基于深度GRU神经网络的逐小时气温预报模型

基于深度门控循环(GRU)神经网络,利用地面气象要素小时资料(气温、气压、露点温度、相对湿度和水汽压)建立湖南石门未来24 h逐小时气温预报模型,并对模型精度进行分析。结果表明,深度GRU逐小时气温模型预报精度随预报时次的增加逐步下降,决定系数(R~2)为0.996～0.906、平均绝对误差(MAE)为0.359～1.974和均方根误差(RMSE)为0.510～2.562℃,24 h气温预报准确率为62.529%,优于滑动平均自回归(ARIMA)气温预报模型,且能较好体现气温转折性变化。利用深度GRU模型对2019年4月至7月湖南省石门县逐小时气温进行预报,与欧洲中心和日本数值预报产品进行对比发现,其3、6和9 h的预报精度均优于数值预报,可为12 h内气温短临预报技术提供一种有效的补充。     

基于BP神经网络的日光温室气温预报模型

为建立日光温室中短期气温预报模型,以2个冬季生产季的日光温室实时气温观测资料为基础,利用BP神经网络建模和曲线拟合的方法,对日光温室1~7d气温预报模型进行了研究。结果表明:1)以室外气温为输入要素的温室气温预报模型,最高气温预报值与观测值的符合度指数(D)为0.68~0.93,均方根误差(RMSE)为3.1~6.3℃;2)最低气温预报值与观测值的符合度指数(D)为0.81~0.95,均方根误差(RMSE)1.5~2.2℃;3)日光温室内最低气温预报绝对误差小于2℃的预报准确率Rate(≤2℃)为78%~95%;4)逐时气温预报模型预报值与实测值的符合度指数(D)为0.95~0.99,均方根误差(RMSE)为1.0~2.8℃,逐时气温预报模型预测准确率较高。结合目前气象台站"周预报"结果,模型可较准确地预报温室内1~7d最低气温,并模拟日光温室内气温的逐时变化,可为冬季日光温室低温灾害预警及室内气温调控提供有益参考。     

不同天气类型下大棚葡萄温湿度预报模型

为了预先掌握葡萄各生育期棚内温湿度环境,从而让农户有充足时间调整大棚管理措施,降低气象灾害风险,利用2018年11月—2019年6月大棚内外观测资料,分析了不同天气类型下棚内温湿度与棚外气象要素的相关性,并通过逐步回归方法建立了棚内逐小时温湿度预报模型。结果表明：棚内温湿度与棚外气温、空气相对湿度、风速、日照时长有不同程度的相关性,晴天和多云大棚内外要素之间相关系数大多在0.3以上,棚内气温与棚外要素的相关性更高且最大相关系数超过0.9,阴天相关性较低;棚内逐小时气温、空气相对湿度模型的R²多在0.5以上,气温模型预报值与实测值的均方根误差(RSME)≤3.7℃、平均绝对误差(MAE)≤2.9℃,空气相对湿度模型预报值与实测值的均方根误差≤13.3%、平均绝对误差≤10.6%。所得模型填补了该地区大棚葡萄各生育期温湿度预报的空白,为田间管理提供了参考依据。     

日光温室土壤温度变化特征和预报模型研究

[目的]研究日光温室内土壤温度变化规律及其预报模型。[方法]利用徐州地区标准日光温室内外气温和温室内多层次土壤温度观测资料,分析了温室内各层土壤温度的年变化和日变化,并对温室内土壤温度的预报模型进行了模拟和检验。[结果]温室内土壤温度年变化和日变化均呈单峰曲线,下层温度变化振幅小于上层。温室内各层土壤温度（最高值、最低值和平均值）与当日温室外同类型气温的相关性最为密切。以当日和前一日温室外日平均气温、日最高气温、日最低气温为预报因子,建立了温室内同类型不同层次土壤温度预报模型。温室内各层日平均温度的模拟效果优于对应层的最高温度的模拟效果,劣于对应层日最低温度的模拟效果;下层土壤日最高温度和日平均温度的模拟效果优于上层;实测土壤温度在15～30℃模拟效果较好,其他温度段模拟值较实测值偏低。[结论]该研究为日光温室内植物的生长发育环境提供理论依据。     

