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[摘 要]农业气象观测是地面观测的重要业务之一,是我国农业气象业务服务的基础。开展农业气象自动化观测有利于提升气象为农服务科技水平、提高农业气象业务服务的科学性、针对性、及时性,是适应现代气象发展和防灾减灾需求的重要举措。针对我国在土壤水分、农田小气候和农作物生长状况等方面自动化观测的现状、存在问题,展望了未来发展趋势,提出了增加观测内容、完善观测技术和加强移动观测等发展建议,为推进我国农业气象观测自动化、完善综合气象观测体系提供参考。
[关键词]农业气象 自动化观测 进展
中图分类号:Y96 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0206-01
引言
农业是我国一项重要的产业,为了增加农业产量,我国有关部门建立了完善的农业气象观测网络,并引进专业的观测技术以及资料传输方式,这为我国农业气象服务提供基础的参考资料,有利于农业气象自动化观测的发展。农业气象的观测有利于农业生产以及防灾救灾,其利用气象观测可以做到防患于未然。农业是我国重点发展的产业,随着科技水平的不断提升,我国农业发展也越来越快,对农业气象观测也提出了更高的要求,农业气象部门必须为农业发展提供更具针对性的产品,这也需要相关单位提供高精度的气象观测信息,本文分析了我国农业气象自动化观测的现状,并对气象自动化观测进行了展望。
一、我国农业气象自动化观测的现状
我国农业科技水平在不断提升,粮食的产量也在不断提高,农业气象观测对农业的发展有着较大的影响,气象观测部门需要提供高时效、高精准度的气象服务,才能达到粮食增产的效果。农业气象观测是地面气象观测的重要内容,为了提高农业气象的观测水平,气象局对这项业务制定的发展目标,调整了其观测的项目,并且引进的先进的观测仪器,这也促进了气象观测的自动化。提高气象自动化观测的效果,需要建立完善的气象观测网,这样也可以使土壤水分、农田气候以及农作物的生长观测可以更加及时的传输在网络中。
1.土壤水分观测自动化
土壤水分对农作物的生长影响很大,在不同的季节中,农田中的土壤水分会发生很大的变化,为了保证农作物的健康生长,农业人员一定要通过土壤观测的结果对其进行调整,使土壤的含水量可以满足农作物的生长的需求。所以,农业气象观测部门必须保证检测结果的准确性,这样才能提高农田水分的管理水平。土壤水分的检测方法很多,气象部门经常用到的有:土钻法、时域反射法、频域反射法以及中子仪法等。气象局在对农田土壤水分进行检测时,需要利用多种仪器,这些仪器可以更加及时的反映出土壤的含水量、湿度。在自动土壤水分观测网中,利用水分传感器、计算机、数据采集器以及网络等,可以将检测到的信息及时反馈到观测网各站点中。
2.农田小气候观测
农田小气候是农田土壤植物大气所构成的连续体中各组成部分之间物质输送和能量转换的最終体现,它反映了农田内部的气象环境条件。农田小气候观测可以为农作物生长气候评价、农业气象灾害监测和评价、作物病虫害的动态监测提供数据和科学依据。农田小气候观测对象可分为矮秆和高秆两类。两类农田小气候观测要素相同,层次数量设置标配为三层,可根据需要增加层数。根据农作物的生长特性、农业气象业务和服务需求,监测农田不同高度层的温度、湿度、冠层总辐射、冠层温度、光合有效辐射、地温等,还可根据需求扩充传感器要素。利用农田小气候观测资料和自动土壤水分资料,结合各种气象指标,可动态监测到冻害、高温、大风等主要气象灾害。
3.作物生长自动化观测
目前,中国气象局没有对作物生长自动化观测设备考核定型,规模化的站网建设还没有开始,作物自动化观测尚未业务化运行。但为满足现代农业气象服务的需求,近年来一些省、市也逐步自行建设农业气象自动化观测站,并在省内组建了自己的自动化观测网。自动作物长势观测系统目前能对小麦、玉米、棉花、水稻等主要粮食作物进行作物发育期识别,实时提供农作物生长发育与长势信息。
