淺析農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)

黃永麗，李方哲，時 雪，顧小玉，王建立

(1.通遼市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.通遼市農(nóng)業(yè)牧局綜合保障中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.呼和浩特市新城區(qū)中山東路辦事處，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；4.內(nèi)蒙古農(nóng)牧廳綜合保障中心；內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

1 農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的內(nèi)涵

農(nóng)業(yè)作物的生長發(fā)育、生理活動對氣象環(huán)境條件有一定的要求，并依賴于氣象因子及這些因子相互關(guān)聯(lián)、合理匹配后形成的合理范圍。當(dāng)出現(xiàn)某個特定因素導(dǎo)致氣象因子的振幅和變化周期超出合理范圍和可忍耐極限時，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就會受到影響。農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)就是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，氣象部門有效利用各種資源，對氣象因子的振幅和變化周期發(fā)生異常變化的誘致因素、發(fā)生機(jī)理、影響后果進(jìn)行分析，對即將出現(xiàn)或者已經(jīng)出現(xiàn)的對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成災(zāi)害性影響的氣象事件進(jìn)行有效預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)的過程，盡可能避免氣象災(zāi)害的發(fā)生或減少其造成的損失。

圖1 農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖

2 農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的內(nèi)容

農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一個包含生物和非生物因素之間大量相互關(guān)聯(lián)、相互作用、相互影響的復(fù)雜系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)就是針對這個復(fù)雜系統(tǒng)，從分析已經(jīng)造成農(nóng)作物生產(chǎn)影響的環(huán)流特征、影響系統(tǒng)及其演變規(guī)律[1]，找出與異常氣象變化的誘致因素具有明顯物理聯(lián)系的預(yù)報因子和預(yù)報指標(biāo)，為政府、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位客觀、準(zhǔn)確、及時地應(yīng)對異常天氣，減少損失提供科學(xué)合理的處置依據(jù)。

2.1 服務(wù)技術(shù)

2.1.1 風(fēng)險評估服務(wù)技術(shù)。一般認(rèn)為，涉農(nóng)氣象應(yīng)急服務(wù)主要是由異常氣象事件特別是災(zāi)害性氣象導(dǎo)致的，所以針對災(zāi)害性氣象事件的風(fēng)險評估，就成為農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的主要方法。該方法借鑒于概率論的基本原理，認(rèn)為災(zāi)害性氣象事件是由大氣物理?xiàng)l件誘致災(zāi)害氣象發(fā)生的可能性和災(zāi)害氣象發(fā)生導(dǎo)致的潛在損失后果組成，其中發(fā)生的可能性用概率進(jìn)行描述，導(dǎo)致的潛在損失后果一般用貨幣值來描述。災(zāi)害性氣象風(fēng)險的可以被描述為誘致風(fēng)險源發(fā)生的概率及其發(fā)生導(dǎo)致的潛在損失后果這2個因素的函數(shù)，一般表達(dá)式被設(shè)置為：

其中，R表示風(fēng)險的大小也就是風(fēng)險度，p表示誘致風(fēng)險源發(fā)生的概率，c表示誘致風(fēng)險源發(fā)生導(dǎo)致的潛在損失后果。由于災(zāi)害性氣象主要包括風(fēng)災(zāi)、洪水災(zāi)害、雪災(zāi)、臺風(fēng)災(zāi)害等相關(guān)氣象，這個表達(dá)式就表示了災(zāi)害性氣象事件是誘致災(zāi)害因素發(fā)生的概率及其發(fā)生導(dǎo)致的潛在損失后果的函數(shù)，但是僅是風(fēng)險大小的一個隱性表達(dá)，這種描述方法類似于概率論基本表達(dá)。所以，如果對上述公式進(jìn)行風(fēng)險描述的規(guī)范化整合與處理，將風(fēng)險大小的概率描述重新設(shè)置為：

