การเกษตรกรรมทเทาทนตอภมอากาศ (Climate smart agriculture)

กบตวแบบการพยากรณขอมลอากาศบนพนทสงของประเทศไทย

การเกษตรกรรมทเทาทนตอภมอากาศ (Climate smart agriculture)

กบตวแบบการพยากรณขอมลอากาศบนพนทสงของประเทศไทย

สภาพภมอากาศเปนปจจยหลกทสงผลกระทบตอผลผลตทางการเกษตร จากการประเมนการเปลยนแปลงสภาพภมอากาศ

ในประเทศไทย โดยคณะกรรมการระหวางรฐบาลวาดวยการเปลยนแปลงภมอากาศ (Intergovernmental Panel on Climate Change: IPCC) พบวา อณหภมเฉลยมแนวโนมเพมสงขน 1.5-2.0 องศาเซลเซยส ภายใน 40 ปขางหนา นอกจากน ระดบอณหภมสงสดในชวงเวลากลางวนอาจจะสงขน 2.0-4.0 องศาเซลเซยส (ภาพท 1) ซงสงผลใหลกษณะมรสมและ

ปรมาณนาฝนเกดการเปลยนแปลงตามไปดวย (ภาพท 2)

วรรษมน ภสกลขจร

หองปฏบตการคอมพวเตอรชวยในการคำานวณทางวศวกรรม

หนวยวจยการออกแบบและวศวกรรม

• ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต

e-mail: wassamon.phu@mtec.or.th

58 M T E C

การเปลยนแปลงเหลานมผลกระทบตอปรมาณ

และคณภาพผลผลตทางการเกษตรของไทยในหลาย

พนท รวมถงการกระจายตวของโรคพชไปในพนท

ตางๆ อยางตอเนอง ประเทศไทยจงกลายเปนพนท

ทมความเสยงสงทผลผลตทางการเกษตรจะเกด

ความเสยหายคดเปนมลคาประมาณการมากกวา

รอยละ 25 ภายใน 50 ปขางหนาน อกทงจำานวน

ประชากรทเพมขนทกๆ ป สงผลใหความตองการอาหาร

รวมถงผลผลตทางการเกษตรมากขนกวาเดม จงตอง

จดการทรพยากรดนและนำาทมอยอยางจำากดและม

ความจำาเปนตอการเกษตรกรรมใหมประสทธภาพทง

ในเชงปรมาณและคณภาพ [1]

ทางหนงทจะสามารถชวยเพมปรมาณและคณภาพ

ของผลผลตทางการเกษตรคอ การใชเทคโนโลยท

เปนมตรตอสงแวดลอมในการทำาเกษตรกรรม โดย

คำานงถงการปรบใชทรพยากรทมอยใหสอดคลองกบ

สภาพพนทนนๆ ดวยความแมนยำาสง (precision

agriculture) เพอใหสามารถผลตไดอยางมประสทธภาพ

ภาพท 1 การคาดการณอณหภมเฉลยของประเทศไทยในป พ.ศ. 2598 [5]