GFS和T639模式气温产品的检验分析

[目的]检验分析GFS和T639模式的气温预报能力。[方法]采用2012年徐州站最高气温和最低气温资料,对GFS模式和T639模式0~168 h最高气温和最低气温预报产品进行检验。[结果]无论是最高气温还是最低气温,GFS和T639 2个模式气温预报产品的预报准确率均随着时效的延长呈现波动下降,夏季最低气温的预报准确率整体上均高于其他季节;各个模式不同季节不同时效的气温预报的偏低率和偏高率明显不同;随着预报时效的增加,2个模式预报气温产品平均绝对误差逐渐增大,但总体上,夏季的误差小于其他季节。总体上来看,GFS模式预报效果优于T639模式。[结论]该研究为预报员合理使用数值预报产品、提高气温的预报准确率提供指导。     

东乡县气温预报方法探究

运用欧洲温度数值预报产品和常规天气图资料,充分考虑850 hPa气温数值预报变量与最高、最低气温的相关性,分析不同天气系统影响下的气温变化,结合预报员经验进行客观订正,得出东乡县24 h最高、最低气温预报经验公式,取得较好的预报效果,以期为24 h天气预报提供一定的参考。     

东乡县气温预报方法探究

运用欧洲温度数值预报产品和常规天气图资料,充分考虑850hPa气温数值预报变量与最高、最低气温的相关性,分析不同天气系统影响下的气温变化,结合预报员经验进行客观订正,得出东乡县24h最高、最低气温预报经验公式,取得较好的预报效果,以期为24h天气预报提供一定的参考。     

精细化气候预测产品的制作及效果检验

[目的]研究精细化气候预测产品的制作方法及效果检验。[方法]以国家地面观测标准资料和采用距离权重插值法获得的二级资料库为依据,建立气候预报模型,集合多种预报方法和人工订正,做出定时、定点、定量的气象要素精细化气候预报,并参照气象部门制定的相关评分标准,对预报效果进行检验。[结果]目前,广州市精细化气候预测系统常用于制作该市lO个站点的6个气象要素（平均气温、最高气温、最低气温、雨量、平均气压、日照）的逐日、候、旬、月、季、年的气候预测。对近5年（2006—2010年）广州市10个站点的气象要素预报效果进行了检验,预报检验平均得分为：月雨量75．o分,月平均气温94．5分,月最高气温98．6分,月最低气温88．9分;句雨量77．1分,旬平均气温90．6分,旬最高气温90．1分,旬最低气温82．8分,均达到广东省气象台的目标管理要求。[结论]该系统可广泛应用于农业气候灾害预报以及大型水库、新机场、核电站等定点预报。     

山东寿光冬季日光温室内温度变化特征及低温预报(英文)

[目的]为了提高设施农业气象服务水平,减轻气象灾害对日光温室蔬菜生产的影响。[方法]利用2008~2011年冬季日光温室内外气象观测资料,采用相关及逐步回归分析方法,对冬季日光温室内温度变化特征及最低气温预报模型进行分析研究。[结果]晴天和多云天气下日光温室内的气温有明显的日变化,且晴天状况下温度变化幅度要大于多云天气;连阴天时日光温室内气温较低,严重影响植物正常生长发育。日光温室内最低气温与温室外气温及温室内湿度、气温、地温相关性较好。[结论]试验建立了日光温室内最低气温预报模型,利用最新资料对模型进行预报检验,不同天气状况下日光温室内最低气温预报值平均绝对误差小于1℃,平均相对误差低于10%。     

辽阳智能网格产品气温预报检验订正

利用2017—2018年智能网格预报产品对辽阳逐1 h气温、日最高(低)气温进行检验,并采用最优滑动滑动周期法进行订正。结果表明：辽阳地区智能网格预报准确率整体为西部较高、东部较低;逐1 h气温预报和日最高气温预报整体较实况偏高,日最低气温预报较实况偏低;逐1 h气温预报、日最低气温预报准确率在夏季7、8月份预报准确率与其他月份相比较好,日最高气温预报准确率在冬季各月准确率较高;最高气温准确率最高、稳定性最好,采用最优滑动周期法订正后,准确率基本在80~90%;最低气温中西部地区订正后准确率也在70%以上。     

浦江县褐飞虱预测预报模型选择与优化

[目的]探讨更适用于现阶段的褐飞虱预测预报模型。[方法]利用浦江县2001—2016年褐飞虱的观测数据和气象数据,采用传统的逐步回归方法和BP神经网络方法,分别建立了褐飞虱发生高峰期预测预报模型。[结果]逐步回归预测模型选用的建模因子为5月上旬最高温、9月上旬湿度和6月下旬雨量,模型的预测准确率不高;BP神经网络预测模型的建模因子为始见日后40 d的平均温、最高温、最低温、雨量、湿度,模型的预测准确率达99.22%。[结论]该研究结果为今后褐飞虱预测预报模型的选择提供了参考。     

