长江中下游地区Venlo型温室空气温湿度以及黄瓜蒸腾速率模拟研究

根据温室能量和质量平衡的物理学原理,建立了一个以温室外气候条件(太阳辐射、温度、湿度、风速等)为驱动变量,以温室结构、温室覆盖材料、温室内作物(高度、叶面积指数)为参数的温室小气候模拟模型,并利用上海Venlo型温室的三季试验数据对模型进行了检验。结果表明：模型能较好地预测中国长江中下游地区Venlo型温室内夏季和冬季空气温度、湿度以及作物蒸腾速率。模型对该地区夏干季节(2001年8月,三伏天)、夏湿季节(2002年6月下旬至7月中旬,梅雨季节)和冬季(2002年1月27日~2月5日)温室内空气温度、湿度以及作物蒸腾速率预测值与实际观测值的决定系数(R²)和标准误(SE)分别为：0.89,0.75,0.52;1.1℃,4.4%,0.040 g·m^-2·s^-1;0.80,0.84,0.77;1.5℃,4.4%,0.018 g·m^-2·s^-1;0.84,0.59,0.73;1.6℃,6.0%,0.012 g·m^-2·s^-1。该研究为进一步探讨温室环境的优化调控提供了理论依据和决策支持。     

长江下游防虫网覆盖塑料大棚内温湿度模拟

为了对防虫网覆盖塑料大棚内空气温度和相对湿度进行预测,该文根据能量平衡和质量平衡原理,建立了以塑料大棚外气象要素（太阳辐射、温度、相对湿度、风速、气压）为驱动变量,以塑料大棚结构（容积、表面积、通风窗面积、棚内地表面积）、覆盖材料（塑料薄膜透光率、防虫网目数）、小白菜（叶宽、叶面积指数）等为参数的塑料大棚内温湿度模拟模型,并根据试验观测资料对模型进行了检验。结果表明：模型能较好地预测长江下游地区防虫网覆盖塑料大棚内温度和相对湿度。模型对该地区夏季晴天、多云天和阴天覆盖防虫网塑料大棚内温度预测值与实测值的决定系数（R2）分别为0.93、0.92和0.87,回归估计标准误差（RMSE）分别为1.3、1.4和0.9℃,相对误差（RE）分别为5.8%、6.5%和4.1%;夏季晴天、多云天和阴天大棚内相对湿度预测值与实测值的R2分别为0.91、0.90和0.89,RMSE分别为4.1%、4.7%和3.2%,RE分别为4.8%、5.6%和3.8%。模型的建立也为防虫网覆盖塑料大棚结构优化和管理提供参考。     

基于监测物料温度的胡萝卜热风干燥相对湿度控制方式

针对热风干燥中,表面易结壳农产品物料阶段降湿干燥中各阶段高湿和低湿保持时间较难确定的问题,该文提出了在干燥介质温度和风速一定时,基于监测物料温度的热风干燥相对湿度控制方式。该控制方式在前期预热阶段保持较高恒定的相对湿度值,使物料迅速升温;中期干燥阶段物料温度保持特定值进行排湿干燥,物料温度有上升趋势时停止排湿使之升温;后期降速干燥阶段,物料保持较高温度值进行排湿干燥。胡萝卜的热风干燥验证试验研究结果表明,预热阶段,相对湿度控制最大偏差为1.0%;中期干燥阶段,物料排湿干燥物料温度保持值逐渐升高,物料温度上升至保持温度的最大误差为0.8℃;在后期干燥阶段,检测湿含量之差小于0.5 g/kg,判定干燥结束相对于称量判定干燥结束终点时间延迟为9 min。该干燥时间相比于前期相对湿度50%后期连续排湿和前期相对湿度50%后期相对湿度20%缩短了19.7%。该文提出了一种基于监测物料温度的热风干燥相对湿度调控策略,控制精度高,延迟时间短,相比于前期高湿后期低湿的干燥工艺能显著缩短干燥时间,提高干燥效率。     

