利用歐氏距離推廣日光溫室氣象要素預(yù)報(bào)方程

孫子媛　馬成芝　季賀成　劉瑞琪

摘要：本文利用2010年11月- 2015年3月喀左縣冬季日光溫室內(nèi)外逐日觀測(cè)的氣象資料，采用回歸分析法建立冬季棚內(nèi)最高、最低溫度和相對(duì)濕度的預(yù)報(bào)方程;利用歐氏距離法找出2014年11月至2015年3月寧城、灤平數(shù)據(jù)資料與同期喀左縣的冬季棚內(nèi)外的歐氏距離值，利用冬季日光溫室內(nèi)外的實(shí)測(cè)最高、最低溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行檢驗(yàn)，討論利用歐氏距離推廣喀左縣日光溫室預(yù)報(bào)方程應(yīng)用于寧城、灤平冬季日光溫室氣象要素預(yù)報(bào)的可行性。

關(guān)鍵詞：冬季日光溫室：回歸分析法：歐氏距離

喀左縣氣象局從2001年開始對(duì)日光溫室大棚內(nèi)外的氣象條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)棚內(nèi)的氣象要素進(jìn)行預(yù)報(bào)，深受棚戶歡迎。寧城、灤平所處的地理位置、氣候特性與喀左地區(qū)相似，可以將該縣的日光溫室農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)方法推廣到這兩處，從而為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供更精細(xì)化的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品。

1預(yù)報(bào)方程的可行性

棚內(nèi)數(shù)據(jù)在使用之前，剔除缺測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)用空間回歸檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)出資料中的可疑數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。利用回歸分析法，篩選出5個(gè)顯著相關(guān)（a≥0.05）的棚外氣象因子作為預(yù)報(bào)因子，分月做出喀左縣冬季棚內(nèi)的最高、最低溫度和相對(duì)濕度的預(yù)報(bào)方程，如表1。方程組中X1代表棚內(nèi)前一天（02時(shí)、08時(shí)、14時(shí)）三個(gè)時(shí)次的實(shí)際氣溫的平均值（單位：℃）;X2、X3分別代表棚外對(duì)應(yīng)日最高、最低氣溫預(yù)報(bào)值（單位：℃）;X4代表棚外對(duì)應(yīng)日的日照時(shí)數(shù)預(yù)報(bào)值（單位：h）;X5代表棚外對(duì)應(yīng)日總云量預(yù)報(bào)值（單位：成），其中，晴天云量取0.0 -1 .9的平均值、晴間多云或多云取2.0 - 8.0的平均值、陰雨天取8.1 - 10.0的平均值。

對(duì)所得的各月回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，顯著水平均高于0 .05?；貧w系數(shù)的顯著水平均小于0 .05，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率在61% -93%，準(zhǔn)確率平均值為72%。預(yù)報(bào)方程準(zhǔn)確率較高，預(yù)報(bào)方程可行。

2歐氏距離的計(jì)算

歐氏距離是指在n維空間中兩個(gè)點(diǎn)之間的真實(shí)距離，在二維中的歐氏距離就是兩點(diǎn)之間的實(shí)際距離。對(duì)棚內(nèi)溫差的平方與棚外溫差值平方和進(jìn)行開根號(hào)，計(jì)算得到喀左與寧城的歐氏距離：

喀左與灤平的歐氏距離：

其中，Kn、Kw、Nn、Nw、Ln、Lw分別代表喀左的棚內(nèi)溫度或濕度、喀左的棚外溫度或濕度、寧城的棚內(nèi)溫度或濕度、寧城的棚外溫度或濕度、灤平的棚內(nèi)溫度或濕度、灤平的棚外溫度或濕度。計(jì)算的結(jié)果如表2（小數(shù)點(diǎn)保留四位），利用冬季日光溫室內(nèi)外的實(shí)測(cè)最高、最低溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行檢驗(yàn)，得到實(shí)測(cè)氣象要素差值的平均值（見表3）。

3結(jié)果與討論

歐氏距離反應(yīng)兩地區(qū)氣象要素?cái)?shù)值的差異程度，如果整體的歐氏距離都較小，說明喀左日光溫室農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)可以直接用于寧城和灤平冬季日光溫室要素預(yù)報(bào);如果整體歐氏距離差異都小于一定范圍（計(jì)算的差距數(shù)），可以加減這一距離值進(jìn)行訂正預(yù)報(bào)。

對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析可知：寧城地區(qū)最高、最低溫度和相對(duì)濕度的適用性都比灤平好，尤其是最高溫度。所以寧城地區(qū)可以對(duì)喀左日光溫室農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)方程進(jìn)行訂正，即最高溫度-2℃訂正，最低溫度-3℃訂正，相對(duì)濕度+4℃訂正。 寧城、灤平所處的地理位置、氣候特性與喀左地區(qū)相似，更多差異的原因是日光溫室內(nèi)部對(duì)于不同棚外氣象要素的反映，所以，棚外實(shí)測(cè)的氣象要素?cái)?shù)據(jù)差值小于棚內(nèi)的氣象要素?cái)?shù)據(jù)差。

進(jìn)一步分析灤平日光溫室小氣候發(fā)現(xiàn)棚體結(jié)構(gòu)為磚混棚，保溫效果較差，加之，冬季日照時(shí)數(shù)少，太陽能輻射量小，使之溫度降低、相對(duì)濕度增大，所以與喀左的歐氏距離差異較大。

不同地區(qū)的云量、溫度和相對(duì)濕度等氣象要素存在差異，使得預(yù)報(bào)方程的主要影響因子不同，如果運(yùn)用喀左縣的預(yù)報(bào)方程需要一年的對(duì)比檢驗(yàn)和訂正。如果長(zhǎng)期運(yùn)用要按照喀左地區(qū)的建立預(yù)報(bào)方程的方法，建立適用本地區(qū)的預(yù)報(bào)方程，這需要3年的逐日觀測(cè)和兩年的方程檢驗(yàn)及訂正。

參考文獻(xiàn) 【1】馬成芝，等日光溫室大棚內(nèi)相對(duì)濕度的變化規(guī)律及預(yù)測(cè)方程【J】江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（增）：207- 208。