
摘要:现在,与气象科技服务方面相关的具体效益问题,一直是气象学界关心、关注的重难点问题。但需要指出的是,天气预报自身所具有的典型特征即为其产品存在不确定性,因此,对农业气象科技服务经济效率的理论方法进行研究,不论是在气象科技服务的社会经济效益的提高上,还是在气象部门经济效益提高上,都有着重要意义。文章分别运用概率统计、离散模式等方法,对农业气象决策服务潜在的经济效益理论评估方法进行深入研究及逐步分析。
于土壤-作物-大气系统架构当中,有许多因素会对作物生长、发育造成影响,其中最为典型的便是大气;伴随当今计算机技术的越发成熟,农业气象理论研究的越发深入,人们借助各种条件与理论基础,开始了广泛化揭示外界环境于作物产量形成过程之间的关系。天气预报产品自身的不确定是其典型特点所在,此些不确定性是怎样形成的,同样是当前需要迫切解决的难题。所以,需要以客观姿态去评价基于天气预报的农业气象科技服务,而采用概率统计、离散模式等方法,便是不错的方法选择。本文就此作一探讨。
一、农业气象服务所具有的潜在性经济效益
针对气象来讲,其乃是对农业生产潜力具有决定作用的关键因素,通过对气候条件、资源的合理化、高效化利用,便能够在额外支出不增加的前提下,从中获得更好的经济效果。因此,人们经常会科学的区划、规划农业气候,同时制定出最佳、最合理的决策。
二、研究方法
通常状况下,明确最佳决策的具体步骤为:
1. 对当地农业气候资源R加以明确,且基于可能的变化范围内,将其划分成M个等级,即(R1,R2,R3 …… ,Rm),后将各等级出现频次计算出来,即P(R1),P(R1),P(R1)……P(R1)。
2. 将所用决策(d1,d2,dj……dn)给确定下来,那么在此背景下,各个农业气候资源等级框架下的经济收益,可用如下公式表示:Uij=U(Ri,dj);将各决策dj所对应的加权平均经济收益给计算出来,即U(di)=∑U (Ridi)P(Ri)。如果U(di)是收益,那么去最大值,如果是损失,那么取最小值。对应于最大值U(di)Max的决策,从根本上来分析,就是用农业气候资源所对应的最优决策。就实际平均收益与U(di)Max进行比较,所得到的差值就是农业气候服务所对应的经济效果。
三、Thompson数学表达式分析
针对不防灾时所导致的损失(L)与防灾费用(C)之间的比值,如果基于灾害性天气下,出现概率(P)与之相比偏大的情况,那么此时实施防灾措施,才更具有经济价值。如果P大于C/L,那么表明接受气象服务,并且须实施防御;如果P等于C/L,那么表明不防御或者防御;P小于C/L,那么表明虽然对气象服务予以接受,但是却无需防御。在公式当中,P所代表的是不利天气所出现的概率,C所代表的是采取防御措施的具体费用;L所代表的是每次没有采取防御措施时,不利天气所带来的实际损失。所以,在现实生产过程中,防御气象灾害在具体的费用Ff上,用公式表示为Ff=C(m+n)+Li,在此公式当中,M所代表的是空报次数,而n所代表的是漏报次数。
四、气象服务及其具体的决策措施
用户依据气象预报结果来开展各项经济活动,即决策。而在具体的气象服务上,可以采取连续形式,也可以根据实际需要,采用离散形式,而在具体的决策方法上,可划分为两种,其一为连续模式,其二是离散模式。
1. 离散模式。当处于此种模式时,决策一般是;离散的(di,j=1,n)。
2. 连续模式。当处于此模式时,决策实际就是某范围架构当中的值a,而对于用户来讲,则依据某个范围当中的值a,采取各种行动。而针对策略(S)来分析,其实为一种对应关系或算法,一定的策略与若干决策活动相对应。基于某种准则的大框架下,基于某指标来分析,其最佳决策又被形象的称之为最优策略(S0)。
五、天气预报与概率分布、列联矩阵
从根本上来讲,天气现象或者气象要求都被称之为天气状态。如果处于离散模式状态下,那么用m各彼此间相容的事件来对天气状态予以表示。此时,针对天气状态来讲,其在具体的预报效果上,可以采用列联来进行表示,Ⅱi(i=1,2)所代表的是Fi(i=1,2)的天气状态。如果处于连续模式下,那么天气状态可以采用概率密度函数f(x)来加以表示,当借助气候资料来做相关决策时,已知f(x)便可。如果在做决策时,采用的是预报资料,那么需要获取条件概率分布,即F(x丨x*),其中,x所表示的是实际值,x*所表示的是预报值,一般情况下,x*主要借助回归方程来获得。此时,可用F(x丨x*)来对那些比较常用的函数来进行表示,比如等,而对于等来讲,其乃是预报值所对应的平均值。实为x、x*的线性相关系数。
六、气象损失矩阵、效益(损失)矩阵与气象损失函数
如果处于离散模式下,那么针对状态Fi来讲,其与决策di所对应的用户之间,存在着一定的经济损失或者是收益,因而是效益矩阵,另外,还需要指出的是,n各决策活动于m各状态共同构成m×n效益矩阵。当采用效益(损失)矩阵开展决策时,首先要做的便是将Uij所代表的是损失或收益给弄清楚,比较不方便。所以,可运用相对标准,即气象损失矩阵,采用rij来表示,如果rij所代表的是收益,那么,可得到rij=r(Fi,di)=maxu(Fi,dj)-u(Fi,dj),其所表示的是决策不一致于实际天气预报时所带来的损失。如果决策di的对象为天气Fi,此时,rij=0(i=)。
七、结语
综上,农业气象服务能够产生社会经济效益。而对于此种效益而言,其大小主要与数学计算方法,服务情报的及时性、准确性等因素相关。为了能够最大程度提高经济效益,需要合理利用气候条件与资源,在额外支出不增加的情况下,得到最大化的经济效果。
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农业气象服务潜在经济效益的理论评估方法分析邵梦成-《农家科技(上旬刊)》2019年10期
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期刊名称:气象研究与应用
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主管单位:广西壮族自治区气象局
主办单位:广西气象学会
出版地方:北京
专业分类:科学
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国内刊号:45-1356/P
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