突泉縣設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚溫度變化規(guī)律及預(yù)報(bào)方法

楊玉輝+黃超+張玲+高敏+蘇敏+尉德康

摘 要：隨著突泉縣農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，尤其是農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)研，設(shè)施農(nóng)業(yè)比重在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的比重日益增加，使得對(duì)氣象服務(wù)需求起來(lái)越多、越來(lái)越高。突泉縣現(xiàn)有大棚16000余座，年產(chǎn)反季果蔬14萬(wàn)噸，設(shè)施農(nóng)業(yè)已成為農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的主要來(lái)源之一。為了滿足現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚的生產(chǎn)需求，本文從設(shè)施大棚的溫度變化為著眼點(diǎn)，利用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)突泉縣當(dāng)?shù)卦O(shè)施大棚的3年連續(xù)溫度要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析得出了大棚內(nèi)溫度的變化規(guī)律，并利用逐步回歸方法建立了棚內(nèi)平均溫度、最高溫度及最低溫度的預(yù)報(bào)方程，對(duì)發(fā)布精細(xì)化的設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚的家用天氣預(yù)報(bào)提供了依據(jù)，更為種植戶在生產(chǎn)過(guò)程中趨利避害、增產(chǎn)增效提供了幫助。

關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；溫度；變化規(guī)律；預(yù)報(bào)方法

一、資料與方法

1.資料

本文利用突泉縣氣象局2014至2016年連續(xù)3年逐日棚內(nèi)氣象資料與棚外氣象要素，包括棚內(nèi)日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫、棚外日最高氣溫、日最低氣溫、日照時(shí)數(shù)、棚外云量。監(jiān)測(cè)設(shè)備型號(hào)：天津升達(dá)CAWS600-R（E）小氣候自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀；安裝位置：突泉縣賽銀花現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)（經(jīng)度：121°35′51″緯度：45°25′25″海拔高度：310米）；大棚結(jié)構(gòu)：東西長(zhǎng)100米、南北跨度8米，舉架最高處3.5米；大棚坐北朝南；棚內(nèi)土壤質(zhì)地為沙壤土。

2.方法

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)棚內(nèi)每日逐小時(shí)溫度進(jìn)行分析得出棚內(nèi)溫度日變化規(guī)律；并運(yùn)用相關(guān)性分析，分析出影響棚內(nèi)溫度的主次要因子，同時(shí)，運(yùn)用逐步回歸方法建立棚內(nèi)日平均溫度、最高溫度、最低溫度預(yù)報(bào)方程。

二、棚內(nèi)溫度變化規(guī)律

設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的氣溫變化，取決于棚外氣象條件的變化，外界天氣狀況為晴、晴間多云或多云、陰天時(shí)，棚內(nèi)的溫度會(huì)發(fā)生不同的變化。

1.棚內(nèi)氣溫日變化規(guī)律

晴天時(shí)棚內(nèi)溫度變化幅度較大；多云天氣變化幅度次之；陰天變化幅度最小，基本趨于平穩(wěn)。晴天棚內(nèi)的平均氣溫比多云天氣和陰天分別高1.4 ℃和4.0℃。棚內(nèi)氣溫晝夜溫差變化比棚外晝夜溫度變化劇烈。在晚上需要蓋簾月份（11月-次年4月下旬）棚內(nèi)最低溫度出現(xiàn)在8-9時(shí)，掀簾后，晴天溫度迅速上升，一般10-11時(shí)進(jìn)行通風(fēng)，11-14時(shí)氣溫達(dá)到全天最大值；14-16時(shí)氣溫緩慢下降。多云天氣棚內(nèi)氣溫變化弱于晴天。早掀簾后，氣溫上升緩慢，幅度較小；夜間下降平緩。陰天時(shí)，棚內(nèi)氣溫起伏不明顯。棚內(nèi)氣溫日變化情況見圖1。

2.棚內(nèi)氣溫季節(jié)變化規(guī)律

2014-2016年棚內(nèi)平均溫度17.1℃比棚外平均溫度6.7℃高10.4℃；棚內(nèi)最高47.8℃比棚外最高36.6℃高11.2℃；棚內(nèi)最低-16.1℃比棚外最低-22.3℃高6.2℃；棚內(nèi)平均氣溫最低為1月份，最高為6月，棚內(nèi)氣溫季節(jié)變化見圖2、圖3、圖4。

3.棚內(nèi)氣溫的空間分布規(guī)律

突泉縣大棚坐北朝南，東西延長(zhǎng)，南北跨度8米，舉架最高處3.5米。大棚氣溫在南北向、東西向和垂直方面分布上均有差別，同時(shí)受天氣狀況和棚體大小的影響。一般為東西方向越長(zhǎng)，棚內(nèi)氣溫越高，越穩(wěn)定。