温湿度条件与凯特杧两性花百分率关系的研究

为探索温湿度条件与杜果两性花百分率的关系，以“凯特杜”为研究对象，以两性花百分率为方程依变量，55个温湿度因子为自变量，应用数理统计方法分析了两者的相关关系。结果表明：“凯特柱”是两性花百分率较高的品种，随花期延后，温度增高，两性花百分率提高；花器官主要分化期自开花前30d开始至花前1d结束；两性花百分率受花器官主要分化期日均高温、日均温、日均低温和日积温的影响，四者的影响规律相似。花前21～30d、11～15d、1～5d的日均高温、日均温、日均低温、日积温以及花前6～１０d的日均温、日均低温、日积温与两性花百分率为直线相关，随温度增高，两性花百分率提高；花前16～20d的日均高温、日均温、日均低温、日积温以及花前6～１０d的日均高温与两性花百分率为多项式线性相关，温度由低升高两性花百分率提高，但超过一定温度则降低。花器官主要分化期全程的日均空气湿度均对两性花百分率有影响，但最敏感时期为花前11～20d。由此认为，“凯特杜”小花子房退化与花器官主要分化期所处的温湿度环境密切相关，适当高的温湿度有利于子房的发育和两性花百分率的提高。     

温湿度条件与凯特两性花百分率关系的研究

为探索温湿度条件与果两性花百分率的关系,以"凯特"为研究对象,以两性花百分率为方程依变量,55个温湿度因子为自变量,应用数理统计方法分析了两者的相关关系。结果表明:"凯特"是两性花百分率较高的品种,随花期延后,温度增高,两性花百分率提高;花器官主要分化期自开花前30d开始至花前1d结束;两性花百分率受花器官主要分化期日均高温、日均温、日均低温和日积温的影响,四者的影响规律相似。花前21~30d、11~15d、1~5d的日均高温、日均温、日均低温、日积温以及花前6~10d的日均温、日均低温、日积温与两性花百分率为直线相关,随温度增高,两性花百分率提高;花前16~20d的日均高温、日均温、日均低温、日积温以及花前6~10d的日均高温与两性花百分率为多项式线性相关,温度由低升高两性花百分率提高,但超过一定温度则降低。花器官主要分化期全程的日均空气湿度均对两性花百分率有影响,但最敏感时期为花前11~20d。由此认为,"凯特"小花子房退化与花器官主要分化期所处的温湿度环境密切相关,适当高的温湿度有利于子房的发育和两性花百分率的提高。     

涝渍胁迫与大气温、湿度对棉花产量的影响分析

在多雨湿润地区，涝渍胁迫与大气温、湿度共同影响作物。研究发现：作物相对产量与涝渍胁迫指标和降渍过程的大气温、湿度指标之间有密切的相关关系，其中，涝对作物的影响是第一位的；作物关键生育期受单过程涝渍胁迫时，涝后10 d内不出现高温，渍对作物的影响居第二位，出现高温天气（日最高气温不低于35℃），则渍的影响小于高温天气的影响；在多个涝渍过程连续发生的条件下，涝后10 d内日最高气温≥35℃的天数对产量的影响大于地下水埋深小于80 cm的累积作用时间对产量的影响。     

玉米粮堆霉变发热过程中的温湿度场变化规律研究

为模拟储粮粮堆局部含水率偏高引起的霉变发热现象,进而研究此现象中温、湿度场的变化规律,该文在试验仓内湿基含水率14.0%的玉米粮堆中心加入湿基含水率18.2%的玉米,在30℃室内储藏40 d。试验粮堆由于霉变引起自发热。试验过程中,通过计算玉米粮堆中垂面内高温区和高湿区的面积变化,从而揭示玉米粮堆霉变发热过程中温、湿度场的变化规律。试验结果表明,粮堆中垂面高湿区面积缓慢扩大,高温区面积开始扩大缓慢,但在与周围粮温最高温差升至3.7℃后,面积扩大速率加快,且高温区与高湿区面积的当量半径r与温度差?T成正比,此正比关系经过了粮库浅圆仓的验证。这为进一步定量分析粮食仓储过程中的高温区和高湿区扩散提供了依据。     