ทมา: http://www.komchadluek.net/news/detail/227183

ภายใตสภาพภมอากาศของโลกทเปลยนแปลงไป

[3] ซงการเกษตรความแมนยำาสงเปนทรจกและใช

กนอยางแพรหลายแลวในหลายประเทศทวโลก

โดยเฉพาะประเทศทพฒนาแลว โดยมความรวมมอกน

ระหวางองคกรของรฐและภาคการเกษตรในการ

เกบขอมลตางๆ ทเกยวของ เชน ผลผลตทได

(crop yields) การกระจายตวของโรคพชและสตว

(plant and animal diseases) การใชปยและเครองมอ

ในการเพาะปลก (fertiliser applications and

machineries) รวมถงขอมลทางสภาพอากาศตางๆ

(weather data) ทเกยวของกบเกษตรกรรม เปนตน

สำาหรบประเทศไทยนบวาเปนเรองใหม และยงขาด

การสนบสนนจากภาครฐในเชงการวจยและนวตกรรม

ทางการเกษตร อกทงยงขาดการบรณาการในเชง

องคความรและขอมลทมอย

การทสภาพภมอากาศเปลยนแปลงไป (climate

change) เปนสงททาทายสำาหรบภาคการเกษตร

โดยเฉพาะอยางยงกบประเทศไทยซงเปนประเทศ

58 M T E C

59M T E C

เกษตรกรรม และเพอทจะสนบสนนองคความรทจำาเปน

รวมทงนโยบายและการลงทนทเหมาะสมสำาหรบ

ภาคการเกษตร จงมความจำาเปนตองศกษาความเสยง

และลกษณะการเปลยนแปลงสภาพภมอากาศอยาง

ฉบพลน การเกดภยพบตนำาทวม รวมถงความแหงแลง

ทมความรนแรงสง เพอใหสามารถเตรยมรบมอไดด

ยงขน

ดวยเหตน จงเปนทมาของการสนบสนนใหเกด

การเกษตรทเทาทนตอภมอากาศ (climate smart

agriculture) ในประเทศไทย โดยมจดมงหมายทจะ

ชวยเกษตรกรใหปรบตวและรเทาทนกบสภาวะ

โลกรอนและสภาพภมอากาศทเปลยนแปลงไป ซงม

หลกใหญๆ ดวยกน 3 อยางคอ

1. เพมผลผลตและรายไดใหมความยงยนและถาวร

2. ส ร างระบบการ เกษตรท ทนทานตอการ

เปลยนแปลงทเกดขน

3. ลดปรมาณกาซเรอนกระจกทเกดขนในระบบ

การเกษตร ซงเปนสาเหตหนงของสภาวะโลกรอน

ถงแมหนวยงานตางๆ ของไทย จะเรมตระหนก

และศกษาผลกระทบของการเปลยนแปลงสภาพ

ภมอากาศในเมองใหญทเปนฐานของการทองเทยว

และเศรษฐกจมาบางแลว แตการพยากรณและ

การศกษาผลกระทบของการเปลยนแปลงสภาพ

ภมอากาศในพนทเกษตรกรรมของประเทศไทย

ยงคงไมมประสทธภาพมากนก ทงน การพยากรณ

ภาพท 2 ปรมาณนำาฝนเฉลยรายปของประเทศไทยในอดตและการคาดการณในอนาคต (ค.ศ. 1980-2090)

Annual rainfall (mm)

