害，主要影响的是一些热带水果或亚热带蔬菜等。根据我国华南广西的气温资料来看，将广西南亚热带作物的生物学下限温度为主要的根据，将这些农作物受寒害的起始温度出发，对于寒害的概念进行了明确的定义，并通过寒害发生过程当中的时间、强度以及负积温等来表示寒害的总体强度。用来研究华南地区的寒害。

2 农业气象灾害检测技术

2.1 地面监测

地面监测工作十分重要，是整个农业气象灾害检测技术的基础。地面检测有其固有的优势，如实时性较强、监测结果准确、有基础性作用等。但地面监测也有其缺点。1）地面检测的成本较高，工作量也比较大。在具体的农业气象服务当中，会测量土壤的温度和湿度，并且会整合农业气象灾害的指标进行相关的监测。2）需要监测的种类较多。例如，蒸散量是其中一个重要的参数，是预测干旱灾害的重要标准。我国很多学者都进行了不同方向的研究。通过计算机软件进行相关的模拟实验，根据所获得的数据不断的完善。地理信息系统与气候模型这两个先进技术的发展，为监测农业气象灾害提供了更多技术支持，结合当地的地形、地质情况等信息，作为农业气象灾害监测的基础数据。在实际应用中，会根据试验地区的实际情况提供相关的监测活动。这种模拟的思路能够有效帮助农业气象灾害的监测和预测工作。比如，利用花生的生长模型与当地的气温变化规律相结合，以此来分析玉米在生长过程当中受到温度影响而发生的变化。新型技术的发展，能够实现快速、开放性的环境监测，及时采集气象数据，通过无线电的远程传输技术来对不同的农业气象灾害进行不同程度的监测与预测[1]。

2.2 遥感监测

遥感监测技术主要利用的是气象卫星来进行相关的监测。当前遥感监测技术在多个领域的应用是非常广泛，同样在农业气象领域对于干旱和洪涝等灾害也有很好的辅助作用。比如，在监测干旱的灾情的过程中，主要使用的是作业缺水的指数，使用气象卫星监测土壤中的含水率，气象卫星会收集接受到的数据，同时还会结合监测目标的形态以及物理特性等综合反映出干旱的具体情况，实现对于旱情的监测。在监测较大区域的旱情时，需要用到温度与温差植被的干旱指数等等参数指标。这一类型的气象指标在使用时，需要结合到具体的实际，包括土壤的性质、灌溉的情况和水源地的分布等。遥感监测技术主要使用可见光以及热红外技术，来对于旱情进行相关的研究。通过所得到的相关数据，对于这些气象数据进行关联性的研究，找寻这些数据与旱情的内在联系，并结合当地的气象历史资料，建立起旱情的预测模型，广泛应用于气象检测工作当中。

3 农业气象灾害预测预警技术

3.1 应用数理统计方法预警

使用数理统计的方式进行预警，主要是结合相关的灾害指标，所使用的具体的数理统计方法是时间序列分析法和多元回归分析法等，以此来建立预测模型。将气象灾害的时间序列生成一定的模型，并且通过筛选之后建立起预测相关的模型。要参考历史气象数据，根据建立的模型来得到响应的函数，从而实现对于农业气象灾害预测预警。在研究当中还发现，数理统计方法还可以使用非线性回归方程进行相关分析，为了保证预测的精确程度，还可以使用加速遗传的算法模型。类似以上几种方式的分析都是使用比较方便的，预报的几种因素包括了大气环流的情况、气候的状况等，通过对比和聚类的方式获取模型。其次是应用物候的信号，根据物候的不同现象实现农业灾害的预测和分析以及判断。比如，在研究当中，很多学者将树木的状态作为重要的物候参考资料，提醒人们及时做好相应的防灾准备。还能够应用灾害前兆信号，通过物理方式，综合大气环流对于气候的影响，建立相关的模型[2]。

3.2 应用GIS技术预警

使用地理信息技术来制作一段时间以内的最低温度和平均温度的预报，并使用GIS技术来修正预报的数值，主要包括地形、地质资料等，以此来确保温度预报的准确性。还需要结合到地区的主要农作物灾害指标以及具体的分布情况，将其进行图示。使用地理信息技术来进行相关的预警比较直观，能够更好地指导抗灾工作。在预测灾害之后，能够将信息及时的发送到互联网上，让民众掌握相关的信息，采取正确的方式，减少农业气象灾害导致的经济损失[3]。

3.3 建立综合性的灾害预测与发布系统

农业气象灾害的监测和预测工作最重要的就是让更多的用户及时获取相关的数据，从而减少灾害产生的损失，及时采取正确的措施。所以很多气象部门都建立起自己的综合型农业灾害预测发布服务系统，该系统会将收集到的气象数据和整合的图像等进行发布，建立起不同的灾害预测模型，保证预测工作的顺利开展。针对获取的相关数据，能够对于不同地区、不同农作物可能遭受的灾害进行相关的预警，并提出合理有效的预防措施，让广大农民借鉴和应用。

参考文献：

[1] 山笑.做好气象监测预报预警服务[J].科技风，2017（15）：131.

[2] 郭建平.农业气象灾害监测预测技术研究进展[J].应用气象学报，2016，27（5）：620-630.

[3] 杨海枫，杨庆丰.建立气象灾害评估机制 降低农业经济损失[J].吉林农业，2017（2）：100.

（责任编辑：刘昀）