西昌市地面溫度與氣溫關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析

摘 要：利用西昌國(guó)家基本氣象站1954～2013年的逐日平均氣溫及逐日平均地面溫度資料，建立以氣溫為基礎(chǔ)的地溫預(yù)測(cè)模型，并探索地氣溫差的年變化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：地溫；地氣溫差；預(yù)測(cè)

中圖分類號(hào)：S161.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0346-01

1 引 言

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，經(jīng)常用到地溫資料。地溫不僅影響種子發(fā)芽、出苗，還會(huì)影響到土壤微生物的活動(dòng)、水肥運(yùn)動(dòng)，以地溫分析作物生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)較氣溫效果更好。

相對(duì)于氣溫資料，地溫資料的獲取更加煩雜。而地溫與氣溫有著直接的依賴關(guān)系，若能用氣溫有效地估算地溫，對(duì)合理安排各地播種期、預(yù)測(cè)作物生長(zhǎng)發(fā)育和科學(xué)防災(zāi)減災(zāi)都具有重要意義。

2 地氣溫差的年變化

西昌國(guó)家基本氣象站自1954年1月至今，位置一直未變，觀測(cè)場(chǎng)土壤為壤土。分析西昌1954～2013年地溫、氣溫資料，得出如下結(jié)論：

（1）溫差年變化：西昌地溫恒大于氣溫，地氣溫差普遍在1.0℃以上，其中3～10月多在3.0℃以上。

（2）地氣溫差年均狀況：歷年地氣溫差≥0.0℃共351.8d，≥1.0℃共338.6d，≥3.0℃共187.1d。地氣溫差1月11日～12月31日間大部為正值（80%保證率），2月6日～12月17日間全為正值（100%保證率）。3月7日～10月13日，地溫大部高于氣溫3℃（80%保證率），4月8日～8月10日地溫全部高于氣溫3℃（100%保證率），為水稻、玉米、馬鈴薯等大春作物提供了足夠的熱量保障。

3 地氣溫差極值及其出現(xiàn)時(shí)間

從地溫、氣溫及地氣溫差月平均值可看出，西昌全年地溫、氣溫都大于0℃且地溫恒高于氣溫；作物生長(zhǎng)季，地溫、氣溫都大于16℃；活躍生長(zhǎng)季地氣溫差≧3℃，平均為3.9℃。

日極值：日均地溫最高值出現(xiàn)在5月13日及8月6日，日均氣溫最高值出現(xiàn)在7月6日及8月6日；日均地溫、氣溫最低值都出現(xiàn)在1月4日。地溫、氣溫最大值、最小值都出現(xiàn)于同一天，說(shuō)明西昌市地溫、氣溫主要受太陽(yáng)輻射的影響，地、氣溫度變化迅速且反應(yīng)同步。地氣溫差最大值出現(xiàn)在4月25日，最小值出現(xiàn)在1月8日，比地溫和氣溫最高值出現(xiàn)時(shí)間有所提前，而比最小值出現(xiàn)時(shí)間有所滯后，且都出現(xiàn)于西昌干季（當(dāng)年11月～次年4月）內(nèi)。說(shuō)明在西昌干季地面凈輻射能為負(fù)時(shí)，存貯在土壤中的熱量上傳到地表，對(duì)地面溫度進(jìn)行了補(bǔ)充增溫，從而使地氣溫差值發(fā)生變化。

從地溫與氣溫的平均月變幅可看出：每年8月～次年1月，地溫、氣溫在逐月下降，其中以9～12月降幅最大，而增溫則以2～4月增幅最大。一年中，有11個(gè)月地溫、氣溫變幅同步，9個(gè)月地溫的增（降）幅都大于氣溫；地氣溫差變幅與地溫、氣溫基本同步，但變幅相對(duì)較小。

4 地溫與氣溫關(guān)系模型

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)回歸方法建立逐日地氣溫關(guān)系方程：T地=1.1983T+0.0929，R2=0.9834，逐月地氣溫關(guān)系方程：T地=1.1971T+0.1196，R2=0.9868。式中，T地為地溫，T為氣溫。兩個(gè)方程都是直線型，回歸系數(shù)相近且斜率大于零，說(shuō)明地溫與氣溫呈正相關(guān)關(guān)系；相關(guān)系數(shù)﹥0.98，并通過(guò)0.05信度顯著性檢驗(yàn)。

5 地氣溫模型檢驗(yàn)

通過(guò)2014～2017年農(nóng)作物生長(zhǎng)季和活躍生長(zhǎng)季地溫實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的差異，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)用性，見表1。

結(jié)果表明：用西昌氣溫計(jì)算出的2014～2017年地溫值與實(shí)測(cè)值的絕對(duì)誤差年最大值為0.6℃，為實(shí)測(cè)值的2.3%及2.5%；在作物生長(zhǎng)季，誤差更小；絕對(duì)誤差四年平均值生長(zhǎng)季為0.1℃，活躍生長(zhǎng)季為0.2℃。預(yù)測(cè)效果不錯(cuò)，能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。

6 結(jié) 論

（1）西昌市日平均地溫，全年基本高于氣溫，說(shuō)明地表對(duì)大氣主要起加熱作用，為熱源。

（2）西昌農(nóng)作物生長(zhǎng)季為1月1日～12月31日，較通常的生長(zhǎng)季（3～10月）明顯延長(zhǎng)；活躍生長(zhǎng)季為3月7日～11月10日，期間平均氣溫19.9℃，平均地氣溫差3.9℃，利于大春作物生長(zhǎng)。

（3）西昌地氣溫差最大值出現(xiàn)在4月下旬，最小值出現(xiàn)在1月上旬，均出現(xiàn)在雨季開始前。

（4）西昌地氣溫模型為正相關(guān)線性方程，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.98，方程通過(guò)0.05信度檢驗(yàn)。經(jīng)四年檢驗(yàn)，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的絕對(duì)誤差年最大為0.6℃，為該年實(shí)測(cè)地溫的2.5%；在作物生長(zhǎng)季，誤差更小。因此，用該模型來(lái)估算地溫可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和試驗(yàn)研究的需要。

（5）文中模型，在大風(fēng)、陣性降雨、下雪、霧霾等復(fù)雜天氣及數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度要求較高的情況下，不宜使用。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-9-4

作者簡(jiǎn)介：胥德梅，工程師，主要從事氣候分析與應(yīng)用氣象服務(wù)工作。