農業氣象觀測質量提升策略探究

摘 要：在全球氣候變化和極端天氣事件頻發的當下，精準的農業氣象觀測對于保障糧食安全、指導農業生產具有至關重要的意義。全面分析了江西省萍鄉市農業氣象觀測的質量現狀，揭示了觀測設備、網絡覆蓋、數據管理和分析等方面存在的問題，并基于此提出了一系列提升策略，促進農業氣象觀測數據質量的整體提升，為農業可持續發展提供有力支持。

關鍵詞：農業氣象觀測；數據質量；觀測網絡優化

中圖分類號：S163 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

對于我國這樣一個農業大國，農業氣象觀測的質量直接關系到農業生產的效率與穩定性。作為一個以農業為主要經濟支柱的地級市，江西省萍鄉市農業氣象觀測的準確性和時效性不僅影響著當地農民的收入，也關系到區域乃至全國的糧食供應鏈[1]。

1 江西省萍鄉市農業氣象觀測質量現狀

1.1 觀測設備

江西省萍鄉市的農業氣象觀測質量現狀表現在多個方面，特別是觀測設備方面。據最近的統計，萍鄉市總面積為3 824 km2，萍鄉市共有氣象觀測站點98個（含地方自建站點），主要分布在農業區域，裝備了基礎的氣象觀測儀器。例如，區域站安裝配置要求為每

10 km2約1個站點，全市區域站觀測需達到382個，但是全市觀測網點才98個，遠遠不能滿足要求。設備使用年限標準為8年，對于8年以上的設備需每年進行1次檢定，對于不達標設備應作報廢處理。在8年內工作的設備也存在著精度下降的風險。對使用一定年限的設備有必要每年校準1次，以提高準確率。降水對于農業種植的灌溉管理影響較大，故每年做1次校準，很好提高了降雨監測的精度，使之控制在4%以內。

2022年萍鄉市對氣象觀測設備進行了升級改造，通信傳輸從2G信號升級到4G，改善了區域站探測環境，對觀測設備進行了1次全面安全巡檢，并將北京華云COWS系列代替上海長望DZZ系列，使之設備統一。上述措施提高了探測資料的代表性、準確性和比較性，增加了及時率和準確率。然而，由于經費不足，氣象觀測設備并未普遍進行升級換代。

此外，對于使用年限過長的溫濕傳感器，需要更換為更高精度和長壽命的新型設備，并縮短濕度傳感器的校準周期，確保數據的準確性。同時，應通過引入自動化的降雨量監測系統，減少計量誤差，提供更為連續和實時的降雨數據，以更好地服務于精準農業的需求[2]。

1.2 觀測網絡覆蓋

江西省萍鄉市的農業氣象觀測點原有4個觀測點，分別為蓮花縣、上栗縣和蘆溪縣以及武功山區，2022年新增2個農田小氣候站，分別在東橋鎮和排上鎮，當前的覆蓋面積和觀測點分布狀況仍有提升空間。據不完全統計，全市農業用地總面積達到3 123.3 km2，但現有的氣象觀測站點僅覆蓋了其中的25%，主要集中在南部的蓮花縣。具體來說，北部平原區每50 km2

擁有1個氣象站，而丘陵地帶的覆蓋密度降至每100 km2

僅有1個觀測點。這導致了北部兩縣三區尤其是制種業所在區域的氣候數據采集不足，影響了這些區域農作物種植的決策和氣候風險評估的準確性。

例如，在人口稠密且農業發達的安源區，每25 km2設有1個氣象觀測站點，而在地形較為崎嶇且交通不便的湘東區，這一比例下降到了每100 km2才有1個站點。這種分布不均導致了湘東區在遭遇極端氣候事件時，相關數據的缺失更加嚴重，不利于采取及時有效的應對措施。

為了解決覆蓋不足的問題，萍鄉市需規劃新的氣象觀測點，特別是在那些農業產值高但氣象服務相對薄弱的地區。投資于移動氣象觀測技術，如無人機和移動觀測車，亦可臨時增加觀測點，提高數據采集的時效性和空間分辨率，進一步提升覆蓋質量，為精準農業管理提供了強有力的數據支撐。

1.3 數據管理和分析

萍鄉市目前在農業氣象觀測數據管理和分析方面存在一些亟待解決的問題。據了解，該市的數據收集依賴于舊式的記錄系統，觀測是以人工觀測為主，土壤水分站實現了自動化。農氣數據以上傳生育期作物密度、高度、產量因素（如水稻一次枝梗數、結實粒數、千粒重等）為主，通過軟件AgMODOS進行文件傳輸，而且易出錯。

