浙江省OCF站點(diǎn)資料在衢州天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中的釋用

陳江鋒，廖君鈺，曾憲軍，余麗萍

(衢州市氣象局，浙江 衢州 324000)

氣候資源是自然資源中影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最重要的組成部分之一，它提供的光、熱、水、空氣等能量和物質(zhì)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類型、種植制度、布局結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)潛力、發(fā)展遠(yuǎn)景,以及農(nóng)、林、牧產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量和分布都起著決定性作用。農(nóng)作物生長過程是不斷與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)與能量交換的過程，大氣中的光、熱、水、氣是農(nóng)作物生長發(fā)育的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。氣象要素的組合匹配和時(shí)空分布狀況，決定著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象的生長發(fā)育狀況及最終產(chǎn)量和品質(zhì)，影響到農(nóng)事活動(dòng)、農(nóng)業(yè)措施及農(nóng)產(chǎn)品的貯藏和流通等等。氣象要素對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的利弊影響，成為決定農(nóng)業(yè)豐歉的重要因素，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度依賴于天氣氣候條件。

衢州市位于浙江省西部，錢塘江上游，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。衢州地形地貌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，海拔高度差異較大，導(dǎo)致氣溫在山區(qū)丘陵出現(xiàn)不規(guī)則分布，年平均氣溫從18.8～12.7 ℃，垂直氣候特征十分明顯，亦具有較顯著的立體山地氣候特征，同時(shí)亞熱帶季風(fēng)氣候與丘陵山地立體氣候在此疊加，相較于同處亞熱帶的其他地區(qū)，氣溫年較差(最冷月與最熱月的平均氣溫差)較大，區(qū)域性氣候特征非常明顯。

隨著天氣預(yù)報(bào)數(shù)值模式的改進(jìn)，氣象要素的預(yù)報(bào)技巧有了明顯提高，并越來越多地應(yīng)用于實(shí)際預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作中[1-2]。為了更好地使用數(shù)值模式的要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品，浙江省氣象臺通過對比浙江省鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)的觀測資料，對模式要素預(yù)報(bào)產(chǎn)品進(jìn)行誤差訂正，動(dòng)態(tài)集成多模式產(chǎn)品并考慮各預(yù)報(bào)要素之間的協(xié)調(diào)性，得到改進(jìn)的要素客觀預(yù)報(bào)產(chǎn)品(以下簡稱OCF產(chǎn)品)[3]，對改善浙江省精細(xì)化預(yù)報(bào)發(fā)揮了積極的指導(dǎo)作用。其中OCF溫度預(yù)報(bào)產(chǎn)品尤為突出，基于2014年1—12月OCF產(chǎn)品檢驗(yàn)，全省大部分臺站在短中期(0～168 h)OCF的RMSE均小于2 ℃[4-5]。為了更好地做好衢州地區(qū)為農(nóng)預(yù)報(bào)和服務(wù)業(yè)務(wù)，衢州市氣象臺開發(fā)了基于OCF的市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)精細(xì)化要素預(yù)報(bào)Web產(chǎn)品顯示平臺。預(yù)報(bào)員通過該平臺能更好、更快地制作多品種、多時(shí)次的氣象要素預(yù)報(bào)，提高為農(nóng)服務(wù)的效率和準(zhǔn)確性。

1 OCF氣象要素預(yù)報(bào)顯示平臺

1.1 平臺概況

從實(shí)際業(yè)務(wù)工作出發(fā)，根據(jù)衢州農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)需求，衢州氣象臺對浙江省氣象臺OCF站點(diǎn)指導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)行文件解析和入庫，在SQL Server數(shù)據(jù)服務(wù)器中建立全市的OCF鄉(xiāng)鎮(zhèn)站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，利用全市的站點(diǎn)庫，開發(fā)了包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào)要素模塊、單要素多預(yù)報(bào)時(shí)次穩(wěn)定性模塊和誤差分析模塊等的快速顯示平臺。平臺采用BS結(jié)構(gòu),維護(hù)和升級方法簡單。平臺使用SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫和ASP.Net作為開發(fā)平臺，各市、縣預(yù)報(bào)員通過瀏覽器即可訪問。

1.2 OCF文件資料歸集、解析、入庫

在SQL Server數(shù)據(jù)服務(wù)器中創(chuàng)建OCF站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，包含衢州市、縣156個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)1～15 d、每天2次的各類要素預(yù)報(bào)資料和定時(shí)統(tǒng)計(jì)的間隔12 h的天氣實(shí)況統(tǒng)計(jì)資料。OCF指導(dǎo)預(yù)報(bào)資料包含云量、整點(diǎn)溫度、12 h最高溫度、12 h最低溫度、整點(diǎn)相對濕度、3 h雨量、6 h雨量、12 h雨量、24 h雨量、整點(diǎn)風(fēng)向、風(fēng)速等要素；實(shí)況資料包含12 h最高溫度、最低溫度、降水量、風(fēng)向和風(fēng)速等要素。

根據(jù)省臺OCF運(yùn)行時(shí)間，市臺每日5時(shí)和14時(shí)分別從省臺服務(wù)器下載20時(shí)和8時(shí)起報(bào)的衢州全市站點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，分別讀取并解析全市各站OCF的1～15 d預(yù)報(bào)時(shí)次數(shù)據(jù)并存入OCF站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，并作3 d冗余運(yùn)行入庫，確保數(shù)據(jù)完整性。每日定時(shí)統(tǒng)計(jì)實(shí)況12 h雨量、最高溫度、最低溫度、風(fēng)向和風(fēng)速等要素，并存入數(shù)據(jù)庫，以作誤差分析和訂正。

