農業氣象災害監測預測技術研究進展

楊煉 王克非 梅頻

摘 要 隨著社會的不斷發展，地區農業氣象災害的檢測和預測能夠極大地促進農業增收，減少災害損失。基于此，回顧農業氣象災害檢測預測技術研究的進展。雖然我國的農業氣象災害檢測預測技術獲得了一定的提升，但還是不可避免地出現一些問題，如對于災害的基礎性研究較少，對于導致災害的原因研究不足，智能化預測和自動化監測還有待發展等。與此同時，對未來一段時間內加強農業氣象災害監測預測技術指明了發展的道路，從方法和結構上建立起農業氣象災害的預警系統，能夠全方位、多角度的追蹤農業氣象災害的趨勢，評估預測不同氣象災害的等級等，希望給農業氣象災害研究領域帶來更多的啟發。

關鍵詞 農業；氣象災害；監測預測技術

中圖分類號：S42 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.071

我國農業氣象災害的種類較多，各地會有一些氣候上的差別，對于農業造成一定的阻礙。所以我國對于農業氣象災害的檢測預測技術研究投以更多的關注，同時也取得了不錯的成果。

1 農業氣象災害指標

1.1 干旱指標

干旱指標是衡量干旱程度的標準，對干旱情況進行數字化的顯示。干旱指標在分析和對比旱災中起到至關重要的作用，是必不可少的組成因素。導致干旱的原因比較復雜，如氣候、地形以及人類活動的影響，所以很難找到一種合適的指標。當前應用到農業氣象災害工作的干旱指標有50多種，主要包括標準化降水指數、相對濕潤度指數、CI指數等，這些指數都是干旱指標的表現形式。

1.2 低溫冷害指標

低溫冷害指的就是因為低溫導致的農業災害。農作物在生長中離不開適當的熱量，如果熱量不足，農作物的生長發育勢必會受到影響。通常情況下，低溫冷害會使用溫度距平和積溫距平來表示。一般來說，比較寒冷的東北地區將5～9個月的月平均溫度和距平值作為低溫冷害的等級指標。有學者發現，吉林省的糧食產量與這幾個月的氣溫呈現線性關系。根據冷害的發生與生育期總溫度條件的關系進一步分析低溫年減產程度與生長季月平均溫度和距平值之間的關系，整個東北地區糧食的產量與5～9個月平均溫度總和也呈線性關系，因此建立了一套東北地區的低溫冷害等級指標。

1.3 寒害指標

寒害指標指的是在我國華南地區的冬天所出現的低溫農業災害，主要影響的是一些熱帶水果或亞熱帶蔬菜等。根據我國華南廣西的氣溫資料來看，將廣西南亞熱帶作物的生物學下限溫度為主要的根據，將這些農作物受寒害的起始溫度出發，對于寒害的概念進行了明確的定義，并通過寒害發生過程當中的時間、強度以及負積溫等來表示寒害的總體強度。用來研究華南地區的寒害。

2 農業氣象災害檢測技術

2.1 地面監測

地面監測工作十分重要，是整個農業氣象災害檢測技術的基礎。地面檢測有其固有的優勢，如實時性較強、監測結果準確、有基礎性作用等。但地面監測也有其缺點。1）地面檢測的成本較高，工作量也比較大。在具體的農業氣象服務當中，會測量土壤的溫度和濕度，并且會整合農業氣象災害的指標進行相關的監測。2）需要監測的種類較多。例如，蒸散量是其中一個重要的參數，是預測干旱災害的重要標準。我國很多學者都進行了不同方向的研究。通過計算機軟件進行相關的模擬實驗，根據所獲得的數據不斷的完善。地理信息系統與氣候模型這兩個先進技術的發展，為監測農業氣象災害提供了更多技術支持，結合當地的地形、地質情況等信息，作為農業氣象災害監測的基礎數據。在實際應用中，會根據試驗地區的實際情況提供相關的監測活動。這種模擬的思路能夠有效幫助農業氣象災害的監測和預測工作。比如，利用花生的生長模型與當地的氣溫變化規律相結合，以此來分析玉米在生長過程當中受到溫度影響而發生的變化。新型技術的發展，能夠實現快速、開放性的環境監測，及時采集氣象數據，通過無線電的遠程傳輸技術來對不同的農業氣象災害進行不同程度的監測與預測[1]。