在存儲方面，部分原始農業氣象觀測數據采用傳統的紙質檔案形式存檔，用以存儲和傳輸的軟件缺乏數據備份，這極大地增加了數據損失和訪問不便的風險。萍鄉市農業氣象觀測站由于缺少智能化觀測設備，除基礎數據能夠實現數據的實時傳輸和分析外，大多數農作物觀測數據依賴于人工觀測，更新頻率較低，因此，決策者在獲取最新的農業氣象信息上存在困難。

為了提升數據管理和分析的質量，萍鄉市有必要對現有的農業氣象系統進行升級，包括引進高效的智能化數據觀測設備、完善數據存儲體系以提升數據安全性與可靠性、拓展農業氣象平臺的業務能力等。通過采用以上的改進措施，萍鄉市的農業氣象服務將大幅提升，農業氣象數據的即時性和準確性也將大大增加，有利于促進當地的農業生產和管理[3]。

2 質量控制碼規定

在農業氣象觀測數據的處理中，質量控制碼（QC碼）是確保數據質量的關鍵。QC碼通常被用于標記數據的校驗狀態，指示數據是否通過了特定的質量控制檢查，包括范圍檢查、一致性檢查、時間序列分析、與其他站點的比較等。

隨著質量控制過程的深入，QC碼會不斷更新以反映數據的最新狀態。例如，在初步檢查后，一個數據點可能被標記為1碼。如果后續的自動化檢查沒有發現問題，該數據點的QC碼將被更新為2碼。如果進一步的人工審核確定這些數據是可靠的，則保持為2碼；如果發現數據有誤，則根據情況可能更新為3碼或4碼。對于無法修正的錯誤數據，則標記為5碼（表1）。

在整個質量控制流程中，這些QC碼為數據處理人員提供了清晰的數據質量追蹤和管理手段，確保了數據處理的透明度和可追溯性。通過不斷地更新這些QC碼，數據用戶可以迅速識別和使用質量最高的數據，而忽略那些不可靠的數據點，從而在保證數據質量的同時提高了農業氣象服務的整體效率。

3 江西省萍鄉市農業氣象觀測數據質量控制方法

江西省萍鄉市的農業氣象觀測數據質量控制采用了一系列精細化管理流程。首先，通過Ag MDOS軟件上傳的數據，進行全面的完整性檢查，確保所有必要的數據字段都已被記錄，沒有遺漏。然后，檢查數據的小數位，這對于保持數據精度至關重要，因為不恰當的小數位可能會誤導數據分析。之后進行值域檢查，即驗證觀測數據是否在合理的數值范圍內，如溫度和濕度的物理限制。

針對內部一致性檢查，萍鄉市特別關注與作物生長周期相關的氣象要素，如《規范》中發育期觀測部分所列出的要素表，確保記錄的數據與作物生長發育階段相匹配。例如，如果某作物在生長初期遭受了低溫，而數據中并未反映這一點，那么就需要對這種不一致性進行調查。表2給出了農業氣象觀測數據中各要素實施的檢查項目，圖1給出了數據處理和質量控制流程圖。

首先，數據在初步采集后，將進行1次初步篩選，確保數據的完整性和一致性。若數據初篩未通過，則需要重新檢查數據來源。然后，數據將接受更為詳細的檢驗，包括值域檢查和格式正確性驗證，以確保數據的準確性和合規性。只有通過這些步驟的數據，才能進入到核心的數據處理流程。在數據處理環節，各類數據將被整合并進行交叉驗證，此時會設置或更新質量控制碼（QC碼），以標識數據的驗證狀態。QC碼有不同的級別，如圖2所示，“QC碼=1，2，8”可能表示數據存在特定級別的問題，而“QC碼=0”則表示數據通過所有質量控制檢查。一旦數據被驗證并加以QC碼，它們將被存入MUSIC數據庫中。在數據庫存儲后，數據將供后續的質量評估和分析使用，這可能包括長期趨勢分析或與其他數據集的比較。數據通過這一系列的過程，確保了其質量控制的嚴格性和可靠性，為萍鄉市的農業生產和管理提供了堅實的數據支持。

4 江西省萍鄉市農業氣象觀測質量提升策略

4.1 完善觀測站點建設

在江西省萍鄉市提升農業氣象觀測質量的過程中，完善觀測站點的建設是基礎且關鍵的一步。當前，可能存在觀測站點分布不均、技術標準不一致等問題，這會導致收集到的數據代表性和準確性不足。因此，建議首先對現有的氣象觀測站點進行全面評估，了解它們的地理分布、運行狀態和技術能力。在此基礎上，可以制定一個詳細的站點升級和優化計劃，目標是確保各個站點都能覆蓋關鍵的農業區域，并且具備相應的技術標準。

此外，新建立的站點應當考慮到區域氣候特點、農業種植結構，從而確保收集到的數據能更好地服務于當地的農業生產。增加移動觀測站點和臨時監測設備是提高觀測數據準確性和實時性的有效方法。