辽沈I型日光温室地温预测模型及数值模拟

[目的]研究温室内地温的动态模型,并在沈阳农业大学园艺学院辽沈I型日光温室中进行检验。[方法]对日光温室的地温进行测试和分析,利用传热学理论,以温室热平衡模型为基础,并运用Matlab软件进行非线形回归,求出该模型的参数,并建立模型。[结果]该模型预测值与实际测定值基本一致。[结论]该模型可较准确地模拟温室内土壤的温度变化特性,是预测土壤温度变化、实现自动化控制的基础。     

线性回归模型在四季大棚小气候预测方面的应用研究

[目的]研究线性回归模型在大棚小气候预测方面的应用情况,为有效调节春、夏、秋、冬季大棚内光照、气温、湿度提供理论依据。[方法]对3种常见结构塑料大棚内外150 cm高度的春、夏、秋、冬季光照、气温、湿度等气象要素进行对比观测、分析,建立预测不同结构大棚气象要素值的数学模型。[结果]单栋、3连栋、6连栋大棚内外150 cm高度光、温、湿三要素均具有较好的线性相关关系,拟合模型在t0.01检验下均达到极显著水平。[结论]该研究可为大棚农产品的优质、高产和稳产栽培提供农业气象服务指导。     

四种典型日光温室性能差异研究

【目的】对Q1、A2、H1、H2四种日光温室不同天气下的气温、地温、湿度、太阳总辐射量、太阳辐射透过率、太阳辐射差值的日变化规律进行研究;并对12月、1月、2月日光温室内外最低温度、地温、湿度、升降温速率进行比较.【方法】采用U12-012温湿度光照度记录仪,使用"五点法"测定温室内室温、地温、湿度、辐射度及透光率.【结果】在日光温室室内日变化中,夜间最低室温由高到低排序为A2,Q1,H2,H1;Q1地温升温最快且温度最高;相对湿度由低到高排序是Q1A2H2H1;Q1透光率最高;Q1总辐射度最高值出现时间最早且持续时间最长;升温速率排序为H2H1Q1A2,降温速度排序为H2H1Q1A2.在日光温室周期性变化中,A2温室平均最低温度最高;四类温室平均地温均在12℃以上,月平均地温排序均为Q1A2H2H1.【结论】兰州市日光温室后土墙厚度应该在178cm左右,下沉深度应控制在50cm以内.     

2014年石嘴山市一次久旱转雪天气过程的数值预报产品能力检验

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）数值预报产品和德国数值预报产品,对宁夏石嘴山市2014年2月4—6日一次久旱转连阴雪天气过程的预报能力进行了对比分析检验。结果表明,此次过程中ECMWF数值预报模式较德国模式的形势场预报准确,随着预报时效的延长,两种模式的预报准确率也均随之降低;从要素预报来看,24、48、72h 700hPa湿度场及850hPa温度场两种模式预报结果均较实况偏差较大,但72h比24、48h预报更接近实况。     

数值模式下的物理量场演变在烟台降水预报中的应用

[目的]了解物理量场预报资料在降水预报中的作用。[方法]通过对比烟台2011年7月2～3日降水预报与降水实况及2011年9月12～15日连续强降水预报与实况,比较日本传真图、欧洲中心、MM5、Grapes、T639等数值预报模式的优缺点。[结果]MICAPS系统可以提供物理量场的实况形势,却不能提供物理量场的未来演变形势,日本传真图、欧洲中心、MM5、Grapes、T639等数值预报模式,可提供物理量场的未来演变形势。[结论]对多次降水过程物理量场的预报形势的对比分析表明,不同高度的垂直速度、温度露点差、相对湿度以及风场演变,能提高烟台降水预报准确率。     

秸秆生物反应堆技术的应用对温室生态环境因子的影响

[目的]研究秸秆生物反应堆技术的应用对温室生态环境因子的影响。[方法]以温室为研究对象,栽培试验和室内测定分析相结合,在玉米秸秆反应堆技术应用过程中,对温室生态环境因子地温、气温及湿度进行跟踪观测。[结果]秸秆生物反应堆使10cm地温提高1.13～1.52℃,20cm地温提高1.71～2.01℃,棚内温度平均提高1.5～2.3℃;应用秸秆生物反应堆的温室较对照温室夜间湿度下降2%～4%,而对白天的室内湿度影响不明显。[结论]秸秆生物反应堆技术,能够明显改善温室的生态环境,解决了日光温室冬季生产地温低的问题,为温室蔬菜增产提供基础保证。