廣州地區(qū)梅花花期的預(yù)報方法

廖碧婷，王四化，杜堯東，林奕峰，成明

（1.廣州黃埔區(qū)氣象局，廣東廣州　510530；2.廣東省氣候中心，廣東廣州　510080）

廣州地區(qū)梅花花期的預(yù)報方法

廖碧婷1，王四化1，杜堯東2，林奕峰1，成明1

（1.廣州黃埔區(qū)氣象局，廣東廣州510530；2.廣東省氣候中心，廣東廣州510080）

引用關(guān)于梅花花期需冷量計算的臺灣模型，利用2010年1月至2013年1月蘿崗街自動站逐時氣溫數(shù)據(jù)和蘿崗香雪公園同時段的梅花花期數(shù)據(jù)，修改了模型需冷量計算的界限溫度，建立了廣州地區(qū)梅花花期的預(yù)報模型。利用廣州模型計算得出，蘿崗香雪梅花進(jìn)入初花期、盛花期和凋謝期的需冷量分別約為50～66、80～96和145～164 CU。經(jīng)對2013—2014年蘿崗香雪公園梅花花期的預(yù)報效果檢驗，梅花初花期和凋謝期的預(yù)報誤差為1～3 d，盛花期的預(yù)報誤差為5～9 d，預(yù)報效果良好。

應(yīng)用氣象；需冷量；花期；預(yù)報模型；梅花；廣州

廖碧婷，王四化，杜堯東，等.廣州地區(qū)梅花花期的預(yù)報方法［J］.廣東氣象，2016，38（4）：55-58.

廣州蘿崗香雪近幾年已經(jīng)成為具有一定規(guī)模的冬季賞梅景區(qū)，“十里梅花渾似雪，蘿崗香雪映朝陽”的勝景每年總吸引大批的游客前來觀賞。因此，針對蘿崗發(fā)展旅游業(yè)的需要，建立蘿崗香雪梅花的花期預(yù)報模型，及時準(zhǔn)確地預(yù)報梅花花期，為景區(qū)花期管理及游人選擇賞花時間等都具有重要意義。溫度是影響作物物候期變化的主要氣候因子［1］。梅花花期的早晚與其之前生育期氣溫的高低有關(guān)。目前國內(nèi)外對梅花花期預(yù)報的相關(guān)研究也較少，更多是對木棉、荔枝、蜜桃等植物的花期特征及其與氣溫的關(guān)系進(jìn)行討論［2-12］，僅臺灣、北京、南京等部分地區(qū)有利用不同需冷量模型對梅花的需冷量進(jìn)行計算。目前各地需冷量預(yù)報模型主要包括7.2℃模型、0～7.2℃模型、猶他模型、臺灣模型。其中楊亞會等［13］利用前3種模型對北京林業(yè)大學(xué)梅菊圃內(nèi)3個梅花品種的需冷量進(jìn)行計算，得出猶他模型為最優(yōu)模型，3種梅花的需冷量分別為425、471和466 CU（1個冷單位為1 CU，下同）。莊維兵等［14］也利用前3種模型對南京地區(qū)的75個果梅品種的需冷量進(jìn)行了研究，指出猶他模型為最優(yōu)模型，所選果梅品種的需冷量為183～1090 CU。而臺灣模型主要是由歐錫坤等［15］根據(jù)臺灣本地的氣候平均情況，利用桃為關(guān)鍵栽培品種評估當(dāng)?shù)孛坊ㄋ枥淞慷玫哪Ｐ?。歐錫坤等［16］研究得出，“萬山”等的需冷量約為100 CU、“大青”等約80 CU、“山連”約70 CU。該模型得出，在臺灣，沒有7.2℃以下的低溫，桃樹和梅樹仍可正常開花，說明亞熱帶地區(qū)冬天打破梅樹休眠需冷量的臨界標(biāo)準(zhǔn)點較溫帶地區(qū)高，這結(jié)果與Gurdian［17］和Sharp［18］的研究結(jié)果較為吻合。

截至目前，沒有評估廣州地區(qū)種梅的需冷量等相關(guān)研究。本研究主要利用常規(guī)氣溫資料，參考了多種關(guān)于梅花花期需冷量的計算模型，建立了適用于廣州地區(qū)梅花的花期預(yù)報模型，可為廣州及附近地區(qū)梅花花期預(yù)報提供參考。