（1）棚內(nèi)南北向氣溫規(guī)律。南部（棚前沿）溫度較低，中間較高，北部最高。通過(guò)年3年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，南部比中間平均低0.6℃、比北部低0.9℃。在冬季南、中、北部的溫度差異更顯著，一般南部比中低2℃左右、比北部低4℃左右。

（2）棚內(nèi)東西向氣溫規(guī)律。根據(jù)棚的結(jié)構(gòu)不盡相同。一般在門設(shè)在管理房?jī)?nèi)的大棚，棚內(nèi)東西氣溫相關(guān)不明顯；門設(shè)在大棚南沿角落處，一般近門附近氣溫較低，棚門附近平均氣溫低于棚內(nèi)平均溫度1.3℃。

（3）棚內(nèi)垂直向氣溫規(guī)律。白天棚頂處氣溫最高，中部次之，低部最低。夜間則相反。

三、棚內(nèi)溫度預(yù)報(bào)方法

1.相關(guān)性分析

利用棚內(nèi)挑選后的逐日觀測(cè)資料（1095個(gè)樣本數(shù)）進(jìn)行棚內(nèi)氣溫變化的相關(guān)性分析，篩選出5個(gè)顯著相關(guān)（a≥0.05）的棚外氣象因子確定為預(yù)報(bào)因素。具體有棚外最高氣溫、棚外最低氣溫、棚外日照時(shí)數(shù)、棚外總云量以及前一日棚外最高氣溫。

（1）棚內(nèi)最高氣溫相關(guān)性。與棚外最高氣溫、棚外日照時(shí)數(shù)呈正顯著相關(guān)，與棚外最低氣溫、棚外總云量呈負(fù)顯著相關(guān)。

（2）棚內(nèi)最低氣溫相關(guān)性。棚內(nèi)最低氣溫與棚外最低氣溫呈正顯著相關(guān)，與棚外總云量、前一日棚外最高氣溫實(shí)際值呈負(fù)顯著相關(guān)。

（3）棚內(nèi)平均氣溫相關(guān)性。棚內(nèi)平均氣溫與棚外最高氣溫、棚外日照時(shí)數(shù)呈正顯著相關(guān)，與棚外總云量呈負(fù)顯著相關(guān)。

2.棚內(nèi)溫度預(yù)報(bào)方程

根據(jù)篩選出的棚外預(yù)報(bào)因子，運(yùn)用逐步回歸統(tǒng)計(jì)分析方法，得出棚內(nèi)最高氣溫、棚內(nèi)最低氣溫、棚內(nèi)平均氣溫預(yù)報(bào)方程：

（1）棚內(nèi)最高氣溫預(yù)報(bào)方程

Y最高=28.7332+0.1741* X1-0.1674* X2+0.0112* X3-1.4221* X4

（2）棚內(nèi)最低氣溫預(yù)報(bào)方程

Y最低 =10.3983+0.2803* X2-0.1961* X4-0.01* X5

（3）棚內(nèi)平均氣溫預(yù)報(bào)方程

Y平均=13.5709+0.2159* X1+0.1324* X3-0.3867* X4

式中，X1為棚外最高氣溫預(yù)報(bào)值；X2為棚外最低氣溫預(yù)報(bào)值；X3為棚外日照時(shí)數(shù)預(yù)報(bào)值；X4為棚外云量預(yù)報(bào)值（晴天取值0.0-1.9的平均值、晴間多云與多云天取值2.0-8.0的平均值、陰天取值8.1-10.0的平均值）；X5為前一日棚外最高氣溫實(shí)測(cè)值。

3.預(yù)報(bào)方程檢驗(yàn)

本文溫度預(yù)報(bào)方程結(jié)果檢驗(yàn)以預(yù)報(bào)值減實(shí)況值，誤差在±2℃之間為準(zhǔn)確，誤差大于2℃或小于2℃均為預(yù)報(bào)值不正確。準(zhǔn)確率見表1。

通過(guò)對(duì)2017年突泉縣設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚的棚內(nèi)最高、最低、平均氣溫預(yù)報(bào)值檢驗(yàn)，通過(guò)檢驗(yàn)可知，除5月份外溫度的預(yù)報(bào)方程檢驗(yàn)結(jié)果較好，準(zhǔn)確率較高。5月份預(yù)報(bào)檢驗(yàn)結(jié)果不理想，有等于在今后工作中重新篩選因子，進(jìn)一步提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。endprint