0-1,000

1,000-1,500

1,500-2,000

2,000-2,500

2,500-3,000

> 3,000

60 M T E C

ภาพท 3 สถานตรวจวดอากาศสำาหรบสรางฐานขอมล

กาลอากาศบนพนทสงทางภาคเหนอของประเทศไทย

การเปลยนแปลงสภาพภมอากาศ

และการตรวจสอบผลกระทบจาก

สภาพอากาศตอผลผลตนนจะตอง

ใชฐานขอมลสภาพอากาศทชดเจน

และมความสมบรณตอเนองหลายป

ประกอบกบลกษณะภมอากาศเฉพาะ

พนท (microclimate) ของพนท

เ กษตรกรรม ในแตละภาคของ

ประเทศไทยมความแตกตางกนมาก

จงไมสามารถใชรปแบบการพยากรณ

จากภาคหนงภาคใด หรอแมแตการ

พยาก รณ แบบ ร วมท ก ภ าคม า

ประเมนการเปลยนแปลงในพนท

เกษตรกรรมหนงๆ ไดโดยตรง

จากการสำารวจสถานตรวจวด

อากาศทวประเทศไทย ทงจากกรม

อตนยมวทยา กรมชลประทาน และ

กรมทรพยากรนำา พบวา บรเวณ

ภาคเหนอของประเทศไทย สถาน

ตรวจวดอากาศสวนใหญกระจายตว

ในบรเวณพนทราบ ซงเกษตรกร

และนกวจยไมสามารถใชฐานขอมล

สภาพอากาศทมมาศกษาและตรวจ

สอบผลกระทบของสภาพอากาศ

ตอผลผลตพชเมองหนาวได ดงนน

สถาบน วจยและพฒนาพนท ส ง

(องคการมหาชน) จงมการจดตงสถานตรวจวดอากาศ

ในบรเวณพนทสงขน แตทงน จำานวนสถานตรวจวดฯ

ยงมไมมากและยงไมกระจายตวครอบคลมทกบรเวณ

ของพนทสง อกทงระยะเวลาทจดเกบยงไมตอเนอง

และยาวนานพอ ทำาใหไมสามารถนำาขอมลดงกลาว

มาใชไดอยางมประสทธภาพมากนก ซงรวมถงใน

การวเคราะหแนวโนมการเปลยนแปลงอากาศดวย

ดวยขอตระหนกน ผเขยนซงเปนหนงในคณะ

ผวจยเพอศกษาและจดทำาฐานขอมลกาลอากาศ

สำาหรบงานวจยและพฒนาพนทสงของประเทศไทย

ไดรวบรวมและสรางฐานขอมลกาลอากาศบนพนท

สงทางภาคเหนอของประเทศไทย โดยมจดประสงค

เพอชวยเหลอเกษตรกรและนกวจยเกษตร ใหสามารถ

ทำานายผลผลตทางการเกษตรทได รวมถงวางแผน

การเพาะปลกในบรเวณพนทสงไดอยางมประสทธภาพ

คณะผวจยไดรวบรวมขอมลการเปลยนแปลง

สภาพภมอากาศทประกอบดวยขอมลปรมาณนำาฝน

อณหภม (สงสด-ตำาสด-เฉลย) และความชนสมพทธ

ซงเปนปจจยสภาพอากาศทสำาคญตอการเพาะปลกพช

เมองหนาว จากสถานตรวจวดอากาศของกรมอตนยม-

วทยา และสถานตรวจวดอากาศบนพนทสงของสถาบน

วจยและพฒนาพนทสง (องคการมหาชน) รวม

58 สถาน (ภาพท 3)

61M T E C

ภาพท 4 การเปลยนแปลงปรมาณนำาฝนเฉลยรายปจากสถานตรวจวดอากาศทางภาคเหนอ

ภาพท 5 การเปลยนแปลงความชนสมพทธเฉลยรายปจากสถานตรวจวดอากาศทางภาคเหนอ

ภาพท 6 การเปลยนแปลงอณหภมสงสดเฉลยรายปจากสถานตรวจวดอากาศทางภาคเหนอ

62 M T E C

ภาพท 7 ตวอยางหนาสบคนของเวบไซตฐานขอมลทพฒนาขน [4]

จากการวเคราะหขอมลและพฒนาฐานขอมล

เพอพยากรณสภาพอากาศบนพนทสง โดยใชขอมล

อากาศบนพนทสงรวมกบขอมลอากาศบนทราบทาง

ภาคเหนอทำาใหมจำานวนขอมลมากเพยงพอสำาหรบ

การเรยนรและเขาใจการเปลยนแปลงสภาพอากาศ

จากภาพท 4-6 แสดงคาเบยงเบนปรมาณขอมลอากาศ

(ปรมาณนำาฝน ความชนสมพทธ อณหภมสงสด)

จากคาเฉลยรายปจากสถานตรวจวดอากาศทาง

ภาคเหนอของกรมอตนยมวทยาทเปลยนแปลงไป

จากคาเฉลย จะเหนไดวา ปรมาณนำาฝนเฉลยมแนวโนม

เพมสงขนเชนเดยวกบระดบอณหภมและความชน

สมพทธ [2]

คณะผวจยไดสรางแบบจำาลองทางคณตศาสตร

เพอพยากรณปรมาณนำาฝน อณหภมสงสด และ

63M T E C

เอกสารอางอง

1. https://www.tmd.go.th/info/info.php?FileID=86

2. โครงการศกษาและจดทำาฐานขอมลกาลอากาศสำาหรบงานวจยและพฒนาพนทสงของประเทศไทย (The weather analysis and database

construction for research and highland developments in Thailand) แผนงานวจย: เพอฟนฟและอนรกษทรพยากรธรรมชาต