4.2 加強觀測儀器設備更新

在萍鄉市，升級老舊的氣象觀測設備和引入先進的傳感器和自動化技術是提高數據質量的直接和有效途徑。建議定期對現有儀器設備性能進行評估，確保所有設備都能準確捕捉到氣象參數的微小變化。引入多功能氣象觀測設備，不僅可以提高數據的采集效率，還能增加觀測數據的種類，例如通過安裝自動氣象站可以實時監測溫度、濕度、風速、風向、降水量等多個參數。

此外，利用無線通信技術和云計算平臺，可以實現數據的實時傳輸和處理，這對快速響應氣象變化、及時調整農業生產計劃至關重要。同時，定期對操作人員進行技術培訓，確保他們能夠熟練使用新設備并進行正確維護，這是確保觀測設備長期正常運行的必要條件。

4.3 提高氣象災害監測預警能力

為提高氣象災害監測預警的能力，萍鄉市相關部門可以通過整合觀測站點數據、遙感技術以及氣象模型，構建綜合的氣象災害監測預警系統。該系統應該具備高效的數據收集能力，能夠對大范圍內的氣象條件進行實時監測，并能及時、準確地預測不利氣象條件，如干旱、洪澇、冰雹等。通過設立專門的氣象災害預警的團隊，萍鄉市相關部門可以提前做好災害應對準備，制定出緊急響應計劃，并與農戶進行有效溝通，提高他們的災害防范意識。同時，還可以加強與國家級氣象預警機構的合作，利用其研究成果和預警信息，實現快速響應。

4.4 提高基層臺站人員業務能力

提高基層氣象臺站人員的業務能力是實現高質量農業氣象服務的關鍵。萍鄉市臺站不僅需要有先進的設備和科學的管理，更重要的是要有一支技術精湛的專業團隊。因此，建議市氣象局設立專門的培訓計劃，定期對臺站人員進行業務技能和理論知識的培訓。培訓內容應涵蓋最新的氣象科學發展、數據分析方法、預報技術、災害響應等多個方面。此外，鼓勵和支持臺站人員參加更高級別的學術交流和研討會，這不僅能提升他們的專業水平，還能拓寬他們的視野，促進創新思維的形成。同時，實行激勵機制，對表現優秀的個人和團隊給予獎勵，可以激發臺站技術人員的工作熱情和提高工作效率[4]。

4.5 加強人才隊伍建設

萍鄉市農業氣象觀測質量的提升，不僅需要現有人員的能力提高，還需要通過加強人才隊伍建設，吸引和培養更多優秀人才。相關部門可以通過與高校合作，設立獎學金和實習計劃，吸引氣象學、農學、環境科學等相關專業的學生到臺站進行實踐學習。這種產學研結合的方式，不僅能夠為臺站培養和儲備專業人才，也可以促進學術成果的轉化應用。

同時，萍鄉市可以設立特別的人才引進計劃，對外吸引在農業氣象及相關領域有顯著成就的專家和學者加入本地氣象服務體系中。此外，為了保障人才隊伍的持續發展，還需要注重人才的長期培養和職業規劃，為他們提供持續的學習和發展平臺，建立完善的職業發展通道，鼓勵人才進行創新研究，從而提升氣象服務體系的整體水平和創新能力。

5 結論

深入探討了江西省萍鄉市農業氣象觀測的現狀，包括觀測設備的現代化、觀測網絡的合理布局、數據管理與分析的科學性，以及觀測人員的專業能力和隊伍建設。可知，雖然萍鄉市在農業氣象觀測方面取得了一定的進展，但仍面臨諸多挑戰，如觀測設備的更新換代、觀測網絡的密度與質量、數據處理的精準度以及人員的專業培訓等。為了提升萍鄉市農業氣象觀測質量，相關部門應完善觀測站點建設，加強儀器設備更新，提高氣象災害監測預警能力，增強基層臺站人員業務能力，并加強人才隊伍建設。這些措施的實施有望顯著提高農業氣象觀測數據的準確性和時效性，為農業生產決策提供強有力的支撐，進而助力萍鄉市乃至整個江西省農業的可持續發展。

參考文獻

[1] 陶鑫，何學敏.提高農業氣象觀測報表預審工作質量的技巧[J].河北農機，2023（14）：150-152.

[2] 韓仲強.基于CIMISS的農業氣象觀測數據自動質量控制系統[J].現代農業，2021（5）：108-110.

[3] 盛佳.地面氣象觀測工作在現代農業生產中的應用及對策[J].農村實用技術，2019（8）：106.

[4] 單新蘭，岳勇，程曉龍.農業氣象觀測信息化資料質量控制問題淺析[J].科技資訊，2019，17（17）：53-54，59.