1　材料與方法

1.1資料

香雪公園共有梅花6 904株，其中青梅5 804株，花梅1 100株。選取5 804株青梅進(jìn)行花期觀測記錄。物候觀測時，以花朵開放多于10%為初花期、花朵開放50%～80%為盛花期、花朵開放多于80%為凋謝期［19］。在香雪公園附近安裝自動氣象站進(jìn)行逐時氣溫連續(xù)觀測。溫度感應(yīng)探頭為芬蘭Vaisala公司生產(chǎn)的HMP45A型，感應(yīng)范圍為-39.2～60℃，探測精度為0.2℃。采用改裝后的WP3103型自動氣象站記錄儀。每小時記錄一次正點溫度，每天24次連續(xù)記錄，取正點前1 min內(nèi)每秒鐘采樣（60次）的平均值作為正點溫度。

1.2研究方法

本研究引用梅花花期需冷量計算模型主要包括臺灣模型、7.2℃模型、猶他模型、低需冷量模型等，各模型定義如下：

臺灣模型［15］：模型規(guī)定7.2℃為打破休眠的最有效低溫范圍，此溫度下1 h計為1 CU，而7.3～15.0℃的低溫范圍只有半效作用，1 h計為0.5 CU，15.1～26.6℃為無效溫度，1 h計為0 CU，26.7～27.8℃低溫效應(yīng)部分被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h計為-0.5 CU，27.8℃以上低溫效應(yīng)完全被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h計為-1 CU。

7.2℃模型［20］：指自然休眠結(jié)束時經(jīng)歷7.2℃以下低溫的小時數(shù)。

低需冷量模型［21］：1.8～7.9℃及14.0～16.9℃的低溫范圍，1 h計為0.5 CU，低于1.8℃或17.0～19.4℃為無效溫度，1 h計為0 CU，19.5～21.4℃低溫效應(yīng)部分被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h相當(dāng)于-0.5 CU，21.5℃以上低溫效應(yīng)完全被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h相當(dāng)于-1 CU。

猶他模型［22］：2.5～9.1℃為打破休眠的最有效低溫范圍，此溫度下1 h計為1 CU，而1.5～2.4℃及9.2～12.4℃的低溫范圍只有半效作用，1 h計為0.5 CU，低于1.4℃或12.5～15.9℃為無效溫度，1 h計為0 CU，16～18℃低溫效應(yīng)部分被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h計為-0.5 CU，18℃以上低溫效應(yīng)完全被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h計為-1 CU。

0～9.8℃模型［23］：指自然休眠結(jié)束經(jīng)歷0～9.8℃低溫的小時數(shù)，不包括0℃。

2　結(jié)果與分析

2.1梅花需冷量模式的對比

利用蘿崗街自動站2010—2013年梅花開放期間（11月1日至次年1月31日）的逐時氣溫數(shù)據(jù)，引入7.2℃模型、0～9.8℃模型、猶他模型、低需冷量模型和臺灣模型對蘿崗香雪梅花花期需冷量進(jìn)行計算，結(jié)果見表1。

從表1可以看出，利用猶他模型和低需冷量模型計算所得梅花開放需冷量為負(fù)值，與歐錫坤等［15］所得梅花開放需冷量為正值不符，另外，這2種模型在考慮溫度的有效作用時，溫度偏低，比較適用高緯度地區(qū)，這與Erez等［24］得出的猶他模型不適用低緯度地區(qū)的結(jié)論較為一致。故猶他模型和低需冷量模型不適用蘿崗香雪梅花需冷量的計算。

表1　用各地需冷量模型計算2010—2012年蘿崗香雪梅花需冷量CU

而利用7.2℃模型和0～9.8℃模型計算數(shù)值比較小。7.2℃模型計算結(jié)果顯示，2010年蘿崗香雪梅花的初花期和盛花期需冷量都為0，2012年的初花期也為0。0～9.8℃模型計算2010年的初花期需冷量也為0。故7.2℃模型和0～9.8℃模型也不太適用蘿崗香雪梅花需冷量的計算。

臺灣模型計算結(jié)果顯示，蘿崗香雪梅花花期需冷量都為正值，但3年同一花期的需冷量結(jié)果差異較大，在2011—2012年，初花期和盛花期需冷量分別為2010年同期的8倍和10倍。故臺灣模型也不適合蘿崗香雪梅花花期需冷量的計算。這可能與臺灣模型是利用桃為關(guān)鍵品種建立的梅花需冷量計算模型有關(guān)，直接套用在廣州地區(qū)的梅花需冷量計算中，誤差較大。因此為更好地做好蘿崗香雪梅花旅游氣象預(yù)報服務(wù)，需建立廣州地區(qū)梅花需冷量計算模型。