低温高湿变温解冻库的研制与应用

为解决现有冻肉解冻库解冻速率慢、营养流失大、解冻过程氧化劣变严重等问题,研制了一种新型的低温高湿变温解冻库,该解冻库由绝热库体、蒸汽加热加湿系统、变频制冷系统和控制系统组成。通过各系统的协调运作,使库内温度始终维持在2~8℃,相对湿度始终保持在90%以上,从而实现冻肉解冻过程中的有效保鲜。同时通过低温高湿变温解冻库解冻20 t冷冻牛肉的加热负荷、制冷负荷、加湿蒸汽量及总蒸汽量等工艺参数的优化计算,研制出用于冷冻肉解冻的20 t低温高湿变温解冻库,并进行了生产验证试验,比较分析了该解冻库与常规4℃解冻库对解冻牛肉品质的影响。结果表明,该低温高湿变温解冻库解冻入库平均温度为-18℃的20 t冷冻牛肉耗时约12 h,加热负荷为95.94 kW,制冷负荷为18.77 kW,加湿蒸汽量为8.78 g/s,需要总蒸汽量为49.19 g/s;与常规4℃解冻库相比,低温高湿变温解冻库解冻汁液流失率、汁液蛋白含量及解冻牛肉蒸煮损失率分别显著降低了44.17%,21.61%及20.30%,解冻牛肉肌红蛋白含量显著增加了41.04%,高铁肌红蛋白含量显著降低了58.69%,硬度及咀嚼性分别显著增加了39.86 N及15.11 N,实现了冷冻牛肉的保鲜解冻。该研究为低温高湿变温解冻库的研制提供了参考,有利于解决冷冻肉解冻过程中的品质劣变问题。     

北京钢结构组合式种子仓房夏季温湿度环境测试分析

该文研究了北京地区钢结构组合式种子仓房夏季的温湿度及其分布。测试期间，仓外最高气温36.6℃，仓内最高平均空气温度为27.4℃，种堆最高平均温度为25.8℃，仓内外最高空气温差达到9.2℃，仓内空气与种堆最高温差1.6℃；种堆上层温度高于下层温度，但温度梯度较小，最大温差为0.5℃；种堆最高相对湿度为62%，表明该类型仓房内的温湿度条件能满足玉米、小麦等种子贮藏条件。仓房南墙内外墙体表面的最高温度差20.4℃，仓房北墙最高热流量为67.0 W/m²，南墙最高热流量为120.5 W/m²，表明该仓房墙壁密封性能较好。最后对仓房管理和需要进一步研究的方向提出了建议。     

基于控温控湿的沙棘红外联合热风干燥均匀性与工艺

新鲜沙棘含水率高且易腐烂变质,干燥是延长货架期的重要方式之一。针对现有沙棘热风干燥周期长、品质差、能耗高等问题,该研究基于控温控湿设计了一种红外联合热风干燥装置,并对装置的气流分配室结构进行了优化,设计了一种圆柱形扰流板和方形挡风板,利用数值模拟软件COMSOL对干燥装置中速度场、温度场和湿度场进行了模拟,结果表明通过增加半圆柱扰流板能够改变干燥层间气流量,解决干燥不均匀性问题;借助增设扰流板能够提高气流速度,利用自由流区域高温低湿干燥介质的干燥能力,防止干燥层内不同区域出现干燥不均匀的现象。优化后的干燥室结构将5个干燥层间的最大速度偏差比显著降低。以沙棘为研究对象对干燥工艺进行了试验研究。结果表明,不同干燥温度对沙棘控温控湿红外联合热风干燥时间有显著影响,干燥水分比随干燥时间的增加呈现指数下降趋势。基于层次分析法得到各干燥特性和干燥品质权重,采用综合评价方法得到不同干燥温度下75℃干燥条件综合评分最高。不同介质湿度干燥条件下,当介质湿度为10%干燥时,干燥所需能耗最低,干燥后沙棘复水比最高,具有最高的维生素C(vitamin C,Vc)保留率和总黄酮含量,综合评分最高。40%介质湿度...     

