电热温床气象效应的研究

<正> 近几年我国应用电热温床育苗发展十分迅速。国内许多单位的研究和生产示范都已证明了电热温床能有效地解决早春育苗地温低的矛盾,因而使育苗天数比常规育苗法缩短25～30％,能耗降低20～30％,同时提高了秧苗质量及壮苗百分率,平均每亩增产率可达20％左右。但是电热温床的温度变化规律,电热温床的功率选定,温度和用电量的关系等是生产上迫切需要解决的问题,为了更有效地应用电热温床育苗,进一步降低育     

电热温床育苗气温与地温怎样配合最经济

应用电热温床育苗近几年发展很快.因为它有效地解决了早春育苗地温不足的矛盾.从而使育苗时间缩短,育苗成本降低.但是,由于植物生长受气温影响,气温对电热温床的用电量又有很大影响。所以气温与地温必须很好的配合,才能更有效地缩短育苗天数又比较省电.这是目前大量推广应用电热温床育苗必须十分注意的问题.     

1961～2012年银川浅层地温变化及其对气候变化的响应

利用银川市1961～2012年逐月平均气温和逐月0～20 cm浅层地温资料,采用统计学和功率谱分析等方法分析了过去52年银川市浅层地温的变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)1961～2012年银川市各层年平均地温均呈显著升高趋势,其中0 cm地温升温速率最大,为(0.477±0.126)℃(10 a)^-1(95%置信区间,下同),10 cm地温升温速率最小,变化速率为(0.395±0.117)℃(10 a)^-1;(2)1961年以来银川各层年与季平均地温多以2～4 a周期为主,其周期可能受海气相互作用及平流层准2 a震荡的影响;(3)银川浅层地温对气温变化极为敏感,年平均气温每升高1℃,相当于0 cm、5 cm、10 cm和20 cm年平均地温分别升高(1.095±0.154)℃、(0.970±0.169)℃、(0.911±0.159)℃和(0.945±0.173)℃。     

大跨度外保温型塑料大棚小气候环境测试

为探明大跨度外保温型塑料大棚内部的小气候环境,有效利用该大棚进行生产,周年监测了大棚内外的温度、相对湿度和光照环境,并对其环境调控效果进行分析。结果表明:大跨度外保温型塑料大棚冬季保温性能良好,地温高且稳定,在河南驻马店地区1月平均室内气温为10.9℃,平均室内地温12.7℃。室内最低气温6.8℃,室内最低地温12.3℃,分别较露地高8.9℃和9.5℃。夏季棚内气温和地温均高于露地,但气温高出幅度较小。棚内晴天、透光率为51.8%～67.5%,受位于棚顶保温被卷的影响,白天棚内存在一条2.0～3.5m宽的移动阴影带。棚内相对湿度大,11月-翌年2月期间,白天和夜间棚内相对湿度均接近饱和。在驻马店地区,大跨度外保温型塑料大棚能基本满足喜温类果菜所需的环境条件,可用于喜温类果菜的周年生产,具有推广应用价值。     

地面温度与气温关系的统计分析

运用气象统计学和气候学的原理和方法 ,分析北京市海淀地面气象观测站 195 5～ 1999年的逐日平均气温资料和 1981～ 1999年逐日地面温度资料 ,建立了以气温为基础的地温预测模型 ,并探索地气温差的年变化规律。结果表明 :夏半年地面平均温度高于气温 ,冬半年相反 ;农作物生长季 (3～ 10月 )平均地气温差为 2 0℃ ,年平均地气温差 0 9℃ ;地气温差 6月中旬最大 ,为 4 9℃ ,12月下旬最小 ,为 - 2 7℃ ,与辐射的最大值及最小值出现时间基本一致。用地温预测模型估算 1999年作物生长季逐日地温 ,相对误差 <2 9%。     