其中，R仍表示風(fēng)險的大小也就是風(fēng)險度，P仍表示誘致風(fēng)險源發(fā)生的概率。但是I表示為相對風(fēng)險后果，也就是將誘致風(fēng)險源發(fā)生導(dǎo)致的潛在損失后果I規(guī)范為相對值，取值范圍界定為0與1之間（0≤I≤1），風(fēng)險R成為誘致風(fēng)險源發(fā)生導(dǎo)致的潛在損失后果c的期望值，并利用概率論解決了原有公式衡量風(fēng)險大小隱性表達(dá)的缺陷，這樣就可以在涉農(nóng)災(zāi)害氣象的風(fēng)險描述中，利用公式2對各個風(fēng)險誘致因子進(jìn)行計算，從而排列出風(fēng)險誘致因子的風(fēng)險大小排序，然后進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的各種工作。

2.1.2 遙感監(jiān)測服務(wù)技術(shù)。遙感監(jiān)測就是利用地面和空中的遙感器電磁波譜的頻率差異收集數(shù)據(jù)信息，對異常天氣變化做出判斷與識別。當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的應(yīng)用主要有旱情、雨情、雪情、凍情監(jiān)測，用于全國農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測的氣象衛(wèi)星主要有：中國FY-1、FY-3系列衛(wèi)星，美國NOAA、EOS等兩個系列衛(wèi)星。

2.1.3 作物模擬模型技術(shù)。該技術(shù)從系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，遵循農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)平衡和能量守恒原理及物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換原理，以光、溫、水、土壤等條件異常或極端變化作為應(yīng)急系統(tǒng)建立的變量，運(yùn)用計量方法、數(shù)學(xué)物理方法、計算機(jī)技術(shù)，對農(nóng)作物生育期內(nèi)光合、呼吸、蒸騰等重要生理生態(tài)過程及其與氣象、土壤等環(huán)境條件的關(guān)系進(jìn)行逐R動態(tài)數(shù)值模擬，再現(xiàn)異常氣象現(xiàn)象的產(chǎn)生過程。這種模擬技術(shù)是一種面向生育過程、機(jī)理性極強(qiáng)的異常天氣影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程模擬，可以針對農(nóng)業(yè)氣象條件評價、農(nóng)作物氣象災(zāi)害損失評估和異常氣候變化對農(nóng)作物生長的影響等方面。可以說，這種農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)技術(shù)從提前分析農(nóng)作物持續(xù)生長的機(jī)體特征、影響系統(tǒng)及其演變規(guī)律，找出異常天氣影響農(nóng)作物生產(chǎn)有明顯物理聯(lián)系的預(yù)報因子和預(yù)報指標(biāo)，建立了一種全新的氣象預(yù)報模式。

2.2 服務(wù)流程

2.2.1 涉農(nóng)異常氣象事件預(yù)警。農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的首要是為涉農(nóng)主體提供有針對性的異常天氣預(yù)報、氣象災(zāi)害預(yù)警等。主要目的是為涉農(nóng)主體提供處置時間，并采取有效措施減輕氣象災(zāi)害。一是開展風(fēng)害、雪災(zāi)、低溫冷害、濕害等涉農(nóng)災(zāi)害性天氣的監(jiān)測工作，提供雨情、水情、旱情等監(jiān)測資料，建立災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，并為氣象主管機(jī)構(gòu)和有關(guān)災(zāi)害防御、救助部門劃定農(nóng)業(yè)災(zāi)害區(qū)域提供依據(jù)。二是利用氣象預(yù)報系統(tǒng)，向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域統(tǒng)一發(fā)布天氣警報和災(zāi)害預(yù)警，特別是對氣象災(zāi)害引發(fā)的次生和衍生災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警。

2.2.2 涉農(nóng)異常氣象事件評估。涉農(nóng)異常氣象事件作為自然災(zāi)害的主要部分，變異程度超過了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的承受能力。因此，就需要綜合考慮承災(zāi)農(nóng)業(yè)門類的特征、誘致異常氣象事件的活動要素，利用氣象數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)等對風(fēng)險進(jìn)行評估。

