壹、前言及背景

農民栽種農作物常常需要氣象資料以作為產量預估、災害防範及栽種作物選擇規劃之用，為提供廣大農民對氣象訊息的需求，農業試驗所開發『農業氣象諮詢系統』網站，透過網路地圖提供互動式查詢，農民可依所在位置查詢最近氣象站位置及氣象資料，並依空間面化功能查詢發生氣象災害的機率，作為當期作災害防範及下期作種植作物選擇的參考。

貳、目前現況及問題

我國目前約有1052個氣象站設置（圖1），但同時有溫度及雨量資料僅有183站，且大部份測站設在高山、海邊及離島，分布在農業區的測站寥寥可數，特別是日射量對作物生長非常重要，但除28個氣象局屬站有觀測外，其餘各站皆無觀測值。民國79年建置完成之農業氣象觀測網，主要在加強農業生產區氣象站分佈不足的缺點，同時與作物生產所需氣象資料作結合，可補強農業生產區氣象站不足的問題，但由於台灣多山及崎嶇地形，空間上氣象變化差異極大，農民種植地點可能位於山區或離氣象站極遠，如何取得種植地的氣象資料是農民的需求。此外，氣象災害造成農作物受害，每年約有10億至200億元間的損失，約佔農業總產值2-5%。氣象災害類別以颱風、豪雨、寒害及旱害為主，其中颱風及雨害佔災損金額95%以上。雖然災害對農作物生產影響甚鉅，但災害預測能力仍非常薄弱，這是科學上的限制，各國皆然。

圖1 我國氣象站分佈圖

參、引進何種技術及如何解決

系統開發著重於區域面化氣象資料的查詢功能，使用者可在Google map圖台標定所在位置，由地理資訊系統運算得到所要之氣象訊息。此外，災害預測能力雖然薄弱，但利用歷史氣象資料透過機率分析方式，可讓使用者對於災害發生有所警覺而加以防範，本系統對於災害預警是利用發生機率呈現，由長期歷史資料由統計方式計算各區域或各種災害發生的機率(P(k))，運算係利用普瓦松分布(Poisson Distribution)理論。

k：災害生次數（期望值） α：平均每年災害發生次數

氣象災害的定義目前並無統一標準，本系統綜合過去資料，將各項災害定義如下：

• 雨害：連續3天，日累積雨量超出100毫米。
• 乾旱：連續20天，日累積雨量少於0.5毫米。
• 寒冷害：單一日，日平均最低溫度低於5℃。
• 高溫害：單一日，日平均最高溫度高於35℃。
• 風害：單一日，日平均風速大於20公尺/秒。

氣象預報或災害預警是農民最迫切需要的訊息，但短期內（至少十年）對於預報能力的提升仍無法期待，在現實狀況下，宣導災害發生機率的觀念，讓農民有對應之防範措施，才能避免損失。舉例而言，當中央氣象局預測颱風逐漸接近台灣，且72小時內侵台的機率達

• 10—30%時：農民應疏浚排水溝及確保出水口通暢，固定或架設防雨設施，做好準備防颱作業。
• 30—60%時：農民應利用塑膠布或不織布覆蓋農作物，瓜果類蔬菜可疏葉及應加強枝條固定。
• 大於60%時：農民應提前採收及採取避難措施，等待颱風過境。

肆、解決後的成果及效益

目前農業氣象諮詢與災害預警系統之網站(http://amis.tari.gov.tw)已建置完成(圖2)。網站內容包括：

圖2 農業氣象諮詢系統之首頁

      1、氣象資料查詢

本系統之氣象資料主要由中央氣象局提供，目前約有534個自動站透過FTP方式，即時傳至本系統資料庫，非自動站則定期以人工下載方式更新，以確保本系統氣象資料之即時性及完整性。

