重慶市武隆區長期預報方法探析

周小豐　萬成豪　郭慧

摘要? ? 利用周期分析、方差分析、逐步回歸法建立重慶市武隆區長期預報系統，對武隆全年的溫度、降水、干旱、低溫、區域暴雨次數等要素進行預報，同時提出了長期預報系統的數據處理技巧，實現了長期預報的動態化、定量化、自動化。采用武隆長期預報方案，對提高氣候預測準確率有非常高的價值，對農業生產、防災救災等有很重要的作用。

關鍵詞? ? 長期預報;數據處理;自動化;預報檢驗;重慶武隆

中圖分類號? ? P457? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）03-0196-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

農業是我國國民經濟的基礎，在國民經濟的發展中始終占據著重要的位置，農業生產和農業經濟的良好、可持續的發展直接關系到糧食安全問題，直接影響農業經濟、農村經濟的發展。重慶市武隆區農業生產中主要種植烤煙、茶葉、水稻、玉米等農作物，其生長發育離不開適宜的氣象條件、生長條件、生長環境、管理技術等，尤其是氣象條件、生長環境對農作物的長勢、產量和質量等均會產生影響。

長期預報對農業生產趨利避害有著重要意義。經過長期檢驗，采用武隆區長期預報方案，對提高氣候預測準確率有非常高的價值，對農業生產、防災救災等有很重要的作用。

1? ? 長期預報系統原理

武隆區長期預報系統，首先采用對折法[1]，即在n/2個序列中尋找一個長周期，然后用方差分析法[2]尋找多個主要或次要周期。最后用逐步回歸法尋找因子，建立最優方程：y=f（x）。逐步回歸是從一個因子開始，按對y作用的顯著程度從大到小依次逐個引入的回歸方法。逐步回歸的每一步都進行F檢驗，以保證每次引入新的顯著因子之前回歸方程只包含顯著因子。

武隆區長期預報系統集合了周期分析、方差分析、逐步回歸法，可發揮各自的優點，具有很好的穩定性，它不隨序列的長短發生較大的差異，實現了長期預報的動態化、定量化、自動化。

2? ? 長期預報系統的主要數據處理技巧

2.1? ? 伏旱數據處理技巧

伏旱預報主要是伏旱強度預報、伏旱開始期預報，其數據處理直接決定了預報結果的準確性，因而伏旱數據處理技巧顯得特別重要[3-4]。重慶伏旱標準：6月下旬至9月上旬任意連續20～29 d內日均降水量≤1.3 mm為輕度，任意連續30～39 d日均降水量≤1.3 mm為中度;任意連續40～49 d日均降水量≤1.3 mm為重度;50 d以上日均降水量≤1.3 mm為特重。因為伏旱強度的標準是以日均降水量≤1.3 mm出現的天數多少來定，所以可通過預報出天數即可確定強度。1957—2018年武隆區伏旱天數數據序列見表1。

2.1.1? ? 伏旱強度數據處理技巧。如果天數<20 d，表示未出現伏旱，即未達到輕度伏旱的標準。因為每年伏旱最少也有10 d左右，所以將<20 d的一律統計為10，多段伏旱以最大的一段伏旱為準。樣本資料保存在一個名為“fh525ts_伏旱”的文件中，可以隨時減少或增加，實現了樣本資料的動態性。預報時用修改好的數據文件重名為“fh525ts”。

2.1.2? ? 伏旱開始期處理技巧。無伏旱編碼為620，6月21日編碼為621，6月22日編碼為622。依此類推，7月1日編碼為631，9月10日編碼為702。樣本資料是放在一個名為“fh525tsq_伏旱開始期”的文件中，可以隨時減少或增加，預報時用修改好的數據文件重名為“fh525tsq”。

2.1.3? ? 夏旱、春旱、秋旱和冬旱的強度及開始期預報。其他季節干旱的強度及開始期預防與伏旱有相似之處，數據處理參照以上方法操作即可。在實際應用中，要綜合其他方法確定，開始期要遵循全重慶市的伏旱預報大環境。

