日光溫室內(nèi)最高氣溫和最低氣溫預(yù)報(bào)模式的建立

張仁祖　張利華　高蘋　李軻　張佩　王曉彬　吳世明

摘要：為了提高設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)能力，減輕氣象災(zāi)害損失，利用日光溫室內(nèi)外氣象觀測資料， 通過對影響日光溫室內(nèi)氣溫變化的因子進(jìn)行分析，建立了包含天氣類型、季節(jié)因子信息的日光溫室內(nèi)最高氣溫和最低氣溫的預(yù)報(bào)模型，克服了按照不同天氣類型和不同季節(jié)分別建立預(yù)報(bào)模型的繁瑣，所建模型簡單易用，物理意義明確，均通過了統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，擬合回歸好，預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高，能夠滿足業(yè)務(wù)需求，可在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：日光溫室;最高氣溫;最低氣溫;預(yù)報(bào)模式

中圖分類號：S625.5+1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）11-0040-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.11.010? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Establishment of maximum and minimum temperature forecast models

in sunlight greenhouse

ZHANG Ren-zu1，ZHANG Li-hua1，GAO Ping2，LI Ke1，ZHANG Pei2，WANG Xiao-bin3，WU Shi-ming3

（1.Agricultural Meteorological Experiment Station of Xuzhou，Xuzhou 221000，Jiangsu，China;

2.Jiangsu Meteorological Service Center，Nanjing 210008，China;3.Xuzhou Bureau of Meteorology，Xuzhou 221000，Jiangsu，China）

Abstract： To improve the meteorological service for agricultural facilities and reduce the losses resulting from meteorological disasters， the maximum and minimum temperature forecast models were establish through analysis on factors affecting temperature change inside the sunlight greenhouse and using meteorological observations data from inside and outside the sunlight greenhouse. The model takes weather type and season into consideration， hence saving the trouble of establishing models separately according to different weather type and season. The forecast model is easy to use and has clear physical meaning， and it also passed statistical tests with good regression fitting and high forecast accuracy. It can meet the needs of practical use and can be applied to weather forecasting service in disaster prevention， reduction and relief.

Key words： sunlight greenhouse; maximum temperature; minimum temperature; forecast model

日光溫室主要依靠太陽輻射和自身的保溫性來維持室內(nèi)較高的溫度，是中國特有的一種保護(hù)地栽培設(shè)施。因其具有節(jié)省能源、不污染環(huán)境、省工省力、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，在中國發(fā)展特別迅速，目前日光溫室已成為反季節(jié)蔬菜生產(chǎn)的主力設(shè)施。日光溫室種植克服了傳統(tǒng)的露地栽培方式受大環(huán)境自然條件限制的局限性，可以更充分地利用太陽能資源，使得秋延后、早春提前以及越冬種植成為現(xiàn)實(shí)。由于日光溫室的結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化和種植技術(shù)的不斷提高，室內(nèi)小氣候條件得到改善，種植區(qū)域不斷北延，所種植的蔬菜品種也從耐寒型擴(kuò)大為喜溫型，真正做到了反季節(jié)種植，大大豐富了城鄉(xiāng)人民的菜籃子。

國內(nèi)目前對日光溫室內(nèi)氣象要素的特征研究較多，尤其是小氣候研究比較透徹。張仁祖等[1]、楊艷超等[2]、李獻(xiàn)軍等[3]、魏瑞江等[4]、李俊等[5]分別對徐州、萊蕪、楊凌、石家莊、盤錦等地的日光溫室小氣候進(jìn)行了深入研究，分析了不同季節(jié)、不同天氣類型下日光溫室內(nèi)氣象要素（氣溫、地溫、相對濕度、太陽輻射度）的變化規(guī)律以及與室外氣象要素之間的相關(guān)性，對提高日光溫室的管理針對性以及室內(nèi)小氣候的調(diào)控有一定意義。

日光溫室室內(nèi)最高氣溫和最低氣溫對日光溫室蔬菜生產(chǎn)影響較大，氣溫過高或過低都會(huì)對室內(nèi)蔬菜造成不同程度的傷害。在日光溫室內(nèi)氣象要素的預(yù)報(bào)方面，學(xué)者也進(jìn)行了很多研究，如：楊再強(qiáng)等[6]介紹了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、能量平衡模型、逐步回歸模型和支持向量機(jī)模型在設(shè)施小氣候預(yù)報(bào)中的應(yīng)用;王孝卿等[7]基于逐步回歸方法建立了不同天氣類型、不同月份、不同時(shí)間段的未來24 h逐時(shí)溫室氣溫預(yù)報(bào)模型;袁靜等[8]建立了不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)最低氣溫的預(yù)報(bào)模型，取得了較好的效果;李瑞英[9]通過篩選出的相關(guān)因子，采用主成分分析法建立了溫室內(nèi)氣溫預(yù)測模型，回代檢驗(yàn)的結(jié)果顯示，不同天氣狀況下的最低氣溫預(yù)測值和實(shí)際值的平均絕對誤差在1 ℃左右，不同天氣狀況下的最高氣溫預(yù)測值和實(shí)際值之間的平均絕對誤差在1.5 ℃左右;李德等[10]選取常規(guī)氣象預(yù)報(bào)因子和實(shí)測值，利用多元回歸統(tǒng)計(jì)方法建立了安徽省宿州市日光溫室內(nèi)最高及最低氣溫預(yù)報(bào)模型;趙先麗等[11]采用逐步回歸方法建立遼寧省不同天氣類型和不同季節(jié)日光溫室內(nèi)最高氣溫及最低氣溫預(yù)報(bào)模型。這些研究為設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象保障服務(wù)提供了基礎(chǔ)支撐，但幾乎都是區(qū)分不同的天氣類型和使用季節(jié)，通過對室內(nèi)小氣候變化規(guī)律的分析，分別建立日光溫室內(nèi)最高、最低氣溫預(yù)報(bào)模型，模型類別多，復(fù)雜天氣選擇難度大。開展日光溫室內(nèi)最高和最低氣溫預(yù)報(bào)，對生產(chǎn)管理、室內(nèi)小氣候調(diào)控有重要的指導(dǎo)意義，是防御設(shè)施農(nóng)業(yè)低溫冷害和高溫?zé)岷Φ闹匾胧┲弧１狙芯客ㄟ^構(gòu)建包含天氣類型和季節(jié)因素信息的組合因子，來建立日光溫室室內(nèi)最高氣溫和最低氣溫的預(yù)報(bào)模型。