短时临近天气预报在农业气象服务中的应用

王迪 宗晓鸿

【摘   要】 短时临近天气预报能够对农业地区的短期气象变化进行精准预测，应用短时临近天气预报技术服务于农业生产，是加强农业生产防灾防害能力的主要措施。鉴于此，本文系统分析了短时临近天气预报在农业气象服务中的重要性，解析了具体的应用方向和优化策略。旨在提高农业生产利用短时环境数据的可行性，乃至精准测评临近天气的动态波动影响，加强农业气象服务质量和水平。

【关键词】 短时临近;天气预报;农业气象;服务应用

干旱、雨季是大陆性气候，多数农业生产地区存在干旱、洪涝、强降水和对流天气问题，严重威胁农业生产活动的安全性。而短时临近天气预报对于小范围农业生产区域的气象测评更为精准，其农业气象服务的质量优势更为突出。为此，本文分析了短时临近天气预报在农业气象服务中的应用方法和优化策略，现做如下分析。

1  短时临近天气预报概述

短时临近天气预报，特指在6小时以内，以小范围区域内0-2小时为重点的气象预测。短时临近天气预报具有时间短、分辨率高等特点，对于农业气象服务具有先天优势。预报2小时以内的小范围区域气象变化，能够令当地农户及时应对气候变化，有效预防威胁农业生产的恶化天气。主要预防的恶化天气包括：强降水、强对流、能见度、雷暴、冬季暴风雪、天空云量等，其中强对流天气和雷暴是最为重要的短时临近天气预报重点。

2  短时临近天气预报在农业气象服务中的重要性

农业气象是研究农业与气象条件之间规律和互动关系的基础学科，隶属于应用气象学的系统分支。农业生产活动必须了解当地自然环境的基本变化规律，才能在全农业生产周期内，完成对于当地自然资源的有效利用，达到生产目标最大化的积极效果。但是在长期天气预报中，虽然描述了整体气象变化的规律，仍然很难展现某一时段的区域气象波动。农业生产中有效利用光、热、水、气等综合气象指标的同时，更加需要关注这些气象指标的短时效应。进而才能在宏观时域下，解析短时气象的微观特征，合理布局作物御寒、加强栽培管理成效、有效调节种植环境的小气候，达到优化农业生产气候资源的利用效果。将气象数据的精准度不断提高，浓缩至短时间内的气象波动规律总结，降低农业生产风险抵御成本，提高农业经济效益。由于自然灾害本身具有时间短、变化快、风险大、危害性强等显著特征，因此单独依靠长期天气预报，并无法完全避免短时间的气象波动影响。基于此，不断加强短时临近天气预报能力，为农业生产提供更为精致的短时气候环境数据，将支持农业气象服务质量逐步攀升，并真正达到有效预防恶劣极端天气的积极效果，为农业生产提供预警安全保障。

3  短时临近天气预报在农业气象服务中的应用方向

3.1  应用于短时气候预警

短时临近天气预报在农业气象服务中，第一种应用方向是对于短期内的气候预测。这种气候预测可指导农业生产的随机调整，有机结合当地气候频段的短时效应，补充临近节点的气候信息，支持农业大数据对环境大数据的综合运用。当短时临近气候信息传达至农业生产组织，当地农户则可以利用气象服务信息，重新组织农业生产资料，规避农业生产资料受到极端气候的被动影响。而实时预测12小时内的环境气候数据，不仅是一种临近气候的变化提示，也是一种农业生产方案的短时意识干预。当农业生产真正意识到短时天气对当地作物和栽培的针对性影响后，才能有效结合第一时间的气候數据源，积极调整农业生产计划，降低农业经济损失，达到短时气候的预警应用条件和标准。

3.2  应用于农业防灾减灾

虽然现代农业生产技术不断优化和升级，但是完全忽略短时环境波动影响的条件并不具备。一旦农业生产活动中，遇到了极端短时恶劣天气，也会对农业经济产生直接威胁。在借助卫星云图、多普勒天气雷达之后，可以对强风强雨天气进行及时预测，在借助农业物联网和传感器技术的情况下，将一手数据源信息传播至预警受灾农业地区。而这一气候播报速度极快，基本上属于实时播报的农业生产预警模式。当气候变化预测被控制在6小时以内，可大幅降低农业生产受灾比例。当气候变化预测被控制在2小时以内，几乎可以避免所有经济损失。因此，短时临近天气预报实质上是在与恶劣天气的动态变化争抢时间，能够在灾害来临之前对其精准预测，是应用短时临近天气预报服务于农业生产的技术优势，对农业防灾减灾具有重要意义。