2 平臺模塊和功能

2.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)短期氣象要素指導(dǎo)產(chǎn)品模塊

在日常業(yè)務(wù)工作中，各市、縣每日需制作多個(gè)時(shí)次的鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào)，利用OCF站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，建立不同時(shí)次的鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào)高低溫、降水和風(fēng)等指導(dǎo)產(chǎn)品。對4、5、9時(shí)鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào)選取市、縣8時(shí)至8時(shí)預(yù)報(bào)時(shí)段最高溫度和最低溫度等要素，對15時(shí)鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào)選取20時(shí)至20時(shí)預(yù)報(bào)時(shí)段最高溫度和最低溫度等要素(圖1)。減輕預(yù)報(bào)員工作量、減少了預(yù)報(bào)錯(cuò)誤概率。

圖1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣預(yù)報(bào)指導(dǎo)

模塊同時(shí)可顯示0～72 h的鄉(xiāng)鎮(zhèn)3 h間隔降水、溫度、云量、相對濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等精細(xì)化預(yù)報(bào)產(chǎn)品，給農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)提供定時(shí)、定點(diǎn)、定量的氣象要素預(yù)報(bào)，為更好地做好短期鄉(xiāng)鎮(zhèn)精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)工作提供方便。此外在冷空氣影響過程中，日最高溫度通常出現(xiàn)在前一天20時(shí)，最低溫度可能出現(xiàn)在當(dāng)天20時(shí)，利用此預(yù)報(bào)顯示模塊，可方便顯示(如圖1，日最高溫度和最低溫溫度)，并可在3 h預(yù)報(bào)中，快速查詢最高、最低溫度可能出現(xiàn)的時(shí)間，為農(nóng)業(yè)氣象保障工作提供更加精細(xì)、準(zhǔn)確的氣象服務(wù)。

模塊同時(shí)提供各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的最近4個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)次的鄉(xiāng)鎮(zhèn)歷史預(yù)報(bào)，可快速查詢前幾個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)次的預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

2.2 中期天氣預(yù)報(bào)要素指導(dǎo)產(chǎn)品模塊

中期天氣預(yù)報(bào)要素指導(dǎo)產(chǎn)品模塊顯示1～15 d每日最高、最低溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、云量、日降水量和相對濕度等預(yù)報(bào)要素；次模塊的中期天氣發(fā)展趨勢，為農(nóng)業(yè)決策部署提供客觀的參考依據(jù)。在每一年的春茶采摘服務(wù)中，提早監(jiān)測衢州地區(qū)冷空氣影響時(shí)間和程序，及時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)、預(yù)警信息，減輕茶農(nóng)損失。在梅汛期和高溫干旱時(shí)期，為更好地做好防汛抗旱工作提供科學(xué)依據(jù)。

2.3 誤差分析指導(dǎo)產(chǎn)品模塊

針對預(yù)報(bào)模式可能出現(xiàn)的系統(tǒng)性誤差，制作了誤差顯示分析模塊(圖2)，方便預(yù)報(bào)員作預(yù)報(bào)誤差訂正。該模塊提供的要素包括12 h雨量、最高溫度、最低溫度、風(fēng)向和風(fēng)速等，模塊顯示最近的3個(gè)起報(bào)時(shí)次單個(gè)要素預(yù)報(bào)。通過選取要素(如12 h最低溫度)可進(jìn)行某個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)次(如30日8時(shí))的多個(gè)起報(bào)時(shí)次的誤差分析，方便預(yù)報(bào)員做出更加準(zhǔn)確、更接近實(shí)況的鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象預(yù)報(bào)。

圖2 誤差分析指導(dǎo)模塊

目前，根據(jù)需求調(diào)研，依托鄉(xiāng)鎮(zhèn)精細(xì)化要素平臺正在增加制作各類專業(yè)為農(nóng)服務(wù)項(xiàng)目，如現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)專題氣象服務(wù)、一周農(nóng)事、專業(yè)氣象等服務(wù)。

3 小結(jié)與討論

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象要素有著不可分割的聯(lián)系，氣象要素是決定農(nóng)業(yè)豐歉的重要因素。衢州市氣象臺從為農(nóng)服務(wù)實(shí)際業(yè)務(wù)工作出發(fā)，根據(jù)衢州本地農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)需求，對浙江省氣象臺OCF站點(diǎn)指導(dǎo)產(chǎn)品進(jìn)行文件解析和入庫，在SQL Server數(shù)據(jù)服務(wù)器中建立全市的OCF站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，利用全市的站點(diǎn)庫，開發(fā)了包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)短期氣象要素指導(dǎo)產(chǎn)品模塊、中期天氣預(yù)報(bào)要素指導(dǎo)產(chǎn)品模塊、誤差分析指導(dǎo)產(chǎn)品模塊等的指導(dǎo)產(chǎn)品WEB顯示平臺，為衢州地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供定時(shí)、定點(diǎn)、定量的短期農(nóng)業(yè)天氣精細(xì)化預(yù)報(bào)和中期發(fā)展趨勢預(yù)測，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。