設(shè)施農(nóng)業(yè)象觀測與服務(wù)

1、設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測與服務(wù)設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測與服務(wù)主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 設(shè)施農(nóng)業(yè)及其發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)及其發(fā)展 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象問題與服務(wù)設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象問題與服務(wù) 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測一、設(shè)施農(nóng)業(yè)及其發(fā)展一、設(shè)施農(nóng)業(yè)及其發(fā)展uW-W-什么是設(shè)施農(nóng)業(yè)？什么是設(shè)施農(nóng)業(yè)？環(huán)境科學(xué)生物科學(xué)工程科學(xué)u 設(shè)施農(nóng)業(yè)的類型設(shè)施農(nóng)業(yè)的類型設(shè)設(shè) 施施 農(nóng)農(nóng) 業(yè)業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)設(shè) 施施 養(yǎng)養(yǎng) 殖殖設(shè)設(shè) 施施 種種 植植畜牧養(yǎng)殖設(shè)施蔬菜設(shè)設(shè)施施果果樹樹設(shè)設(shè)施施花花卉卉 我國設(shè)施種植面積我國設(shè)施種植面積56875687多萬畝多萬畝，占占世界的世界的89.3%89.3%。其中溫室和大棚占世界的其中溫室和大棚占世界的89.7%89

2、.7%。 u 設(shè)施蔬菜生產(chǎn)現(xiàn)狀與地位設(shè)施蔬菜生產(chǎn)現(xiàn)狀與地位設(shè)施結(jié)構(gòu)類型設(shè)施結(jié)構(gòu)類型 現(xiàn) 代 溫 室 日日 光光 溫溫 室室 塑塑 料料 大大 棚棚 塑料小拱棚36183618萬畝萬畝占占64%64%蔬菜蔬菜93.5%果樹果樹4.1%花卉花卉2.4%占占1%1%現(xiàn)代溫室現(xiàn)代溫室中小拱棚中小拱棚塑料大棚塑料大棚日光溫室日光溫室 全國日光溫室日光溫室種植面積約1400萬畝萬畝，其中蔬菜生產(chǎn)蔬菜生產(chǎn)面積約1350多萬畝多萬畝。 年產(chǎn)值年產(chǎn)值2025億元左右億元左右，成，成為為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，并逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化生業(yè)，并逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)產(chǎn)。 推動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的

3、發(fā)展 為農(nóng)民增收做出了突出貢獻(xiàn)：為農(nóng)民增收做出了突出貢獻(xiàn)：農(nóng)民人均純收入農(nóng)民人均純收入顯著提升。顯著提升。 有力地拉動(dòng)內(nèi)需和地方經(jīng)濟(jì)：有力地拉動(dòng)內(nèi)需和地方經(jīng)濟(jì)：帶動(dòng)相關(guān)上下游帶動(dòng)相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 吸納農(nóng)村富余勞動(dòng)力、促進(jìn)勞動(dòng)力就業(yè)：吸納農(nóng)村富余勞動(dòng)力、促進(jìn)勞動(dòng)力就業(yè)：設(shè)施設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)及上下游產(chǎn)業(yè)崗位農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)及上下游產(chǎn)業(yè)崗位；如壽光市；如壽光市50%50%的的人口從事與設(shè)施農(nóng)業(yè)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)。人口從事與設(shè)施農(nóng)業(yè)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)。 提高了全民的生活質(zhì)量提高了全民的生活質(zhì)量p設(shè)施農(nóng)業(yè)備受設(shè)施農(nóng)業(yè)備受黨中央、國務(wù)院高度重視黨中央、國務(wù)院高度重視 2015年年中央一號文件中央一號文件：“深入推進(jìn)

4、農(nóng)業(yè)結(jié)深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整構(gòu)調(diào)整”-實(shí)施園藝產(chǎn)品提質(zhì)增效工程實(shí)施園藝產(chǎn)品提質(zhì)增效工程。1%39% 35%25%5430全國蔬全國蔬菜產(chǎn)業(yè)菜產(chǎn)業(yè)規(guī)劃規(guī)劃全國蔬菜全國蔬菜產(chǎn)業(yè)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)規(guī)劃(2020(2020年年) )面積面積+2.2%+2.2%產(chǎn)量產(chǎn)量+18.8%+18.8%人均人均+8.1%+8.1%設(shè)施蔬菜面設(shè)施蔬菜面積占積占25%25%左左右右二、設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣象問題與服務(wù)二、設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣象問題與服務(wù) 我國設(shè)施農(nóng)業(yè)平均單產(chǎn)僅為發(fā)達(dá)國家（荷蘭）我國設(shè)施農(nóng)業(yè)平均單產(chǎn)僅為發(fā)達(dá)國家（荷蘭）的的1/3-1/4，產(chǎn)值相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家的，產(chǎn)值相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家的1/30-1/40。 黃瓜、番茄產(chǎn)量黃瓜、番茄產(chǎn)