3.3  应用于预测强对流层

强对流天气特指伴随雷暴现象的对流性大风（风速≥17.2m/s）、冰雹、短时强降水。强对流天气的发生范围相对较小，预测难度较高。对于中小尺度天气预报系统提出了更高要求，其辐射面积通常情况下仅为十几公里，最大不超过三百公里，更为极端的强对流层天气仅为几十米的受灾区域。而且强对流天气的生命周期极短，均属于突发性天气，最长不超过十几小时，最短仅为一小时，甚至几分钟时限。那么农业生产活动在遇到强对流天气时，则会受到短时间的气候波动影响，严重影响农业生产质量。而应用短时临近天气预报，预测强对流层的气候变化，可以有效严重垂直风切和CAPE大气对流位能。尤其在午后或傍晚的时间段内，容易对气象参数造成一定干扰。次数以探空数据的精准度为测量指标，通过每小时对地面的线性复合分析，能够校准农业气象的预测精准度。进而在强对流天气变化之前，做好农业生产活动的预防工作，真正提高农业预警水平。

4  有效利用短时临近天气预报提升农业气象服务质量的积极策略

4.1  缩短天气预警时限

虽然短时临近天气预报能够将恶劣的农业气象变化控制在2小时以内的预测范围，但是很多农业生产地区的应对机制和及时调整的效率并未达到这一水平。因此，进一步缩短天气预警时限，将成为未来短时临近天气预报技术的主要发展方向。如果能够将临近天气预报的时间进一步缩短，则能够为更多生产水平较为落后的地区提供更长的预防灾害时间。进而拜托受灾时间滞后性的威胁，在最大限度上有效利用短时临近天气预报对气象环境的数据解析，真正融入当地的农业生产紧急预案的协调机制中。

4.2  提高气象数据精度

多普勒天气雷达运用了多普勒效应理论，可以测定散射体相对于雷达的速度，客观反映出大气风场、气流垂直速度、以及湍流等气象变化情况。但是传统技术的局限性仍然存在，警戒时效性很难克服天气预警的2h以内的时效精准度。而新一代多普勒天气雷达的时效性更强，在灾害性天气监测、预警方面的突出性已经在气象服务领域达到了基本共识，且受到了大量农业生产地区的积极反馈。目前，我国已建成的新一代多普勒天气雷达主要分S、C两种波段，S波段雷达主要分布在沿海地区及主要降雨流域，C波段雷达主要分布在内陆地区。多普勒天气雷已经在全国范围内构建了相对完善的天气雷达网，农业服务的基本区域覆盖面广度较高，但精准度标准仍然有待加强。对于短 时雷电、强降水、大风、冰雹等灾害性天气的特征评估竟然需要校准，对于农业地区的受灾范围需要缩短至更小范围，才能进一步发挥出短时临近天气预报的优势，这种提升农业气象服务的质量。

4.3  加强预测传播效率

短时临近天气预报是对于小范围地区，最近时间段的气候变化预报。但是在接收短时临近天气预报的过程中，传播效率也是另一种动态变量。当如果传播效率无法超过预警天气的临近时间节点，也无法真正落实农业生产活动的预警措施。在农业物联网技术、云计算技术、传感器技术、智能終端技术不断升级和优化的发展阶段中，进一步研究加强预测传播效率的方式成为可能。诸如：墨迹天气、天气通、实时天气预报等APP功能也在逐步完善，尽量将中央天气预报的短时临近天气信息第一时间传播至农户网络终端。基本可以完成针对性提供全国3259个农业地区的短时临近天气预报，实时发布500个农业地区的空气质量检测数据。进而指挥人工影响天气的作业人员选择最佳时机和地点实施作业，真正加强农业生产与环境气象数据的内在联系与互动，提高农业气象服务质量和水平。

5  结语

综上所述，短时临近天气预报在农业气象服务中的应用，能够有效提升短时气候预警速度，达到农业防灾减灾的预期效果，预测强对流层对本地区农业生产的威胁。在未来农业服务发展中，需要进一步缩短天气预警时限，提高气象数据精度，加强预测传播效率，以便更为有效的预测短时临近天气变化，为农业生产活动提供一手环境数据资料，支持农业气象服务质量的稳步提升，达到服务于农业生产活动的农业经济利益目标。真正发挥出短时临近天气预报的优势，服务本地区农业生产技术和质量安全的全面发展。

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