2.2.3 涉農(nóng)異常氣象事件處置。應(yīng)急管理理論認(rèn)為，應(yīng)急管理的對象是危機(jī)事件，面對危機(jī)事件，需要統(tǒng)籌配置人、財、物等資源，對即將出現(xiàn)或者己經(jīng)出現(xiàn)的災(zāi)害局面采取果斷措施，切斷危機(jī)事態(tài)的蔓延趨勢[2]。涉農(nóng)異常氣象事件應(yīng)對處置就是根據(jù)農(nóng)業(yè)承災(zāi)情況采取緊急轉(zhuǎn)移、防洪搶險、防凍等救援措施，通過統(tǒng)一指揮、分級響應(yīng)、管理權(quán)屬、全體動員等避免和減少可能由于自然災(zāi)害和社會相互作用而導(dǎo)致災(zāi)害出現(xiàn)的減災(zāi)措施等。

2.3 服務(wù)體系

農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)體系主要功能是氣象部門為各級政府、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門提供指導(dǎo)農(nóng)民糧食生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)、氣候資源開發(fā)利用、趨利避害的決策氣象信息服務(wù)，為廣大農(nóng)民提供糧食生產(chǎn)應(yīng)對極端氣象條件的信息服務(wù)。農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)體系構(gòu)成要素是氣象部門龐大的氣象情報探測系統(tǒng)、預(yù)報預(yù)測系統(tǒng)、指揮調(diào)度系統(tǒng)、服務(wù)處置系統(tǒng)、資源保障系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、決策輔助系統(tǒng)等7個系統(tǒng)。其中，預(yù)報預(yù)測系統(tǒng)和指揮調(diào)度系統(tǒng)是核心體系，預(yù)報預(yù)測系統(tǒng)主要是對可能造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失的旱情、水情、雨情的監(jiān)測預(yù)警、預(yù)報預(yù)測、信息發(fā)布，指揮調(diào)度系統(tǒng)包括氣象災(zāi)害發(fā)生時的指揮調(diào)度、決策支持、處置措施，其他五個系統(tǒng)提供功能不同的支持。一旦發(fā)生農(nóng)業(yè)氣象的異常情況，農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)體系將展開工作，將損失控制在最小范圍內(nèi)。

3 農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)的特征

現(xiàn)代氣象服務(wù)是基于大氣科學(xué)的理論和技術(shù)，適應(yīng)科技、經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展需求，由政府、相關(guān)部門或私人出資以穩(wěn)定的生產(chǎn)提供給氣象產(chǎn)品或服務(wù)的需求方，是由經(jīng)濟(jì)關(guān)系、組織關(guān)系、運(yùn)行機(jī)制和技術(shù)方法等各種因素構(gòu)成的完整的產(chǎn)品或服務(wù)體系，具有經(jīng)濟(jì)物品的一定特性。因此，農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)作為對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成災(zāi)害性影響的氣象事件進(jìn)行有效預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)的過程，即具備現(xiàn)代氣象服務(wù)的特征，也帶有明顯的其他特征。

一是服務(wù)的公共性。經(jīng)濟(jì)學(xué)上認(rèn)為，公共物品是與私人物品相對的，具有非排他性和非競爭性。可以說，農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)作為氣象服務(wù)的一種類型，只要發(fā)布出去，在該信息作用的半徑范圍內(nèi)，任何人都不能被排除在外，都能夠享受到效用和收益，且增加一個人消費(fèi)的邊際成本為零。

二是服務(wù)的應(yīng)急性。農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中遭遇到的極端災(zāi)害性天氣的提前判斷，判斷次生或衍生災(zāi)害發(fā)生的重要基礎(chǔ)，是有效預(yù)防、事中處置和事后恢復(fù)的關(guān)鍵一環(huán)。

三是服務(wù)的系統(tǒng)性。天氣、氣候狀態(tài)及其變化源于內(nèi)在的物理和化學(xué)運(yùn)動。天氣變化也就是這些運(yùn)動的外在表現(xiàn)。農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)急服務(wù)就是圍繞著農(nóng)業(yè)減災(zāi)、防災(zāi)、處置等需要，對主要糧食和經(jīng)濟(jì)作物的干旱、洪澇、霜凍、冷害等農(nóng)業(yè)天氣災(zāi)害做出系統(tǒng)的監(jiān)測、預(yù)警與評估[3]，為涉農(nóng)主體采取相關(guān)減災(zāi)防災(zāi)措施提供決策依據(jù)。