陳夢龍

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

關鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象服務；短時臨近天氣預報；氣象災害；災害預警

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，關注氣候變化，積極應對災害性天氣，可有效緩解農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。短時臨近天氣預報是農(nóng)業(yè)氣象服務的主要內(nèi)容之一，對加強區(qū)域農(nóng)業(yè)管理具有重要意義。

1 巴林左旗地區(qū)主要氣候特點

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，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、強降水等氣象災害，加強天氣監(jiān)測對于促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效具有重要意義[1]。

2 短時臨近天氣預報的基本概念

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

3 短時臨近天氣預報的應用價值

3.1 準確預測氣象災害

農(nóng)業(yè)氣象服務主要目的是促進農(nóng)業(yè)防災減災，其中短時臨近天氣預報準確性、及時性、綜合性和針對性較好，應用優(yōu)勢顯著。短時臨近天氣預報是以先進氣象設備、技術為基礎，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)天氣變化進行預測分析，以此為基礎發(fā)出氣象災害預警，分析結(jié)果可靠性較好，準確度較高，可提醒農(nóng)業(yè)部門及時采取有效措施防災減災。短時臨近天氣預報與長期天氣預報相比具有較高準確度，主要進行短時內(nèi)氣象分析和預測。數(shù)據(jù)分析、氣象要素監(jiān)測是影響天氣預報準確性的直接原因，以數(shù)據(jù)分析為依據(jù)可預測氣象動態(tài)變化。氣象災害較易毀壞農(nóng)作物，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，嚴重時導致絕收，及時、準確預報天氣變化可促進氣象災害防控。

3.2 及時發(fā)出災害預警

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

3.3 綜合預測災害風險

在短時臨近天氣預報中，綜合利用氣象雷達、衛(wèi)星與專業(yè)觀測設備，利用專業(yè)知識和技術分析手段，對強降水天氣、臺風等進行預測，提醒有關部門做好洪澇災害防控，促進綜合防災減災。通過綜合技術監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析可有效評估天氣變化，輔助預測和防控農(nóng)業(yè)氣象災害。

3.4 針對性災害防控

短時臨近天氣預報可根據(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、預警區(qū)域氣象災害[3]。氣象部門結(jié)合監(jiān)測結(jié)果，分析氣象災害成因、進行發(fā)展預測、評估災害程度，探討針對性防災減災方法。向用戶及時發(fā)布災害信息，提出防災減災建議，是農(nóng)業(yè)氣象服務的主要工作內(nèi)容。天氣預報在防汛管理中具有重要作用。短時臨近天氣預報主要針對特定區(qū)域，在實際操作中，需要結(jié)合區(qū)域特殊氣候環(huán)境和氣象條件等信息，針對性預測氣象發(fā)展趨勢。此種氣象預測對區(qū)域氣象災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，氣象災害對農(nóng)業(yè)危害性較大。為提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益，減少氣象災害損失，必須加強農(nóng)業(yè)氣象服務，提高天氣預報質(zhì)量。

4 應用短時臨近天氣預報進行農(nóng)業(yè)氣象服務的方法

4.1 指導強對流天氣預測、應對

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

4.2 指導農(nóng)業(yè)氣象災害防控

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。氣象部門加強短時臨近天氣預報的目的是提高防御農(nóng)業(yè)氣象災害能力。根據(jù)天氣預報信息，農(nóng)戶合理制定應對方案，科學保護農(nóng)作物，從而減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失，促進生產(chǎn)安全。根據(jù)天氣預報信息，相關部門可針對性開展人工降雨、人工防雹、抗旱抗汛等措施，基于實際農(nóng)業(yè)氣象信息通過人工作業(yè)減災。在防御氣象災害、降低災害損失工作中，天氣預報具有顯著應用價值，經(jīng)濟效益顯著。

4.3 指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理

農(nóng)業(yè)管理中，應結(jié)合氣象服務信息制定管理計劃，準備生產(chǎn)資料，積極預防氣象災害。通過天氣預報和農(nóng)業(yè)氣象服務可指導農(nóng)民針對性防控災害影響，盡可能減輕農(nóng)作物受到氣象災害影響?；谙嚓P信息實時評估農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃科學性，提高農(nóng)業(yè)管理質(zhì)量[4]。

5 提高短時臨時天氣預報質(zhì)量的建議

5.1 完善氣象預報模式

當前國內(nèi)短時臨近天氣預警可精確至2 h內(nèi)，預報精準度主要受到技術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)機械化技術化管理仍然處于發(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預見性應對氣象災害難度系數(shù)較高，防災管理時間緊迫。為此，在未來農(nóng)業(yè)氣象服務中應積極完善天氣預報技術，提高預警及時性，為農(nóng)業(yè)部門爭取更多應對時間。進一步加強大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術，此外應加強人工智能技術應用，提高氣象災害預警有效性，促進天氣預測、提高預警反應速度，提高農(nóng)業(yè)氣象服務效率和質(zhì)量。