5、量中國，中國，7-8kg/m2荷蘭，荷蘭，30-50kg/m2（1季產(chǎn)量），較我國高出季產(chǎn)量），較我國高出3-5倍倍。 原因：原因：總體水平（特別是科技水平）低總體水平（特別是科技水平）低，其中，其中，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氣象問題沒有得到有效解決，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氣象問題沒有得到有效解決，是影響產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的主要原因之一。是影響產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的主要原因之一。u設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在的主要?dú)庀髥栴}設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在的主要?dú)庀髥栴}設(shè)施結(jié)構(gòu)相對簡陋設(shè)施結(jié)構(gòu)相對簡陋-對外界氣象條件依賴性對外界氣象條件依賴性較大較大溫度問題溫度問題-過高或過低過高或過低春、秋季春、秋季-過高過高冬季冬季-過低過低濕度問題濕度問題

6、-過高（易導(dǎo)致病害發(fā)生）過高（易導(dǎo)致病害發(fā)生）p正常天氣條件下設(shè)施內(nèi)小氣候問題及其影響正常天氣條件下設(shè)施內(nèi)小氣候問題及其影響 反季節(jié)反季節(jié) -高效生產(chǎn)和反季節(jié)栽培為產(chǎn)業(yè)定向 設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)施結(jié)構(gòu) -相對簡陋 能量能量來源來源 -太陽輻射 低溫災(zāi)害低溫災(zāi)害 寡照災(zāi)害寡照災(zāi)害 低溫寡照復(fù)合災(zāi)害低溫寡照復(fù)合災(zāi)害 大風(fēng)災(zāi)害大風(fēng)災(zāi)害 暴雪災(zāi)害暴雪災(zāi)害 次生災(zāi)害次生災(zāi)害-病蟲害病蟲害 p 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響日趨增大設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響日趨增大設(shè)施蔬菜生產(chǎn)特點(diǎn)：設(shè)施蔬菜生產(chǎn)特點(diǎn)：主要?dú)庀鬄?zāi)害：主要?dú)庀鬄?zāi)害：低溫低溫低溫導(dǎo)致番茄受凍寡照導(dǎo)致黃瓜染病寡照寡照溫室低溫溫室低溫抑制光合抑制光合濕度過高濕度過高災(zāi)害性天

7、氣條件影響災(zāi)害性天氣條件影響: : 溫度過低溫度過低濕度過高濕度過高CO2過低過低間接影響間接影響p設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的必要性設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的必要性-需求需求 日常生產(chǎn)管理需求日常生產(chǎn)管理需求 春、秋季春、秋季 冬季冬季氣象災(zāi)害影響防御需求氣象災(zāi)害影響防御需求低溫，寡照，大風(fēng)，暴低溫，寡照，大風(fēng)，暴雪，復(fù)合災(zāi)害。雪，復(fù)合災(zāi)害。設(shè)施小氣候設(shè)施小氣候預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)災(zāi)害影響災(zāi)害影響預(yù)報(bào)預(yù)報(bào) 其他服務(wù)其他服務(wù)采摘上市，氣肥施用，采摘上市，氣肥施用，病害發(fā)生潛勢。病害發(fā)生潛勢。小氣候監(jiān)小氣候監(jiān)測診斷測診斷為什么說設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)是可行的？為什么說設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)是可行的？p設(shè)施小氣候存在高度穩(wěn)定性設(shè)施小氣候存

8、在高度穩(wěn)定性通風(fēng)顯通風(fēng)顯熱交換熱交換入射太入射太陽能陽能通過覆蓋材通過覆蓋材料熱交換料熱交換空氣與土表空氣與土表顯熱交換顯熱交換空氣與作物空氣與作物顯熱交換顯熱交換空氣與墻體空氣與墻體顯熱交換顯熱交換作物蒸騰作物蒸騰潛熱消耗潛熱消耗土表蒸發(fā)土表蒸發(fā)潛熱消耗潛熱消耗主要能量來源是太陽輻射主要能量來源是太陽輻射 溫室、大棚的透光率一般在溫室、大棚的透光率一般在60%-80%以上以上不同季節(jié)不同天氣條件下日光溫室外不同季節(jié)不同天氣條件下日光溫室外總輻射總輻射輻輻冬季冬季春秋季春秋季不同季節(jié)不同天氣條件下日光溫室內(nèi)總輻射輻不同季節(jié)不同天氣條件下日光溫室內(nèi)總輻射輻冬季冬季春秋季春秋季 l 氣氣 溫溫 冬

