短时临近天气预报在农业气象服务中的应用与探析

陈梦龙

摘要：为提高农业气象服务质量，本文针对巴林左旗地区短时临近天气预报存在的问题进行了研究，总结了巴林左旗地区气候特点，阐述短时临近天气预报的概念和主要应用价值，重点介绍了巴林左旗目前农业气象服务情况，探讨了农业气象服务中应用短时临近天气预报的方法，提出改善短时临时天气预报质量的可行性建议，以供同行参考。

关键词：农业气象服务；短时临近天气预报；气象灾害；灾害预警

农业生产主要依赖自然资源，其中，直接影响农业生产的气候因素主要是温度、湿度与光照条件等因素。农作物对气候变化具有较高敏感性，关注气候变化，积极应对灾害性天气，可有效缓解农业减产。短时临近天气预报是农业气象服务的主要内容之一，对加强区域农业管理具有重要意义。

1 巴林左旗地区主要气候特点

巴林左旗地处赤峰市北部，东部为阿鲁科尔沁旗，西、南衔接巴林右旗，北部为锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗。巴林左旗总面积为6644 km2，主要为中温带大陆性季风气候，季节变化显著，四季温度、降水量变化较大。巴林左旗春季多风，具有较大蒸发量，较易发生春季干旱。夏季持续时间较短，天气炎热、平均气温较高，与其他季节相比降水丰富。秋季气温下降，天气凉爽，霜期较长。该旗冬季气温较低，而且持续时间较长。巴林左旗全年平均气温为3～6℃，降水量310～420 mm，日照时间2 900～3 000h，全年光照充足，全年无霜期为90～135 d。该地霜冻通常起始于9月上中旬。南部隆昌地区无霜期为120～135 d，中部林东地区无霜期为115～130 d，北部浩尔吐地区无霜期107～115 d，北部坝口无霜期约为90 d。降水方面，6～8月份降水较多，在全年降水量中占比约为71%～78%。巴林左旗北部降水量较高，南部较低，年蒸发量为1 600～1 700 mm。巴林左旗土地肥沃、广阔，适合发展农业。但是巴林左旗较易发生霜冻、强降水等氣象灾害，加强天气监测对于促进农业生产提质增效具有重要意义[1]。

2 短时临近天气预报的基本概念

短期天气预报是指24～72 h天气预报，其中，短时临近天气预报即临近天气预报，通常预报未来0～12h天气、预测短时天气变化趋势。短时天气预报主要应用气象卫星云图与天气雷达探测技术，短时临近天气预报可准确预报短时内突发性极端天气，包括暴雨、暴雪、冰雹、龙卷风以及雷暴雨、雷雨大风等，主要用于预测中小规模强对流天气。上述极端天气的特点是突发、剧烈，通常持续时间较短。临近预报是短时天气预报特定内容，主要监测实时天气以及预测未来0～2h天气[2]。

3 短时临近天气预报的应用价值

3.1 准确预测气象灾害

农业气象服务主要目的是促进农业防灾减灾，其中短时临近天气预报准确性、及时性、综合性和针对性较好，应用优势显著。短时临近天气预报是以先进气象设备、技术为基础，通过天气观测与数据分析，综合各项观测和模拟数据，对未来短期内天气变化进行预测分析，以此为基础发出气象灾害预警，分析结果可靠性较好，准确度较高，可提醒农业部门及时采取有效措施防灾减灾。短时临近天气预报与长期天气预报相比具有较高准确度，主要进行短时内气象分析和预测。数据分析、气象要素监测是影响天气预报准确性的直接原因，以数据分析为依据可预测气象动态变化。气象灾害较易毁坏农作物，造成农业减产，严重时导致绝收，及时、准确预报天气变化可促进气象灾害防控。

3.2 及时发出灾害预警

短时临近天气预报预测时间较短，预报信息比较及时。此种天气预报可在气象灾害发生前几天或者几小时内预报天气趋势，并且可准确分析未来几小时天气情况，从而提高气象灾害预警及时性。提前发布灾害预警有利于争取时间，及时采取灾害防控措施，从而减少损失。

3.3 综合预测灾害风险

在短时临近天气预报中，综合利用气象雷达、卫星与专业观测设备，利用专业知识和技术分析手段，对强降水天气、台风等进行预测，提醒有关部门做好洪涝灾害防控，促进综合防灾减灾。通过综合技术监测和数据分析可有效评估天气变化，辅助预测和防控农业气象灾害。