2.2 遙感監測

遙感監測技術主要利用的是氣象衛星來進行相關的監測。當前遙感監測技術在多個領域的應用是非常廣泛，同樣在農業氣象領域對于干旱和洪澇等災害也有很好的輔助作用。比如，在監測干旱的災情的過程中，主要使用的是作業缺水的指數，使用氣象衛星監測土壤中的含水率，氣象衛星會收集接受到的數據，同時還會結合監測目標的形態以及物理特性等綜合反映出干旱的具體情況，實現對于旱情的監測。在監測較大區域的旱情時，需要用到溫度與溫差植被的干旱指數等等參數指標。這一類型的氣象指標在使用時，需要結合到具體的實際，包括土壤的性質、灌溉的情況和水源地的分布等。遙感監測技術主要使用可見光以及熱紅外技術，來對于旱情進行相關的研究。通過所得到的相關數據，對于這些氣象數據進行關聯性的研究，找尋這些數據與旱情的內在聯系，并結合當地的氣象歷史資料，建立起旱情的預測模型，廣泛應用于氣象檢測工作當中。

3 農業氣象災害預測預警技術

3.1 應用數理統計方法預警

使用數理統計的方式進行預警，主要是結合相關的災害指標，所使用的具體的數理統計方法是時間序列分析法和多元回歸分析法等，以此來建立預測模型。將氣象災害的時間序列生成一定的模型，并且通過篩選之后建立起預測相關的模型。要參考歷史氣象數據，根據建立的模型來得到響應的函數，從而實現對于農業氣象災害預測預警。在研究當中還發現，數理統計方法還可以使用非線性回歸方程進行相關分析，為了保證預測的精確程度，還可以使用加速遺傳的算法模型。類似以上幾種方式的分析都是使用比較方便的，預報的幾種因素包括了大氣環流的情況、氣候的狀況等，通過對比和聚類的方式獲取模型。其次是應用物候的信號，根據物候的不同現象實現農業災害的預測和分析以及判斷。比如，在研究當中，很多學者將樹木的狀態作為重要的物候參考資料，提醒人們及時做好相應的防災準備。還能夠應用災害前兆信號，通過物理方式，綜合大氣環流對于氣候的影響，建立相關的模型[2]。

3.2 應用GIS技術預警

使用地理信息技術來制作一段時間以內的最低溫度和平均溫度的預報，并使用GIS技術來修正預報的數值，主要包括地形、地質資料等，以此來確保溫度預報的準確性。還需要結合到地區的主要農作物災害指標以及具體的分布情況，將其進行圖示。使用地理信息技術來進行相關的預警比較直觀，能夠更好地指導抗災工作。在預測災害之后，能夠將信息及時的發送到互聯網上，讓民眾掌握相關的信息，采取正確的方式，減少農業氣象災害導致的經濟損失[3]。

3.3 建立綜合性的災害預測與發布系統

農業氣象災害的監測和預測工作最重要的就是讓更多的用戶及時獲取相關的數據，從而減少災害產生的損失，及時采取正確的措施。所以很多氣象部門都建立起自己的綜合型農業災害預測發布服務系統，該系統會將收集到的氣象數據和整合的圖像等進行發布，建立起不同的災害預測模型，保證預測工作的順利開展。針對獲取的相關數據，能夠對于不同地區、不同農作物可能遭受的災害進行相關的預警，并提出合理有效的預防措施，讓廣大農民借鑒和應用。

參考文獻：

[1] 山笑.做好氣象監測預報預警服務[J].科技風，2017（15）：131.

[2] 郭建平.農業氣象災害監測預測技術研究進展[J].應用氣象學報，2016，27（5）：620-630.

[3] 楊海楓，楊慶豐.建立氣象災害評估機制 降低農業經濟損失[J].吉林農業，2017（2）：100.

（責任編輯：劉昀）