9、冬 季季春春 季季室內(nèi)氣溫室內(nèi)氣溫冬季晴天冬季晴天冬季多云冬季多云冬季陰天冬季陰天地表溫度地表溫度20cm20cm地溫地溫室室 外外氣氣 溫溫 l 地地 溫溫 白天，隨著土白天，隨著土層的加深，溫層的加深，溫度 降 低度 降 低 ; ; 夜 間夜 間則相反則相反。l 濕度變化特征濕度變化特征冬 季春 季l 溫室內(nèi)溫室內(nèi)CO2濃度濃度冬季明顯低冬季明顯低于春秋季于春秋季冬季天氣類冬季天氣類型影響大型影響大日光溫室氣溫預(yù)報(bào)精度檢驗(yàn)日光溫室氣溫預(yù)報(bào)精度檢驗(yàn)010020030040050060070080090010000510152025303540 實(shí) 測 值預(yù) 測 值2008 年12 5月晴天逐

10、日24小時(shí)預(yù)報(bào)值與實(shí)際值對比圖（萊蕪）l78%樣本絕對誤差低于樣本絕對誤差低于20:0007:00與與18:0023:00時(shí)段內(nèi)效果較理想；時(shí)段內(nèi)效果較理想；白天白天08:00 17:00時(shí)段，由于受到通風(fēng)作業(yè)的時(shí)段，由于受到通風(fēng)作業(yè)的干擾，棚內(nèi)氣溫預(yù)測效果波動(dòng)較大干擾，棚內(nèi)氣溫預(yù)測效果波動(dòng)較大.浙江慈溪大棚氣浙江慈溪大棚氣溫溫江蘇南部大棚氣溫江蘇南部大棚氣溫冬季冬季春季春季春季春季冬季冬季 山東日光溫室：山東日光溫室：相對誤差相對誤差低于低于5%5%樣本樣本占占77%77%；低；低于于10%10%樣本樣本占占93%93%。 濕度預(yù)報(bào)精度檢驗(yàn)濕度預(yù)報(bào)精度檢驗(yàn)服務(wù)內(nèi)涵：服務(wù)內(nèi)涵： 設(shè)施農(nóng)用天氣預(yù)

11、報(bào) 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測與影響預(yù)報(bào) 設(shè)施農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生潛勢氣象預(yù)報(bào) 設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象診斷與評估 農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)小氣候特征天氣預(yù)報(bào)天氣預(yù)報(bào)環(huán)境調(diào)控栽培管理作物與作物與環(huán)境達(dá)到環(huán)境達(dá)到和諧和諧服務(wù)服務(wù)產(chǎn)品產(chǎn)品加工加工預(yù)報(bào)模型預(yù)報(bào)模型實(shí)時(shí)觀測實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)p 2009 2009年，中國局正式提出開展服務(wù)年，中國局正式提出開展服務(wù)u 服務(wù)核心基礎(chǔ)支撐服務(wù)核心基礎(chǔ)支撐-氣象觀測氣象觀測設(shè)施設(shè)施農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)氣象氣象觀測觀測設(shè)施外環(huán)境氣設(shè)施外環(huán)境氣象要素象要素設(shè)施內(nèi)設(shè)施內(nèi)小氣候小氣候要素要素現(xiàn)狀：省市間不統(tǒng)一現(xiàn)狀：省市間不統(tǒng)一三、設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測三、設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象觀測p 標(biāo)準(zhǔn)制定與相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)制定與相關(guān)規(guī)定 行標(biāo)：行

12、標(biāo)：QX/T 2612015QX/T 2612015觀測項(xiàng)目觀測項(xiàng)目： 設(shè)施設(shè)施內(nèi)氣溫、空氣相對濕度、內(nèi)氣溫、空氣相對濕度、地溫、總輻射、光合有效輻射地溫、總輻射、光合有效輻射和二氧化碳濃度等和二氧化碳濃度等。觀測時(shí)制與日界觀測時(shí)制與日界 輻射觀測采用輻射觀測采用地方平均太陽時(shí)地方平均太陽時(shí)，其余觀測項(xiàng)目采用，其余觀測項(xiàng)目采用北京時(shí)北京時(shí)。 輻射觀測以輻射觀測以地方平均太陽時(shí)地方平均太陽時(shí)2424時(shí)時(shí)為日界，其余觀測均以為日界，其余觀測均以北京北京時(shí)時(shí)2020時(shí)時(shí)為日界。為日界。設(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候設(shè)施農(nóng)業(yè)小氣候觀測規(guī)范觀測規(guī)范 日光日光溫室和塑料大棚溫室和塑料大棚 觀測項(xiàng)目觀測項(xiàng)目 觀測時(shí)制與日界