5.2 提高天氣預報準確度

當前氣象觀測主要是利用天氣雷達、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已經(jīng)建成。巴林左旗國家天氣雷達站于2023年7月10日投入業(yè)務運行，為新一代雙偏振雷達，采用雙偏振極化方式運行，位于巴林左旗哈拉哈達鎮(zhèn)朝陽營子村豁子梁803轉(zhuǎn)播臺山頂。應用雙偏振雷達進行短時臨時天氣預報時，其原理為天氣雷達發(fā)射脈沖形式的電磁波，當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天線，被雷達接收，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物理量和特性，供用戶分析使用。因此散射是雷達探測的基礎。天氣雷達依靠脈沖形式的電磁波進行探測。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，雷達通過接收向后散射的信號強度及其多普勒效應，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，對應散射電磁波的能力就越強，因此全國布網(wǎng)的常規(guī)天氣雷達發(fā)射的均為水平極化的電磁波，這樣越大的回波強度對應了越強的降水。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，小雷達一部。2020年4月1日，地面觀測自動化正式實施，觀測業(yè)務由傳統(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。

制作天氣預報過程中，一方面應全面分析上述數(shù)據(jù)，另一方面應科學構(gòu)建運算模型，完善預測預警系統(tǒng)建設，提高預報精度。多普勒天氣雷達是短時臨近天氣預報主要應用技術，通過分析雷達探測結(jié)果，獲取實時風速、氣流變化，從而合理評估氣候情況。多普勒天氣雷達技術的缺點是精準度較低。目前新型天氣雷達大面積覆蓋，雷達探測網(wǎng)絡逐漸完善，應進一步改善天氣預報預警準確性。

5.3 加強短時臨近天氣研判

應加強天氣情況會商，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，以此為基礎合理預測天氣情況，通過長期氣象信息積累分析，總結(jié)氣象信息特點和氣候發(fā)展趨勢。針對重大天氣變化，應第一時間啟動應急預案，明確氣象服務重點，及時進行天氣會商。通過綜合分析近期天氣信息和災情分析，可對未來趨勢進行預測?；跉夂蛱攸c和發(fā)展趨勢，全面、系統(tǒng)性分析氣象要素信息，促進針對性災害應對。促進各部門協(xié)同合作，上下級部門應加強氣象信息溝通交流，共同探討農(nóng)業(yè)氣象服務工作，持續(xù)完善災害防御機制。一旦出現(xiàn)特殊天氣變化，應采用實時播報方式及時、動態(tài)更新天氣變化信息，動態(tài)管理氣象災害預警信息，及時發(fā)布和解除氣象災害預警。

5.4 提高天氣預報及時性

在農(nóng)業(yè)氣象服務中，氣象災害預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，指導農(nóng)業(yè)部門進行生產(chǎn)管理。在天氣預報預警管理中，應加強時效性管理，全面覆蓋天氣預報預警管理。在氣象服務管理中，應完善責任制管理，通過落實到個人的精細化責任管理制度，積極構(gòu)建和完善天氣預警系統(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)布短時臨近天氣預警，保證農(nóng)戶可第一時間收到災害性天氣通知，及時采取有效應對措施。

5.5 完善專業(yè)預報隊伍建設

短時臨近天氣預報工作應由專業(yè)人士負責，隊伍專業(yè)素質(zhì)直接影響天氣預報可靠性。應對天氣預報工作人員加強定期技能培訓，提高知識水平，促進人才培養(yǎng)和推動天氣預報、氣象災害分析科研。定期邀請氣象專家對氣象服務部門進行專業(yè)培訓，指導專業(yè)人員研究分析氣象衛(wèi)星信息和雷達數(shù)據(jù)的能力和準確性，提高氣象站氣象災害預警能力。在日常管理中，應完善氣象服務部門激勵機制，選派優(yōu)秀的專業(yè)人員進行專業(yè)深造，提高業(yè)務能力，切實提高氣象服務質(zhì)量[5]。

5.6 完善農(nóng)業(yè)氣象服務體系

天氣預報精準度不僅影響農(nóng)作物管理質(zhì)量，而且對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全具有負面影響。通過科學性、高質(zhì)量短時臨時天氣預報，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安全管理，有效減少農(nóng)業(yè)氣象災害。提高天氣預報管理質(zhì)量，完善天氣預報體系，對高質(zhì)量農(nóng)業(yè)氣象服務具有顯著作用，可指導相關部門科學制定氣象災害應對策略，完善應急管理，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)氣象服務質(zhì)量直接影響區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和經(jīng)濟效益。在農(nóng)業(yè)氣象服務中，應科學應用短時臨近天氣預報技術，促進氣象災害及時和準確預警。在實際天氣預報管理和氣象服務中，應以區(qū)域氣候特點和農(nóng)業(yè)發(fā)展特點為依據(jù)，明確短時臨時天氣預報的重要意義，針對性研究和全面完善天氣預報管理，積極優(yōu)化農(nóng)業(yè)氣象服務，促進農(nóng)業(yè)災害防御。

參考文獻

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