และสงแวดลอม, สนบสนนทนวจยโดย สถาบนวจยและพฒนาพนทสง (องคการมหาชน) ประจำาปงบประมาณ พ.ศ. 2559

3. http://tdri.or.th/wp-content/uploads/2015/02/Smart-Agriculture-The-Future-of-Thailand-nipon.pdf

4. forecast.hrdi.or.th

5. http://www.komchadluek.net/news/detail/227183

อณหภมตำาสดจากขอมลยอนหลงดงกลาว โดยใช

เทคนคโครงขายประสาทเทยม1 (artificial neural

network) รวมกบการแปลงแบบเวฟเลต2 (Wavelet-

transformation) ซงสามารถพยากรณอากาศบนพนท

สงลวงหนาได ในหลายชวงเวลา ไดแก รายสปดาห

รายเดอน และรายป โดยมความแมนยำาสง ทระดบ

ความเชอมน 95% [2]

คณะผวจยไดจดทำาฐานขอมลกาลอากาศและ

ออกแบบการแสดงผลในรปแบบ HTML (ภาพท 7)

เพอใหใชงานงายและสะดวกบนหนาเวบไซตของ

สถาบนวจยและพฒนาพนทสง (องคการมหาชน)

[4] สำาหรบใหนกวจยและเกษตรกร รวมถงผทสนใจ

ใชประโยชนในการวางแผนการวจย การเพาะปลก

และการพฒนาพนทสงอนๆ ในอนาคต

ผ ใ ชสามารถเขาถงและใชงานระบบผาน

อนเทอรเนตดวยโปรแกรมคนผาน (browser) ทตอง

ยนยนตวตนกอน (login) โดยเวบไซตจะรายงาน

ขอมลการพยากรณอากาศบนพนทสง หลงจากทผใช

เลอกสถานตรวจวด ประเภทชดขอมลอากาศทตองการ

พยากรณ ไดแก ปรมาณนำาฝน อณหภมสงสด

1 โครงขายประสาทเทยม คอ โมเดลทางคณตศาสตรสำาหรบการคำานวณเพออธบายกระบวนการแบบไมเชงเสนทซบซอน

โดยเทคนควธนไดมาจากการเลยนแบบโครงขายไฟฟาชวภาพ (bioelectric network) ในสมองของคนเรา

2 การแปลงแบบเวฟเลตเปนกระบวนการทางคณตศาสตรทใช ในการอธบายโครงสรางของระบบสญญาณทประกอบดวย

สญญาณเฉพาะหลายๆ สญญาณมารวมกน มหลกการคอ แปลงสญญาณจาก Time Domain ไปเปน Frequency Domain

อณหภมตำาสด และคาบเวลาทตองการพยากรณ ไดแก

รายสปดาห รายเดอน รายป ผลการพยากรณจะ

แสดงผลออกมาในรปแบบของแผนภมแทงทมแกน

x แสดงคาบเวลา และแกน y แสดงคาการพยากรณ

ของขอมล เชน ปรมาณนำาฝนหรอระดบอณหภม

โดยขอมลทผ ใชเลอกพยากรณสามารถบนทกผล

และเปดดยอนหลงได

งานวจยครงนจงเปนเสมอนตนแบบในการ

จดเกบขอมลการตรวจวดและบนทกขอมลสภาพ

อากาศตงแตอดตจนถงปจจบน และนำาขอมลอากาศ

เหลานนมาเปนฐานในการทำานายสภาพอากาศใน

อนาคต เพอใหเกษตรกรและนกวจยในบรเวณพนท

สงสามารถวเคราะหการเปลยนแปลงและพยากรณ

ลกษณะสภาพอากาศบนพนทสงไดแมนยำามากขน

อยางไรกตาม ยงคงมความตองการและจำาเปนอย

มากในการรวบรวมขอมลอากาศและประเมนสภาพ

ภมอากาศสำาหรบพนทเกษตรกรรมในพนทเพาะปลก

ภาคอนๆ ของประเทศไทย เพอประโยชนตอการวจย

และการพฒนาทเกยวของกบการเกษตรในพนท

นนๆ ใหไดมากทสด