二、农业自动化观测的发展方向
1.自动化观测数据的分析与应用将进一步加强
首先对比分析小麦、玉米、棉花、水稻4 种作物主要发育期的误差、土壤水分自动化观测数据与人工观测资料之间的误差、土壤裸温与通风防辐射罩内温度的差别、作物覆盖度与叶面积系数之间的关系等,探索传统观测数据与自动化观测数据之间内在关系。田间小气候资料将在农业气象灾害监测评估和农田小气候与作物发育的关系定量分析方面被充分利用。研究覆盖度资料分析应用与作物模型的结合技术以及作物发育期图像应用领域的拓展等。另外《农业气象自动化观测规范》将制定和完善,以保证农业气象自动化观测系统建设标准统一和自动化观测规范。
2.农业气象移动观测将进一步强化
目前农业气象观测获取的数据还是针对定点作物及其生长环境,在区域范围上代表性仍显不足,尤其在一些关键服务时段,如粮食产量预测、作物收获期预报等,需要更大范围移动调查资料作为补充。另外,在灾害发生时,来自一线的移动调查资料对及时抗灾救灾、减少灾害对粮食作物的损害十分宝贵,而目前我国农业气象的移动观测能力不足,已有移动调查资料也没有很好地发挥效益。现代农业气象观测应该点面结合,其中业务化观测工作以固定点的自动化观测资料为主,对定点作物进行高精度、连续的观测,移动调查作为定点观测的补充,再结合卫星遥感定量反演资料,进行综合观测数据的时空耦合和同化,实现对区域内作物生长状况的全面监测。
三、结语
通过分析发现,我国农业气象自动化观测的项目并不多,但是观测的内容却比较复杂,相关人员不但要对土壤水分进行测量,还要对农作物的生长情况进行观察与分析,同时最重要的还是对气象的观测。观测的准确性与观测技术有很大关系,我国对土壤水分、农作物发育期的检测技术较为成熟,这对实现自动化观测带来了一定促进作用。自动化观测技术在应用的过程中也在不断的完善与改善,其与地面气象观测相比,观测的内容比较复杂,为了提高观测的准确度,相关部门必须利用现代化的技术代替人工观测的方式,这样也有利于提高观测的效率。
参考文献
[1] 贾杨,高春铃.利用自动站草面温度判断霜的形成[J].黑龙江气象,2009,13(2):126.
[2] 孙丽娟,赵春生.雾凇、雨凇和冻雨三种气象现象的阐释[J].科技资讯,2013,11(2):211.
[关键词]农业气象 自动化观测 进展
中图分类号:Y96 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0206-01
引言
农业是我国一项重要的产业,为了增加农业产量,我国有关部门建立了完善的农业气象观测网络,并引进专业的观测技术以及资料传输方式,这为我国农业气象服务提供基础的参考资料,有利于农业气象自动化观测的发展。农业气象的观测有利于农业生产以及防灾救灾,其利用气象观测可以做到防患于未然。农业是我国重点发展的产业,随着科技水平的不断提升,我国农业发展也越来越快,对农业气象观测也提出了更高的要求,农业气象部门必须为农业发展提供更具针对性的产品,这也需要相关单位提供高精度的气象观测信息,本文分析了我国农业气象自动化观测的现状,并对气象自动化观测进行了展望。
一、我国农业气象自动化观测的现状
我国农业科技水平在不断提升,粮食的产量也在不断提高,农业气象观测对农业的发展有着较大的影响,气象观测部门需要提供高时效、高精准度的气象服务,才能达到粮食增产的效果。农业气象观测是地面气象观测的重要内容,为了提高农业气象的观测水平,气象局对这项业务制定的发展目标,调整了其观测的项目,并且引进的先进的观测仪器,这也促进了气象观测的自动化。提高气象自动化观测的效果,需要建立完善的气象观测网,这样也可以使土壤水分、农田气候以及农作物的生长观测可以更加及时的传输在网络中。
1.土壤水分观测自动化
