短时临近天气预报在农业气象服务中的应用

石金伟，赖辉煌，杨庆波

（福建省德化九仙山气象站，福建德化 362500）

0 引言

短时临近天气预报为农业生产提供了有效保障，对农业生产有着较强的指导作用。天气变幻莫测，对农业的影响很大。而短时临近天气预报可以在短时间内预测出天气所出现的变化，提前预测出天气造成的影响，使农业生产合理的采取措施，减少时间和成本浪费。

1 短时临近天气预报的内涵特征

1.1 短时天气预报的内涵

天气预报大多时长分为长期、中期、短期3种。其中，长期天天气预报指的是10～15 d，中期天气预报指的是4～9 d，而短期的天气预报指的是1～3 d。短时天气预报可以较快预测天气自然灾害的发生，最长不超过12 h。短时临近天气预报可以及时地预报某个地区即将出现的天气，如雷雨、强降水、大雨、大风等突变天气，使人们提前做好应对措施。区别于长期的天气预报，短时天气预报具有强大的时效功能，它可以为农业生产提供保障，可以为农业生产提供相关的资料信息，农业生产按照精准的天气预报在合适的时间内做出筹备工作。

1.2 主要特征

短时临近天气预报在现代农业生产中得到了广泛应用，尤其在农业天气预警和防灾减灾工作中效果明显。我们通过分析短时临近天气预报得出该天气预报形式特征：第一，短时临近天气预报相比传统的天气预报方式时间短、预报频率高。其原因是，短时临近天气预报预报的是未来2 h之内的天气情况，很大程度上保证了天气预报的准确性，因为短时临近天气预报预报天气时需要考虑到因素较少，分析天气情况更为简单。第二，在过去，受科学技术局限性等因素的影响，很难保证预报的效率和精度，天气预报的气象监测、分析也不够精准。随着科技的不断发展，现代科学技术与短时临近天气预报发展密切，这就为气象学工作打下了坚实基础。新科技的应用使气象工作的开展也得到了显著提升。比如气象卫星、云计算、云存储、计算机互联网、大数据、现代通信中都用到了短时临近天气预报。气象工作者能够通过短时临近天气预报精准化的进行天气状况监测，对信息进行分析和处理，有助于农业生产活动的顺利进行。同时，也保证了短时气象天气预报的准确性和效率性，使农业生产效益得到提升。

2 短时临近天气预报在农业气象服务中的重要性及意义

2.1 重要性

在我国农业发展中，气象监测和研究工作十分重要。气象监测过程中，监测人员通过监控系统能够准确地掌握天气的变化，可以提前让大众对天气变化进行了解掌握，这样就能够留给农业生产足够的时间进行农业防护，减少不必要的经济损失。我们国家是农业大国，气象预测对于农业生产来说必不可少。国民经济与农业生产息息相关，为了提高农业生产效率，就需要知道天气变化情况，了解预报气象数据，为农业生产活动提供指导，使农作物少受天气的影响，提高农业生产效率。

2.2 意义

2.2.1 提高天气预报的准确性

一般情况下，预报的时间比较短，那么天气预报准确性就会高，如果预报的时间比较长，那么天气预报准确性也会下降。所以天气气象服务产品的质量直接与气象数据的准确性成正比。短时临近天气预报能够保证数据的准确性，能够预测出短时间内的天气变化。在工作人员了解天气的变化之后，分析气象数据，保证数据的准确性。短时临近天气预报的精准性能够提高气象服务质量，使农业生产受到气象灾害降到最低。

2.2.2 提高短时临近天气预报的气象灾害预警预报能力

短时临近天气预报是通过现代传媒手段让我们知道短时临近天气预报的重要性，对城市发展和农业发展有着重要影响，这样可以有效地弥补传统气象预报中不足的问题，进而避免各种自然气象灾害。

2.2.3 短时临近天气预报具有时效性和针对性

满足农业生产需求是短时临近天气预报的主要优势，将数据信息及时传递给用户，让用户能够根据自然灾害的类型进行有效预防。短时临近天气预报的及时性和针对性还可以缩短录制以及播放之间的时差，规避天气预报过程中有可能出现的空白段落，能够预防气象灾害发生对农业生产造成重大的影响。

3 短时临近天气预报在农业气象服务中的应用分析

3.1 2021年全年区域自动站维修保障情况

2021年全省区域站维修保障情况、故障类型情况等，详见表1、图1、图2，传感器故障中降水传感器故障226次。

表1 2021年全省区域站维修保障情况

图1 2021年全省区域站故障类型占百分比

图2 2021年全省区域站故障类型分布图

3.2 原因分析

通过数据我们得知，国家级台站故障，主要故障原因为线缆损坏及接触不良、雷击导致设备损坏等。天气雷达故障主要是发射机和天线伺服系统故障。风廓线雷达运行故障主要是前端机软件卡死和TR组件故障。区域自动站故障原因为雨量堵塞、蓄电池充电效能低下所导致。土壤水分观测站故障土壤水分传感器故障以及采集器老化等。