氣象資料查詢可依行政區域、重要地標、已知座標，或由Google map圖台查詢。就資料內容可分為歷史資料及即時資料兩部分，歷史資料包括：

• 時段統計：統計氣象站某一時段氣象資料，包括各項氣象因素之均值、極端值或累積值。
• 連續資料：利用統計圖呈現查詢時間之大氣壓力、平均溫度、平均濕度、平均風速及累積雨量等。
• 氣象分析評估：可查詢未來7週之預測氣象資料或不同年度之氣象趨勢分析。

即時資料包括：

• 農業氣象觀測網：是由農委會及中央氣象局於民國79年所建立之氣象觀測網，共有一級站(每小時即時傳輸資料)17個及二級站( 提供月報表紙本)9個，氣象站由試驗所及各區改良場負責維護。本系統提供即時資料及過去兩週氣象變化曲線圖。
• 自設站：為農業試驗所執行『作物優質生產整合資訊系統』所建置之氣象觀測網，依據不同作物別及氣象站分布之疏密程度，共架設21個自動氣象站，氣象資料是透過GSM撥接方式進行傳輸，每日撥接一次。

      2、災害機率查詢

氣象災害發生機率以百分比表示，以10年內不同災害發生次數之機率值為例， 每10年發生一次機率為 9.5 %，五次為39.4%，十次則高達63.2%。另可在資料庫中選取2個測站以上，面化災害發生機率圖以解決測站不足的問題(圖3)。

圖3 農業氣象諮詢系統所運算之氣象災害發生機率面化圖

      3、二十四節氣由來

二十四節氣是由中國長江流域長期發展出來之農民耕作栽培曆，雖然台灣氣候型態與長江流域不同，但目前農民仍沿用此劃分法做為耕作時機的參考。二十四節氣雖用於農耕，但相關諺語及口訣已深入民間，與農民曆結合而發展出一套深具文化意涵的栽培曆。本系統收集二十四節氣相關天文、農業及文化資料(圖4)，並以電子書方式呈現，也提供節氣間氣象資料查詢等，希望豐富網站內容的廣度，增加使用者的查詢意願。

圖4 二十四節氣相關資料、電子書及不同節氣之氣象資料查詢

      4、氣象單位轉換

氣象單位轉換包括溫度、氣壓、風速及光度等四種。其中量測光度有三種常用單位，包括輻射量（Radiometric;Wm^-2），照度（Photometric;lux）及光量子（Quantum;μmol m^-2s^-1 ）等三種，每一種量測方式有特定意義及適用範圍。1982年美國農業工程學會將光量子通量密度（quantum flux density）定為農業量測光強度之基準，因此，過去常用單位（尤其是照度）需轉換為光量子單位，由於常有農民及研究人員詢問相關問題，本系統將單位換算程式化，以提供查詢之用。

伍、後續推廣發展及應用趨勢

本系統除提供互動式查詢氣象資料及災害機率外，也可透過申請會員而得到更多訊息服務，例如提供各氣象站月報表及詳細氣象資料，設定每一氣象因素之臨界值，或氣象災害超過某一百分比則發出警告訊息，以提醒農民加強災害防範。

農民如何使用農業氣象諮詢系統？以茶農將擴大栽種面積而擬新增茶園為例，首先可透過系統內之歷史資料查詢種植地點過去氣候變化，以瞭解新增茶園氣象環境是否合適，如果茶園鄰近並無氣象站，可透過地理資訊空間查詢方式，得到該茶園之氣象資料。茶樹種植後，可查詢即時氣象資料及未來7週氣象預報資料，以作為施肥、噴藥或採收等栽培管理之參考，也可申請會員取得系統定期發送之電子郵件，除客製化之定期氣象報表外，當收到氣象災害發生機率超過臨界值之警訊，茶農可立即進行防範措施，例如當高溫害將發生時，則啟動灑水系統降低茶園溫度，可減少日燒病發生以避免影響茶菁品質。此外，本系統提供災害防範文獻，單位換算及二十四節氣等，使農民瞭解更豐富之氣象相關知識，而網頁提供之最新訊息，除宣導政府農業政策外，也提供農民參加研習會或訓練班訊息，有助於農業經營及農民所得。