3.4 针对性灾害防控

短时临近天气预报可根据区域农业气象监测需求，针对性整理分析气象信息，发布、预警区域气象灾害[3]。气象部门结合监测结果，分析气象灾害成因、进行发展预测、评估灾害程度，探讨针对性防灾减灾方法。向用户及时发布灾害信息，提出防灾减灾建议，是农业气象服务的主要工作内容。天气预报在防汛管理中具有重要作用。短时临近天气预报主要针对特定区域，在实际操作中，需要结合区域特殊气候环境和气象条件等信息，针对性预测气象发展趋势。此种气象预测对区域气象灾害防控而言具有显著价值。农业是巴林左旗的支柱产业，该旗作物播种约为10.33万hm2，产粮豆约380 kg/667 m2，气象灾害对农业危害性较大。为提高农业经济效益，减少气象灾害损失，必须加强农业气象服务，提高天气预报质量。

4 应用短时临近天气预报进行农业气象服务的方法

4.1 指导强对流天气预测、应对

农业气象灾害中，强对流天气发生率较高，巴林左旗常见灾害性天气主要为霜冻、洪涝、雷电灾害等。尤其是强洪涝、雷电灾害等天气现象，通常具有突发性，持续时间较短，但是危害性较强、波及范围较广，难以提前、精准预测。冰雹等强对流天气较易造成农业气象灾害，较易导致农作物损毁，甚至导致绝收。为减少复杂对流天气造成的损失，促进安全农业生产，应针对地区加强短时临近天气预报，科学评估强对流天气风险，分析强对流层变化对气候变化的影响，合理预测未来气候变化，指导灾害预测和农业灾害防控。在实际监测中，主要进行地面状态监测、线性分析，提高气象预报准确性。通过科学预测，及时发布强对流天气预警，提醒农业部门及时采取防灾减灾措施。

4.2 指导农业气象灾害防控

宏观气候数据分析显示，全球变暖趋势显著，在此种气候变化影响下，极端气象灾害发生率显著升高。自然环境对农业生产具有直接影响。气象部门加强短时临近天气预报的目的是提高防御农业气象灾害能力。根据天气预报信息，农户合理制定应对方案，科学保护农作物，从而减少农业生产损失，促进生产安全。根据天气预报信息，相关部门可针对性开展人工降雨、人工防雹、抗旱抗汛等措施，基于实际农业气象信息通过人工作业减灾。在防御气象灾害、降低灾害损失工作中，天气预报具有显著应用价值，经济效益显著。

4.3 指导农业生产管理

农业管理中，应结合气象服务信息制定管理计划，准备生产资料，积极预防气象灾害。通过天气预报和农业气象服务可指导农民针对性防控灾害影响，尽可能减轻农作物受到气象灾害影响。基于相关信息实时评估农业生产计划科学性，提高农业管理质量[4]。

5 提高短时临时天气预报质量的建议

5.1 完善气象预报模式

当前国内短时临近天气预警可精确至2 h内，预报精准度主要受到技术因素影响和工作模式影响。但是我国国情比较特殊，农业机械化技术化管理仍然处于发展阶段，而且农田面积较大，2 h内农业管理可覆盖面积较小。针对大面积种植作物的巴林左旗农户而言，通过2 h预见性应对气象灾害难度系数较高，防灾管理时间紧迫。为此，在未来农业气象服务中应积极完善天气预报技术，提高预警及时性，为农业部门争取更多应对时间。进一步加强大数据技术、物联网技术、云计算技术，此外应加强人工智能技术应用，提高气象灾害预警有效性，促进天气预测、提高预警反应速度，提高农业气象服务效率和质量。

5.2 提高天气预报准确度

当前气象观测主要是利用天气雷达、气象台站与卫星等获取天气信息。目前巴林左旗国家新一代天气雷达已经建成。巴林左旗国家天气雷达站于2023年7月10日投入业务运行，为新一代双偏振雷达，采用双偏振极化方式运行，位于巴林左旗哈拉哈达镇朝阳营子村豁子梁803转播台山顶。应用双偏振雷达进行短时临时天气预报时，其原理为天气雷达发射脉冲形式的电磁波，当电磁波在大气中传播时，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴、雪花等悬浮粒子时，入射电磁波就会从这些粒子上向四面八方散射开来，这种现象称为散射现象。被粒子散射的电磁波，其中一部分向后的散射波返回到雷达天线，被雷达接收，再经过一系列A/D转换、信息处理后就得到能表征气象信息的相关物理量和特性，供用户分析使用。因此散射是雷达探测的基础。天气雷达依靠脉冲形式的电磁波进行探测。电磁波作为横波，传播的方向与电场、磁场的方向相互垂直，电场的方向称为电波的极化（或偏振）。天线发出的电磁波与雨滴相遇后将产生散射，雷达通过接收向后散射的信号强度及其多普勒效应，分别计算出雨滴的反射率因子（Z）和径向速度（M）。由于越大的雨滴在下落过程中因形变而变得越扁，对应散射电磁波的能力就越强，因此全国布网的常规天气雷达发射的均为水平极化的电磁波，这样越大的回波强度对应了越强的降水。巴林左旗拥有国家自动站2个，区域自动站由原来的19个增加为22个，顺利完成巴林左旗境内7个四要素区域自动站升级为6要素区域自动站，新建1个9要素区域自动站，新增称重式雨量传感器两台，1部GNSS/MET，两部自动土壤水分测试仪，小雷达一部。2020年4月1日，地面观测自动化正式实施，观测业务由传统的值守班向数据装备保障、质量控制转变，装备保障能力大幅提升。