近40年青海浅层地温的变化特征

利用1971-2010年青海25个观测站5-20cm土层的逐月平均地温资料,采用气候统计诊断分析方法,对近40a青海年、季平均地温的气候变化趋势及突变特点进行研究.结果表明,近40a青海5-20cm土层年平均地温呈上升趋势,大柴旦升温幅度最大,为0.79℃/10a(P ＜0.01).5、10、15、20cm 4个土层年平均地温均呈上升趋势,升幅最大值为0.77～0.82℃/10a(P＜0.01),均以大柴旦升温幅度最大,10cm土层自1981年以来增温尤为明显.近40a四季平均浅层地温均呈上升趋势,增幅为0.30 ～0.53℃/10a(P ＜0.05),以夏季增幅最大,冬季最小.1971-2010年大部站点各层在1997年发生了气候突变,浅层地温与地表温度和气温均呈明显的正相关,气温、地表温度的显著升高在很大程度上解释了浅层地温呈明显升高趋势的原因.研究结果对合理利用气候资源,调整农作物种植结构并合理安排农业生产布局具有参考价值.     

主动式太阳能集热/土壤蓄热塑料大棚增温系统及效果

试验研究了一套主动式太阳能塑料大棚增温系统。它以空气为载热介质,土壤为蓄热介质,白天利用太阳能空气集热器加热空气,由风机把热空气抽入地下,通过地下管道与土壤的热交换,将热量传给土壤储存。夜间热量缓慢上升至地表,从而使土壤保持恒温。经过连续4 d的加温试验得出：与利用自然辐照的对比温室相比,主动式太阳能塑料大棚的夜间气温平均升高3.8℃,地温平均升高2.3℃,系统蓄热量可达228.9～319.1 MJ。试验结果证明,这种结合太阳能空气集热器和土壤蓄热的塑料大棚增温系统,能有效地提高棚内的气温和地温,具有良好的发展前景。     

黑龙江西部浅沟覆膜种植模式在玉米苗期的增温特性

2018年5−6月在黑龙江省玉米主产区的富裕县,通过设置玉米大垄双行浅沟覆膜种植模式（FM）和裸地（CK）对比试验,对两种模式的地下5cm表层土壤温度和地上5cm近地表气温进行24h连续观测,分析比较两种模式下的温度变化及差异,并进一步评价浅沟覆膜种植模式的增温特性和优势。结果表明：浅沟覆膜种植模式相比裸地有显著的增温效应。增温主要在玉米种子萌发、出苗和幼苗生长前期,即破膜放风前,表层地温和近地表气温分别显著提高2.8℃和6.1℃。白天和夜间温度均有升高,增温作用白天大于夜间。在幼苗生长后期,即破膜放风后,表层地温和近地表气温略有下降,但降温主要在白天,夜间增温作用明显,温度日较差平均减小3～4℃。覆膜时段表层地温和近地表气温的日最低温度表现为一致增温,表层地温的最低温度显著升高2.0℃。浅沟覆膜种植模式较裸地积温增加35%,约提早生育期8d。研究结果表明浅沟覆膜种植模式在玉米出苗及幼苗生长期增温效果明显,能够减轻玉米苗期低温、大风等灾害的影响,可以为提高玉米对热量资源的利用率、科学引种和优化种植结构等提供依据。该模式全程机器作业,操作容易,便于大范围推广,在黑龙江省乃至东北地区寒地玉米生产中具有广阔的应用前景。     

近49年德州浅层地温的变化特征分析

采用德州气象站1961-2009年0-20cm各层逐月平均地温、降水量和平均气温,研究了近49a德州浅层平均地温的变化特征及与降水和气温的关系。用九点二次平滑技术来滤除要素序列的年代际变化趋势。结果表明:浅层各季节平均地温均呈升高趋势,升温速率为0.22～0.485℃/10a,春季和秋季最大,夏季最小;各层年平均地温20世纪60年代-90年代中期为偏冷阶段,90年代中后期至今为偏暖阶段;气温升高及降水减少是影响地温上升的主要原因。研究结果对于合理利用气候资源,适当调整种植区划和合理安排农业生产布局具有参考价值。     

