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當(dāng)春茶萌發(fā)時，一場看不見的危機正在醞釀——看似溫柔的晨霜，卻有可能讓滿山茶芽一夜盡毀。數(shù)據(jù)顯示，近年來頻發(fā)的霜凍災(zāi)害，影響了我國50%以上的茶葉產(chǎn)能，嚴(yán)重威脅著茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。

然而，在浙江紹興的萬畝茶園里，這樣的危機正在被“黑科技”輕巧化解。從“靠天吃飯”到“知天而作”，氣象科技如何讓千年茶產(chǎn)業(yè)煥發(fā)新生？利用AI深度學(xué)習(xí)算法，建立基于茶園田塊的“百米級、小時級”網(wǎng)格溫度預(yù)報模型，開展茶園百米級霜凍害精細(xì)預(yù)報服務(wù)，對提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)、減少損失，為茶葉生產(chǎn)提質(zhì)增效提供有力支撐。

同住一片園，為何遭受霜凍“區(qū)別對待”？

茶樹是喜溫喜濕的“嬌客”，對氣象條件相當(dāng)敏感，茶葉生長和品質(zhì)形成與光溫濕氣象條件密切相關(guān)。

早春時節(jié)，氣溫還不穩(wěn)定，茶芽容易受到霜凍的侵害。輕則導(dǎo)致幼嫩芽葉卷曲、變褐、變焦，重則導(dǎo)致茶樹生長衰弱，枝枯葉落，甚至死亡，導(dǎo)致春茶開采期延遲。

同一片山頭的茶樹，為何有的茶芽能躲過霜凍“精準(zhǔn)打擊”，有的卻在霜凍攻擊下失去了活力？這是因為我國茶葉種植多集中于丘陵山區(qū)，復(fù)雜的地形使得茶園中不同區(qū)域的近地小氣候差異性顯著，霜凍所造成的茶樹凍害程度也有所不同：向陽坡的茶芽沐浴著陽光，背陰的洼地卻成了冷空氣的“蓄水池”，威脅著茶葉生長。

這樣復(fù)雜的地形，使得傳統(tǒng)氣象站的“公里級”天氣預(yù)報無法滿足茶園需求，而基于大尺度模式的網(wǎng)格溫度預(yù)報產(chǎn)品，也沒有充分考慮小尺度地形、下墊面等因素的影響，給出的溫度預(yù)報結(jié)果存在較大的偏差，如同用衛(wèi)星地圖尋找胡同里的小水坑。

揭秘茶園“智慧保鏢”的工作原理

面對復(fù)雜的地形、多變的小氣候，如何才能給脆弱的茶葉更精準(zhǔn)的呵護？基于AI和數(shù)值模式的茶園百米級霜凍害精細(xì)預(yù)報服務(wù)技術(shù)給出了答案。

要準(zhǔn)確把握茶園不同區(qū)域的近地小氣候，就要裝上“溫度顯微鏡”——微型氣象站。針對性地部署水平微型氣象站，可以構(gòu)建基于茶園田塊的微尺度氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實時監(jiān)測氣象數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水等關(guān)鍵要素，有助于精準(zhǔn)把握茶葉的生長光溫濕環(huán)境和霜凍災(zāi)害風(fēng)險，制定科學(xué)的灌溉、施肥和霜凍防御策略。

茶園微型氣象站

基于茶園田塊的氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)集，也是降尺度溫度預(yù)報訂正模型研發(fā)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)算法通過從大量的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)模式和規(guī)律，從而實現(xiàn)對未知數(shù)據(jù)的預(yù)測和分類，該數(shù)據(jù)集對于溫度預(yù)報偏差訂正模型的訓(xùn)練和性能有著至關(guān)重要的影響。

AI的深度學(xué)習(xí)算法，可以建立山地降尺度溫度預(yù)報訂正模型，更加充分考慮茶園冷池小氣候?qū)囟阮A(yù)報的影響，提高低溫預(yù)報精準(zhǔn)度，有效采取精準(zhǔn)防霜凍措施，提高茶葉增產(chǎn)潛力。海拔落差、植被密度甚至石塊分布都可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字參數(shù)。

千島湖新聞網(wǎng)編輯：章新建 梁津玥