2.2梅花需冷量廣州模式的建立與檢驗

臺灣和廣州同屬亞熱帶海洋氣候類型，臺灣梅花花期主要在12月中至元月上旬，其花期期間平均溫度為15.2（12月份）～12.5℃（1月份）［25］。蘿崗香雪梅花的花期也主要集中在12月中至元月中旬，花期期間11、12、1月的平均氣溫分別為20.7、15.2和12.0℃（表2），和臺灣氣溫相近。因此在臺灣模式的基礎(chǔ)上，建立了廣州模型（見表3）。廣州模型規(guī)定15.0℃為打破休眠的最有效低溫范圍，此溫度下1 h計為1 CU，而15.1～20.0℃的低溫范圍只有半效作用，1 h計為0.5 CU，20.1～25.0℃為無效溫度，1 h計為0 CU，25.1～30.0℃低溫效應(yīng)部分被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h計為-0.5 CU，30.0℃以上低溫效應(yīng)完全被解除，該溫度范圍內(nèi)1 h計為-1 CU。

表2　蘿崗2010—2013年11—1月的平均氣溫　　℃

由2.1節(jié)可知，臺灣模型較其他模型的計算結(jié)果理想，且地理位置離廣州較近，故本研究選用臺灣模型和廣州模型對2010—2012年蘿崗香雪梅花花期需冷量進(jìn)行對比分析，以檢驗廣州模型是否比臺灣模型更適用。

廣州模型中，2010—2012年同一年盛花期的需冷量/初花期的需冷量、凋謝期的需冷量/盛花期的需冷量的值為1.4～1.6，即盛花期的需冷量為初花期的1.5倍左右，凋謝期的需冷量為盛開期的1.5倍左右。僅2010年凋謝期的需冷量為盛開期的2.5～2.6倍。廣州模型中，初花期的需冷量約為50～66 CU，盛花期的需冷量約為80～96 CU，凋謝期的需冷量約為145～164 CU（圖1a），這與歐錫坤等［16］及王心燕等［26］計算得出的梅花需冷量結(jié)果較一致。

表3　臺灣模型和廣州模型對應(yīng)平均溫度

臺灣模型中，2010—2012年，梅花逐年的初花期、盛花期和凋謝期需冷量的規(guī)律不是很明顯，結(jié)果方差較大。臺灣模型中，初花期的需冷量約為7～14 CU，盛花期的需冷量約為19～26 CU，凋謝期的需冷量約為55～66 CU（見圖1b）。

綜上所述，廣州模型計算的2010—2012年蘿崗香雪梅花同一花期的需冷量都相對集中，結(jié)果方差較小，且都為正值，優(yōu)于臺灣模型。

圖1　2010—2012年廣州模型（a）和臺灣模型（b）4時次需冷量

利用廣州模型對2013—2014年蘿崗香雪梅花花期進(jìn)行預(yù)報，結(jié)果如表4所示，總體預(yù)報效果良好。從表4中可以看出，廣州模型對初花期和凋謝期的預(yù)報結(jié)果與實況較為一致，預(yù)報誤差為1～3 d；對盛花期的預(yù)報有一定差異，預(yù)報誤差為5～9 d，這可能與缺乏長時間的歷史觀測數(shù)據(jù)有關(guān)，需要后續(xù)利用更長的氣溫觀測數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訂正。

表4　2013和2014年蘿崗香雪梅花花期預(yù)報結(jié)果與實況對比

3　結(jié)論

1）引用關(guān)于梅花花期需冷量計算的臺灣模型，利用廣州梅花花期資料和氣象資料，修改了模型需冷量計算的界限溫度，從而建立了廣州地區(qū)梅花花期的預(yù)報模型。模型經(jīng)方差檢驗，預(yù)報效果良好。

2）廣州模型計算結(jié)果顯示，蘿崗香雪梅花進(jìn)入初花期的需冷量約為50～66 CU，進(jìn)入盛花期的需冷量約為80～96 CU，進(jìn)入凋謝期的需冷量約為145～164 CU；

由于自動站氣溫觀測數(shù)據(jù)和歷史花期記錄數(shù)據(jù)有限，導(dǎo)致建立的本地模型預(yù)報結(jié)果仍存在一定誤差，需在后續(xù)工作中進(jìn)行不斷訂正。

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P49

A

10.3969/j.issn.1007-6190.2016.04.014

2015-12-20

廣東省氣象局面上項目（2014B16）和廣州市氣象局2013年科研項目（201321）共同資助

廖碧婷（1986年生），女，工程師，碩士，主要從事氣象預(yù)報及服務(wù)工作。E-mail：422799349@qq.com。