3.3 采取措施，提高短时临近天气预报在农业气象服务中的应用

传感器线缆及线缆接头处重点检查，发现故障隐患及时排除，尽可能避免因线缆损坏而导致故障发生；同时，也要加强观测场防雷和等电位检查，特别是主采、地温分采、温室分采是否等电位，发现问题及时处理，尽可能防止雷击故障发生。

雨量堵塞、蓄电池充电效能低下各级保障部门加强站点监控和维护，特别是建站时间较长站点蓄电池性能检查，发现效能低下蓄电池及时更换，尽可能减少该类故障发生；同时，要加强重要站点巡查维护，特别是观测场环境清理，及时清洁雨量传感器淤泥和杂草，更换老化干簧管，确保设备稳定运行。

土壤水分传感器故障以及采集器老化等，保障人员加强站点的监控和维护，发生故障时及时处理并尽可能减少该类故障的发生。

3.4 2022上半年综合观测业务质量

上半年观测设备运行稳定，观测设备运行质量均达到省级目标考核值（图3、图4）。

图3 设备运行稳定率（可用性）（A、B）

图4 区域站设备故障分布情况

3.4.1 故障分析

1）2022年1～6月份，全省地区区域站总体故障624次，其中天气站故障84次，省级考核站点故障540次。从故障分布看，主要集中在传感器故障；从要素故障分布看，主要集中在雨量故障，主要是由于雨量筒堵塞及干簧管损坏导致。

2）土壤水分观测站故障1次（连城），故障原因为采集器故障导致个别数据异常，国家级台站故障1次，主要故障原因为地温线缆被老鼠咬断导致地温数据缺测。

3）有的台站预警联动机制未建立或建立不够完善，导致存在未提前启动应急观测的风险；台站对冰雹天气预判能力较为薄弱；应急演练不充分，人员应急观测能力不足，对相关业务规定不太熟练。

3.4.2 采取措施，提高短时临近天气预报在农业气象服务中的应用

1）蓄电池充电效能低下，各级保障部门加强站点监控和维护，特别是建站时间较长站点蓄电池性能检查，发现效能低下蓄电池及时更换，尽可能减少该类故障发生；同时，建议台站加强站点管理和维修维护情况的落实，特别是已开展社会化保障的地区，维修人员在填写故障单时，请核实后上报，尽可能避免误报情况的发生。

2）雨量故障原因为雨量堵塞和通信模块故障所导致，建议各级保障部门加强站点监控和维护，及时掌握站点基站信号升级情况，更换信号差站点通信模块；同时，加强对雨量传感器及时维护，清理杂草和淤泥，更换老化干簧管和翻斗，尽可能减少该类故障发生。

3）土壤水分观测站故障建议保障人员加强站点的监控和维护，发生故障时及时处理并尽可能减少该类故障的发生。

4）国家级台站故障建议台站加强管道防鼠防虫措施检查，发现故障隐患及时排查通信线缆故障，尽可能避免因线缆损坏影响质量。

3.4.3 提高气象服务质量

1）进一步压实数据安全责任。各单位要把气象数据安全纳入重要议事日程，主要负责人要亲自抓，要严格落实《中国气象局网络安全管理办法》和《气象数据管理办法》要求，进一步明确数据安全责任，把责任落实到每一个单位、每一名干部职工，切实做好网络安全、数据安全工作。

2）严格气象内部业务网络系统接入管理。各单位要认真梳理清查本地本单位范围内接入气象内部业务网络系统的各类终端，切断所有违规入网终端。严禁未承担公共气象服务职能的企业接入气象内部业务网络，已经接入的，责令一个月内断网，完成断网前，要加强数据安全监控，防止发生数据安全事件。已入网的承担公共气象服务职能的企业一周之内完成报批，未获批准的，一个月内完成断网。省内各相关企业的内网接入报请观测处批准并报预报司备案同意。

3）从严实施气象数据安全审查。各单位要认真清查规范对各类企业提供气象数据情况，为企业提供超出《基本气象资料和产品共享目录》范围数据的，《目录》范围外不涉及原始数据的，报观测处审查批准；《目录》范围外涉及原始数据的报观测处，由观测处报预报司审查批准。对于未经审查或审查未获批准向各类企业提供超出《目录》范围数据的，在一个月内停止提供。各级气象部门暂停新成立与气象数据服务有关的各类企业。各单位要立即停止通过互联网网站提供的超《目录》范围气象数据下载服务。气象档案数字化加工场所安防措施不符合要求的，要立即整改。加强对软件开发等各类外协公司的管理，确保数据安全、业务安全。

4 结语

综上所述，我们国家是农业大国，农业经济在不断发展，为了满足农业发展下需求，应该在农业气象服务中应用短时临近天气预报，通过体系建设运行、日常监督检查、内审、外审等方式。发现现有工作（业务）流程缺陷并进行优化改进，降低风险，提高了管理效能；对现有工作（业务）流程有变革性的创新，变革绩效明显，能够保障农业生产的健康发展。