人工气候箱温湿度模糊控制

针对人工气候箱中温度控制、湿度控制的模型参数不确定及参数变化以及大滞后、强耦合特性,提出一种温湿度模糊控制及模糊解耦方法来进行控制。该方法不需要系统精确的模型,可以克服对象的大滞后和强耦合特性问题。文章给出了系统实现电路及仿真试验结果,试验结果表明该方法控制精度高、响应快,能够满足人工气候箱温湿度控制的要求,实际应用可以达到温度差±0.5℃的控制精度。     

基于高斯过程混合模型的大气温湿度预测

温湿度预测在国民经济各领域有重要作用,实现温湿度精准预测可有效提高农业生产及保障行人安全,室内温湿度预测有助于植物健康生长,减少经济损失;室外温湿度预测对行人安全及航空等科研起保障作用。针对现有温湿度预测效果不佳且不能实现多模态预测,该文采用高斯过程混合(gaussian process mixture,GPM)模型进行大气温湿度多模态预测。另外为了提升模型学习效率,给GPM模型提出了的一种隐变量后验硬划分迭代学习算法。该算法采用一种新的近似策略,利用最大后验估计不断矫正样本划分,借助迭代学习实现样本最优分组。在用自相关函数和最大Lyapunov指数等解析评价温湿度序列基础上,将GPM模型与核回归(kernel-regression,K-R)、最小最大概率机回归(minimax probability machine regression,MPMR)、线性回归(linear-regression,L-R)、高斯过程(gaussian process,GP)等传统预测模型进行比较。结果表明GPM不仅能够实现多模态预测,而且预测准确率要明显优于其它传统模型。最终湿度预测最优结果RMSE=0.062 0、R~2=0.936 2,训练耗时为113.417 5 s;温度预测最优结果 RMSE=0.042 6、R~2=0.966 6,训练耗时为90.0049 s。由于GPM为无环境因子输入模型,因此该文的研究不仅对大气温湿度预测有促进作用,同时对室内及固体表面温湿度预测具有一定借鉴价值。     

冠层温度-气温差与作物水分亏缺关系的研究

试验研究了冬小麦在不同土壤水分条件下拔节～抽穗期冠层温度-气温差变化规律及其随作物生长发育期的变化状况。结果表明,作物在充分供水条件下冠层温度-气温差变化较平缓;缺水时变化较大。冠层温度-气温差随作物生长发育期的变化趋势为低水分处理高于高水分处理。冠层温度-气温差可较合理反映土壤水分变化状况和作物水分亏缺程度。     

恒温下相对湿度对果蔬热风干燥特性和品质的影响及调控

相对湿度作为干燥介质的重要参数,对干燥热质传质过程和干燥品质具有显著影响。但由于相对湿度对干燥过程的影响机理及优化调控机制尚不明确,导致相对湿度的调控方式多依靠经验,造成干燥效率低、品质差、能耗高等问题。对于传质过程,降低相对湿度能够增大对流传质系数,加快物料表面水分蒸发;而对于传热过程,升高相对湿度能够增大对流传热系数,加快物料升温速率。相对湿度较高时,物料升温速率快,内部水分迁移量增大,但表面水分蒸发量较小;而当相对湿度较低时,物料升温速率较慢,内部水分迁移量较小,但表面水分蒸发量较大。相对传热和传质过程的影响此消彼长,互相耦合。高相对湿度主要体现为对传热过程的影响,低相对湿度主要体现为对传质过程的影响。高相对湿度能够抑制物料表面的结壳,并能够提高复水性,降低收缩率。阶段降湿及多阶段降湿干燥方式下物料表面形成和保持了蜂窝状多孔结构,能够提高干燥效率和品质。基于监测物料温度的相对湿度调控方式被验证为较忧的相对湿度控制方式。阶段降湿干燥方式适用性的实质为：干燥过程中所体现出的对流传热热阻和内部导热热阻的相对大小,及对流传质阻力和内部传质阻力的相对大小,不同干燥条件和物料种类、厚度会影响以上传热传质阻力的大小,从而呈现出不同适应性的结果。当阶段降湿干燥过程中传热毕渥数>1且传热毕渥数>0.1时,说明阶段降湿干燥过程适用于此物料的干燥。该文综合论述了相对湿度对果蔬热风干燥过程中热质传递及干燥品质的影响,优化调控策略及适用性范围4个方面内容,明确了果蔬热风干燥过程中相对湿度的影响机理,为相对湿度的优化调控提供理论依据和技术支持。     