制作天气预报过程中，一方面应全面分析上述数据，另一方面应科学构建运算模型，完善预测预警系统建设，提高预报精度。多普勒天气雷达是短时临近天气预报主要应用技术，通过分析雷达探测结果，获取实时风速、气流变化，从而合理评估气候情况。多普勒天气雷达技术的缺点是精准度较低。目前新型天气雷达大面积覆盖，雷达探测网络逐渐完善，应进一步改善天气预报预警准确性。

5.3 加强短时临近天气研判

应加强天气情况会商，结合长、中、短期天气数据分析，汇总分析日常天气情况，以此为基础合理预测天气情况，通过长期气象信息积累分析，总结气象信息特点和气候发展趋势。针对重大天气变化，应第一时间启动应急预案，明确气象服务重点，及时进行天气会商。通过综合分析近期天气信息和灾情分析，可对未来趋势进行预测。基于气候特点和发展趋势，全面、系统性分析气象要素信息，促进针对性灾害应对。促进各部门协同合作，上下级部门应加强气象信息沟通交流，共同探讨农业气象服务工作，持续完善灾害防御机制。一旦出现特殊天气变化，应采用实时播报方式及时、动态更新天气变化信息，动态管理气象灾害预警信息，及时发布和解除气象灾害预警。

5.4 提高天气预报及时性

在农业气象服务中，气象灾害预警管理是重要工作内容，其目的是及时提醒农户采取防御措施，指导农业部门进行生产管理。在天气预报预警管理中，应加强时效性管理，全面覆盖天气预报预警管理。在气象服务管理中，应完善责任制管理，通过落实到个人的精细化责任管理制度，积极构建和完善天气预警系统，构建与区域实际适配的组织结构和体系。积极与媒体合作，通过各大媒体宣传平台及时发布短时临近天气预警，保证农户可第一时间收到灾害性天气通知，及时采取有效应对措施。

5.5 完善專业预报队伍建设

短时临近天气预报工作应由专业人士负责，队伍专业素质直接影响天气预报可靠性。应对天气预报工作人员加强定期技能培训，提高知识水平，促进人才培养和推动天气预报、气象灾害分析科研。定期邀请气象专家对气象服务部门进行专业培训，指导专业人员研究分析气象卫星信息和雷达数据的能力和准确性，提高气象站气象灾害预警能力。在日常管理中，应完善气象服务部门激励机制，选派优秀的专业人员进行专业深造，提高业务能力，切实提高气象服务质量[5]。

5.6 完善农业气象服务体系

天气预报精准度不仅影响农作物管理质量，而且对农业生产安全具有负面影响。通过科学性、高质量短时临时天气预报，可有效提高农业管理安全性，帮助农户及时采取防御措施促进安全管理，有效减少农业气象灾害。提高天气预报管理质量，完善天气预报体系，对高质量农业气象服务具有显著作用，可指导相关部门科学制定气象灾害应对策略，完善应急管理，提高农业生产保障，满足农业管理需求。

6 结语

综上所述，农业气象服务质量直接影响区域农业生产安全和经济效益。在农业气象服务中，应科学应用短时临近天气预报技术，促进气象灾害及时和准确预警。在实际天气预报管理和气象服务中，应以区域气候特点和农业发展特点为依据，明确短时临时天气预报的重要意义，针对性研究和全面完善天气预报管理，积极优化农业气象服务，促进农业灾害防御。

参考文献

[1] 石金伟，赖辉煌，杨庆波.短时临近天气预报在农业气象服务中的应用[J].农业开发与装备，2023，253（1）：119-121.

[2] 谭文，王方芳，杨世琼，等.贵州省2020年秋绵雨过程分析及农业气象服务[J].中低纬山地气象，2022，46（2）：98-101.

[3] 张鑫，张瑞东，江一凡.短时临近天气预报技术在平凉地区农业气象服务中的应用[J].黑龙江粮食，2021，221（10）：114-115.

[4] 杨霏云，史继清，陈德生，等.农业气象观测资料应用现状及建议[J].气象科技进展，2021，11（5）：171-177.

[5] 马永慧，吕宗荣，杨龙，等.短时临近天气预报在基层气象业务中的应用及精细化服务策略[J].农业灾害研究，2021，11（5）：33-34.