2.2? ? 區域暴雨次數處理技巧

武隆區域暴雨次數是指3個以上重慶市氣象局規定的考核站點，達到暴雨標準，記為1次區域暴雨。考核用20：00至翌日20：00或8：00至翌日8：00的實際雨量，跨季節時以20：00至翌日20：00雨量為準。每年區域暴雨次數基本反映了當年的強降水天氣過程次數，在汛期氣候趨勢預測中有重要作用，次數多意味著當年暴雨洪澇偏重。表2是2011—2018年武隆區域暴雨次數數據序列。

因為區域自動站完整資料從2011年開始，所以取資料年限為2011—2018年。取每年實際出現的強降水天氣過程次數形成一個完整的數據序列。樣本資料保存在一個名為“fh525ts_區域暴雨次數”的文件中，可以隨時減少或增加，預報時用修改好的數據文件重名為“fh525ts”，結果查看伏旱天數。大到暴雨次數、高溫日數預報等數據處理，可參照武隆區域暴雨次數數據處理方法。

2.3? ? 春季低溫數據處理技巧

輕度春季低溫是指連續2候的候平均氣溫<常年同期候平均氣溫2 ℃以上，重度為連續3候或以上的候平均氣溫<常年同期候平均氣溫2 ℃以上。春季低溫預報主要是預報低溫的強度[5]，而春季低溫強度的標準是以實際出現的候數來確定的，因而只要預報出候數，即可決定強度。表3是1959—2018年的春季低溫候數數據序列。

“0”是指未出現春季低溫。取每年實際出現的春季低溫候數形成一個完整的數據序列，出現多次春季低溫以大的一次為準。樣本資料存放在一個名為“fh525ts_春季低溫”的文件中，可以隨時減少或增加，預報時用修改好的數據文件重名為“fh525ts”，結果查看伏旱天數。秋季低溫、春秋季連陰雨預報等數據處理可參照春季低溫數據處理方法。

3? ? 自動化處理

武隆區長期預報系統采用VB 6.0語言編程，其程序界面如圖1所示。可以看出，在這個長期預報系統中，降水、平均氣溫、日照、伏旱強度、伏旱開始期、極端最高氣溫、極端最低氣溫等要素可以直接預報。春秋季低溫、春旱天數、伏旱天數、區域暴雨次數、春秋季陰雨等要素預報，要用相應的文件替換掉“fh525ts”，然后查看伏旱天數預報結果。

4? ? 預報檢驗

根據對武隆2016—2018年伏旱天數、伏旱開始期、區域暴雨次數、春季低溫候數、夏旱天數等要素的計算，其結果如表4所示。

從表4可以看出，2016年、2017年春季低溫候數報錯，其余要素按照預報的定量數據來確定其有無或強度，全部預報準確。通過2016—2018年的應用，除了在春季低溫候數、極端最高氣溫、極端最低氣溫、春旱等項目的預報中有一定的差錯外，各項目預報準確率高達86.7%。從3年的實際使用上看，武隆區長期預報方案均表現較好，用它來作武隆長期預報具有很好的參考價值。

5? ? 結語

重慶市武隆長期預報方案采用周期分析、方差分析、逐步回歸法等建立長期預報系統，可以進行全年的溫度、降水、干旱、低溫、區域暴雨次數等要素預報。長期預報系統的數據處理技巧主要是進行分類處理，尋找最佳數據序列，具有靈活、方便、簡單、實用的特點。可以采用替換文件的方法實現長期預報的動態化、定量化、自動化。從3年的實際使用上看，武隆區長期預報方案均表現較好，用它來作武隆長期預報具有較好的效果。采用武隆長期預報方案對提高氣候預測準確率有非常高的價值，對農業生產、防災救災等有很著重要的作用。

6? ? 參考文獻

[1] 黃嘉佑.氣象統計分析與預報方法[M].北京：氣象出版社，2000：60-75.

[2] 中國氣象局.氣象站天氣分析和預報[M].北京：農業出版社，1989：321-332.

[3] 朱鵬，王洪兵，劉惠云.金塔縣主要氣象災害及氣象預報服務對策[J].現代農業科技，2018（23）：212.

[4] 崔修來，孫瑤，王東.干旱監測預報研究綜述[J].南方農業，2019，13（20）：151-152.

[5] 檀艷靜，張佳華，姚鳳梅，等.中國作物低溫冷害監測與模擬預報研究進展[J].生態學雜志，2013，32（7）：1920-1927.