土壤水分对农作物的生长影响很大,在不同的季节中,农田中的土壤水分会发生很大的变化,为了保证农作物的健康生长,农业人员一定要通过土壤观测的结果对其进行调整,使土壤的含水量可以满足农作物的生长的需求。所以,农业气象观测部门必须保证检测结果的准确性,这样才能提高农田水分的管理水平。土壤水分的检测方法很多,气象部门经常用到的有:土钻法、时域反射法、频域反射法以及中子仪法等。气象局在对农田土壤水分进行检测时,需要利用多种仪器,这些仪器可以更加及时的反映出土壤的含水量、湿度。在自动土壤水分观测网中,利用水分传感器、计算机、数据采集器以及网络等,可以将检测到的信息及时反馈到观测网各站点中。
2.农田小气候观测
农田小气候是农田土壤植物大气所构成的连续体中各组成部分之间物质输送和能量转换的最終体现,它反映了农田内部的气象环境条件。农田小气候观测可以为农作物生长气候评价、农业气象灾害监测和评价、作物病虫害的动态监测提供数据和科学依据。农田小气候观测对象可分为矮秆和高秆两类。两类农田小气候观测要素相同,层次数量设置标配为三层,可根据需要增加层数。根据农作物的生长特性、农业气象业务和服务需求,监测农田不同高度层的温度、湿度、冠层总辐射、冠层温度、光合有效辐射、地温等,还可根据需求扩充传感器要素。利用农田小气候观测资料和自动土壤水分资料,结合各种气象指标,可动态监测到冻害、高温、大风等主要气象灾害。
3.作物生长自动化观测
目前,中国气象局没有对作物生长自动化观测设备考核定型,规模化的站网建设还没有开始,作物自动化观测尚未业务化运行。但为满足现代农业气象服务的需求,近年来一些省、市也逐步自行建设农业气象自动化观测站,并在省内组建了自己的自动化观测网。自动作物长势观测系统目前能对小麦、玉米、棉花、水稻等主要粮食作物进行作物发育期识别,实时提供农作物生长发育与长势信息。
二、农业自动化观测的发展方向
1.自动化观测数据的分析与应用将进一步加强
首先对比分析小麦、玉米、棉花、水稻4 种作物主要发育期的误差、土壤水分自动化观测数据与人工观测资料之间的误差、土壤裸温与通风防辐射罩内温度的差别、作物覆盖度与叶面积系数之间的关系等,探索传统观测数据与自动化观测数据之间内在关系。田间小气候资料将在农业气象灾害监测评估和农田小气候与作物发育的关系定量分析方面被充分利用。研究覆盖度资料分析应用与作物模型的结合技术以及作物发育期图像应用领域的拓展等。另外《农业气象自动化观测规范》将制定和完善,以保证农业气象自动化观测系统建设标准统一和自动化观测规范。
2.农业气象移动观测将进一步强化
目前农业气象观测获取的数据还是针对定点作物及其生长环境,在区域范围上代表性仍显不足,尤其在一些关键服务时段,如粮食产量预测、作物收获期预报等,需要更大范围移动调查资料作为补充。另外,在灾害发生时,来自一线的移动调查资料对及时抗灾救灾、减少灾害对粮食作物的损害十分宝贵,而目前我国农业气象的移动观测能力不足,已有移动调查资料也没有很好地发挥效益。现代农业气象观测应该点面结合,其中业务化观测工作以固定点的自动化观测资料为主,对定点作物进行高精度、连续的观测,移动调查作为定点观测的补充,再结合卫星遥感定量反演资料,进行综合观测数据的时空耦合和同化,实现对区域内作物生长状况的全面监测。
三、结语
通过分析发现,我国农业气象自动化观测的项目并不多,但是观测的内容却比较复杂,相关人员不但要对土壤水分进行测量,还要对农作物的生长情况进行观察与分析,同时最重要的还是对气象的观测。观测的准确性与观测技术有很大关系,我国对土壤水分、农作物发育期的检测技术较为成熟,这对实现自动化观测带来了一定促进作用。自动化观测技术在应用的过程中也在不断的完善与改善,其与地面气象观测相比,观测的内容比较复杂,为了提高观测的准确度,相关部门必须利用现代化的技术代替人工观测的方式,这样也有利于提高观测的效率。
参考文献
[1] 贾杨,高春铃.利用自动站草面温度判断霜的形成[J].黑龙江气象,2009,13(2):126.
[2] 孙丽娟,赵春生.雾凇、雨凇和冻雨三种气象现象的阐释[J].科技资讯,2013,11(2):211.