13、觀測時(shí)制與日界 對觀測儀器的要求對觀測儀器的要求構(gòu)成構(gòu)成包包括采集器、傳感器、電源括采集器、傳感器、電源功能功能自動(dòng)自動(dòng)采集、處理、存儲、傳輸采集、處理、存儲、傳輸技術(shù)性能技術(shù)性能 采集器：時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲時(shí)限、有線連接、預(yù)留采集器：時(shí)鐘、數(shù)據(jù)存儲時(shí)限、有線連接、預(yù)留新增傳感器接口等。新增傳感器接口等。 傳感器傳感器：測量范圍、分辨力、準(zhǔn)確度、平均時(shí)間測量范圍、分辨力、準(zhǔn)確度、平均時(shí)間和采樣頻次和采樣頻次。 電源：電源：光伏發(fā)電光伏發(fā)電，蓄電池容量蓄電池容量7 7天以上天以上；市電，；市電，備備用電池浮充電用電池浮充電。 觀測儀器軟件觀測儀器軟件：地面：地面自動(dòng)氣象站自動(dòng)氣象站。測量要素測量要素

14、測量范圍測量范圍分辨力分辨力準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度平均時(shí)間平均時(shí)間采樣頻次采樣頻次（分鐘）（分鐘）（次（次/ /分鐘）分鐘）氣溫氣溫-50 -50 +50 +50 0.2 0.2 1 16 6空氣相對濕空氣相對濕度度0 0 100 100 1%1%4 4 （80%80%）1 16 68 8 （80%80%）測量要素測量要素測量范圍測量范圍分辨力分辨力準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度平均時(shí)平均時(shí)間間采樣頻次采樣頻次（分鐘）（分鐘）（次（次/ /分鐘）分鐘）地溫地溫-50 -50 80 80 0.5 0.5 1 16 6總輻射總輻射0 W/m0 W/m2 22000 2000 W/mW/m2 21 W/m1 W/m2 25 5

15、 1 16 6光合有效輻光合有效輻射射0 0 mol/(smmol/(sm2 2) )2000 2000 mol/(smmol/(sm2 2) )1 1 mol/mol/(sm(sm2 2) )5 5 1 16 6二氧化碳濃二氧化碳濃度度0 ppm0 ppm2000 2000 ppmppm1 ppm1 ppm5 ppm5 ppm1 16 6傳感器技術(shù)性能要求表傳感器技術(shù)性能要求表 對對觀測儀器安裝觀測儀器安裝與維護(hù)要求與維護(hù)要求儀器儀器安裝要求安裝要求允許誤差允許誤差基準(zhǔn)部位基準(zhǔn)部位氣溫傳感器氣溫傳感器高度高度150 cm m m感應(yīng)部分中部感應(yīng)部分中部空氣相對濕度傳空氣相對濕度傳感器感器高度

16、高度150 cm m m感應(yīng)部分中部感應(yīng)部分中部地溫傳感器地溫傳感器感應(yīng)部分一半埋入土感應(yīng)部分一半埋入土中中感應(yīng)部分中心感應(yīng)部分中心、地溫傳感器、地溫傳感器深度深度10 cm、20 cm cm cm感應(yīng)部分中心感應(yīng)部分中心地溫傳感器地溫傳感器深度深度40 cm cm cm感應(yīng)部分中心感應(yīng)部分中心輻射傳感器輻射傳感器支架高度支架高度 m m支架安裝面底座南支架安裝面底座南北線北線二氧化碳分析儀二氧化碳分析儀高度高度 m m進(jìn)氣口進(jìn)氣口采集器箱采集器箱高度以便于操作為準(zhǔn)高度以便于操作為準(zhǔn)傳感器安裝要求表傳感器安裝要求表 對對數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)采樣的要求的要求采集器數(shù)據(jù)采樣的順序，數(shù)據(jù)處理方式采集器數(shù)據(jù)采樣的順序，數(shù)據(jù)處理方式 順序順序：氣溫、空氣相對濕度、地溫、總輻氣溫、空氣相對濕度、地溫、總輻射、光合有效輻射和二氧化碳濃度射、光合有效輻射和二氧化碳濃度給出了各類要素的數(shù)據(jù)文件格式給出了各類要素的數(shù)據(jù)文件格式 內(nèi)容：內(nèi)容：要素名稱，字節(jié)長度以及相關(guān)說明要素名稱，字節(jié)長度以及相關(guān)說明觀測儀器現(xiàn)狀：無觀測儀器現(xiàn)狀：無“列裝列裝”觀測儀器觀