基于温湿度与遥感植被指数的冬小麦赤霉病估测

为明晰江淮区域大田冬小麦赤霉病的发生特征,建立冬小麦赤霉病遥感估测模型,该文分析了冬小麦赤霉病病情指数与气候因素(不同时间尺度日均气温和日均空气相对湿度)、生长参数(生物量、叶面积指数和叶片叶绿素含量)和光谱信息(NDVI、RVI和DVI)之间的互作关系。结果表明:1)不同时间尺度日均气温之间存在较好相关性,5日均气温与冬小麦赤霉病病情指数间的相关系数最大为0.77。与日均气温相类似,不同时间尺度日均空气相对湿度之间也存在不同程度的相关性,5日均空气相对湿度与赤霉病病情指数间的相关性最大,其相关性高于5日均气温。2)冬小麦生物量、叶面积指数和叶片叶绿素含量与赤霉病病情指数之间均呈线性正相关关系,且均达到显著水平,说明冬小麦群体密度大、郁闭程度高以及长势过旺是赤霉病易发的主要农学诱因。3)遥感植被指数NDVI(normalized difference vegetation index)、RVI(ratio vegetation index)和DVI(difference vegetation index)分别与冬小麦叶面积指数、生物量和叶片叶绿素含量之间有较好相关性,可以利用NDVI、RVI和DVI分别替换叶面积指数、生物量和叶片叶绿素含量参与建模。4)综合5日均气温、5日均空气相对湿度、NDVI、RVI和DVI 5个敏感因子,构建基于温湿度与遥感植被指数的冬小麦赤霉病病情指数估测模型,模型的估测值与实测值较为一致,RMSE为5.3%,相对误差为9.54%。说明本研究所建立的估测模型可以实现对冬小麦始花期赤霉病的有效估测,该研究可为江淮区域冬小麦生产中防病减灾的信息获取提供方法参考。     

无纺布覆盖水平沟对土壤温湿度的影响(简报)

黄土高原地区水土流失严重,其中水分缺乏是制约植被成活和生长的主要因子.为了探讨新型土工材料无纺布在水土保持中的作用,采用单因素对比试验,设置3个处理,1个对照,在树木生长期内,在兰州市北山进行了不同厚度的无纺布覆盖水平沟处理和无覆盖对照处理下土壤温度和湿度的研究.结果表明:无纺布覆盖对土壤有一定的保温作用,可以调节土壤温度,缓解土壤温度的变幅,减小温度日较差,其中500 g/m2无纺布覆盖效果最好;无纺布有细密孔眼,覆盖水平沟后充分利用了天然降雨,能提高土壤水分,覆盖较对照可以不同程度地提高土壤含水率.其中400 g/m2无纺布覆盖与对照有显著性差异,不同厚度的无纺布覆盖处理之间没有表现出显著性差异.无纺布覆盖进行水平沟造林能达到保温和节水作用,促进植被生长,对黄土高原地区坡地造林和荒山绿化具有较好的推广应用价值和实际意义.     

集中通风式分娩母猪舍温湿度数值模拟与试验验证

为研究集中通风式猪舍温湿度场的分布规律,利用计算流体力学技术,对云南省某规模猪场的地沟进风、中央排风式分娩母猪舍进行温湿度场耦合模拟研究,并通过试验进行验证。本研究采用四面体非结构网格进行网格划分,运用重整化群RNG k-ε湍流模型进行稳态模拟,通过实测值与模拟值的对比,对模型进行验证。研究结果表明,温度模拟值与实测值最大差值不超过4 ℃,平均相对误差为6.5%;相对湿度模拟值与实测值最大差值不超过10%RH,平均相对误差为7.3%,验证了模型的准确性。温度、相对湿度和风速在垂直高度上的分布差异较大,温度随着垂直高度的增加而增加,且温度梯度逐渐增大;相对湿度随着垂直高度的增加而减小;而风速则随着垂直高度的增加而逐渐减小。本研究揭示了集中通风式分娩母猪舍的温湿度场分布规律,并为分娩舍温湿度场的优化提供参考。     

相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中水分迁移和蒸发的影响

为揭示相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中内部水分迁移和表面水分蒸发的影响,以及物料表面结壳的成因,该研究在干燥温度60 ℃、风速3.0 m/s时,研究了恒定相对湿度（relative humidity,RH）（20%、30%、40%和50%）、第一阶RH 50%保持不同时间（10、30、60和90 min）而后降为20%,以及基于物料温度自动控制相对湿度干燥条件下的内部水分迁移量（D）、表面水分蒸发量（E）、表面水分累积量（Q）、物料微观结构和复水率。结果表明,恒定RH干燥条件下,D随干燥时间逐渐增大而后趋于稳定,E随干燥时间逐渐增大而后降低。RH越高,物料升温速率越快,D越大;RH越低,E越大。RH为20%、30%和40%时,Q=0的时间分别为1.11、1.36和1.70 h,并在此时刻之后物料表面出现明显结壳现象,且RH越大,出现结壳时机越晚;RH为50%时未出现Q<0,可能未出现明显的结壳现象。Q>0时,干燥速率与Q值变化趋势一致;Q<0时,对应干燥速率减小。RH为50%保持30 min后降为20%时,Q=0的时间为1.39 h,相对于RH 20%的干燥条件能够提高物料温度和内部水分迁移速率,延迟结壳发生的时机,干燥时间缩短了18.5%。自动控湿干燥条件下,Q在0～0.25 h内迅速增大,对应干燥速率迅速升高。在0.25～0.50 h内逐渐下降,在0.78～2.00 h内,Q值共出现3个零点,且在Q=0处上下波动。此RH调控方式使得内部迁移至表面的水分会及时蒸发,并未在表面产生积累,对应物料温度呈现出阶梯上升的变化趋势,延缓了结壳出现时间,保留了较多的水分迁移孔道,干燥时间最短,为6.1 h,复水比最高为(4.39±0.07) g/g,收缩率最低为28.55%±1.71%,为最优的阶段降湿干燥方式。研究结果对于分析水分的内部迁移和表面蒸发过程,表面结壳的成因及优化调控相对湿度控制方式提供了理论依据和技术支持。     

不同灌溉方式对巨型塑料大棚环境因子的影响

为探讨灌溉方式对巨型塑料大棚环境因子的影响,采用膜下滴灌、膜下沟灌、裸露沟灌3种处理,研究了不同灌溉方式对棚内空气相对湿度、结露时间、土壤水分、棚内气温以及地温的综合效应。测试结果表明：与裸露沟灌相比,膜下沟灌、膜下滴灌均可降低棚内的相对湿度,其中膜下滴灌的降湿效果优于膜下沟灌;不同时刻、不同天气下的降湿效果不同,表现为白天的降湿效果优于夜晚,晴天的降湿效果好于阴天;膜下滴灌与膜下沟灌可以降低棚内的结露时间,提升棚内的气温与10cm地温,增加土壤含水量。     

鄂尔多斯盆地海流兔河流域叶面积指数的时空变化及其与气象因子的关系

[目的]对海流兔河流域的叶面积指数(LAI)进行时间空间分析,并对比几种不同气象因子之间的关系,确定叶面积指数的时空变化及其与气象因子的关系,为该区能源的合理开发与生态环境保护提供理论依据。[方法]基于MODIS影像数据,利用线性回归法分析海流兔河流域叶面积指数的时间与空间变化趋势,并对LAI与不同气象因子进行相关性分析。[结果]90.87%的研究区域LAI值处于不断上升的趋势,仅有8.77%的区域不断降低,区域年平均LAI值增量达到0.002 2/a。[结论]流域内植被生长发育状况逐年改善。自然条件下降水量的对植被的生长发育状况影响最大,平均温度与相对湿度与叶面积指数相关性非常小,对海流兔河流域植被生长影响较小。