四川盆地夏季鱼塘水温变化特征及预报

基于四川盆地南部富顺县水产养殖气象服务试验基地2017−2019年水温资料和同步气温资料,分析鱼塘夏季（6−8月）不同时间尺度上各层水温最高时段特征;以预报某日气温、前1日气温和水温作为预报因子,采用逐步回归分析建立夏季典型晴天状况下鱼塘各层平均水温、最高水温预报模型,并对模型预报效果进行检验。结果表明：夏季日内各层水温最高值出现在18：00−19：00,较气温滞后1～3h;水温≥32℃的时段主要集中在16：00−22：00,该时段内10、50和100cm深处水层逐时平均水温分别在32.9～33.1℃、32.6～32.7℃和32.1～32.3℃。夏季各层水温随气温呈波动上升趋势,水温最高值均出现在7月下旬;水温≥32℃的日数平均为23d,主要出现在7月下旬−8月中旬,该时段内10、50和100cm水层逐日平均水温分别在28.5～34.4℃、28.2～34.1℃和27.9～33.9℃。通过2017−2018年回带检验和2019年预报检验,模型预报平均绝对误差在0.3～0.8℃,平均相对误差在2.6%以内,预报效果较好,能较好地应用于夏季鱼塘水温预报。     

巨型塑料大棚温度性能研究

通过对巨型大棚温度因子的观测,揭示巨型大棚温度因子变化规律,从而为巨型大棚温度调控及生产管理提供科学依据。分析结果显示：巨型大棚内11月下旬日平均气温和10 cm地温分别为10.3℃和10.6℃,3月上旬日平均气温和10 cm地温可回升至12.6℃和9.7℃。与常规大棚相比,晴天日平均气温可提高0.7℃,日温差降低2.7℃;巨型大棚加盖简易的内保温幕可提高气温和地温,其提温范围在1-2℃。     

墙体高度对日光温室内夜间气温的影响

试验对墙体高度分别为1.26 m、0.96 m、0.66 m、0.36 m的4个温室模型内夜间气温进行了测试, 并通过逐步减少或排除空气蓄热、土壤蓄放热几组试验, 研究了墙体高度对日光温室夜间气温的影响.结果表明, 墙体高度对温室夜间温度能够产生明显影响, 随墙体高度增加, 温室夜间温度提高, 墙体高度为1.26 m的温室夜间平均温度较0.36 m的温室提高1.2～1.8 ℃; 对夜间温度相对变化速率分析结果证实, 温室墙体高度增加, 夜间降温速度减慢; 墙体高度与室内夜间温度相关分析表明, 墙体面积/总表面积的比值每增加0.1, 温室内夜间平均温度提高0.5 ℃左右.故随墙体高度增加, 温室保温性改善.     

淮北南部区地温变化及其对气温变化的响应

利用五道沟实验站1964～2018年55年实测地温及气温资料,采用线性倾向估计、MK检验、SR检验和累积距平,系统分析该区域地温的时间演变规律及对气温变化的响应。结果表明:20世纪80年代至今,浅层地温的年代变化一致,呈逐年代升高趋势,深层地温的年代变化存在差异,呈波动式上升,且上升幅度小于浅层地温;不同季节地温的变化趋势性存在差异,0～160 cm地温春、冬季显著上升,夏季除5 cm深处外显著下降,秋季只有80 cm、160 cm深处地温呈显著下降趋势,320 cm深处地温春、冬季下降趋势非常显著,夏、秋季无明显趋势;不同深度、不同季节地温对气温变化的响应存在差异,0～80 cm地温对气温变化的响应较敏感,320 cm地温不受气温变化的影响,春、冬季地温对气温变化的响应较为敏感,而夏、秋季则不敏感。     

南方温室内空气循环式蓄热除湿系统的保温效果

为探索南方温室内空气循环式蓄热除湿系统的保温效果,设置了空气循环式冷凝除湿（冷凝处理）、土壤地面地膜覆盖降湿（覆盖处理）和普通换气除湿（对照）三种处理,观测了不同条件下温室内的气温和地温变化数据。结果表明：在晴天除湿系统运行期间,冷凝处理温室内下层气温明显比对照和覆盖处理的高,分别高0．9—2．7℃和0．2～1．7℃;在阴雨天（不启动除湿系统）,冷凝处理温室内各层的气温均高于或等于对照和覆盖。典型晴天,冷凝处理的5cm、10cm、15cm、20cm地温比对照分别高1．0～2．1℃、1．0～1．5℃、1．2～1．5℃、1．4～1．6℃。全年气温最低的1月份,冷凝处理温室下层的日平均气温均高于对照和覆盖,分别高0．1～2．3℃和0．1～1．5℃,其中高于0．5℃以上的天数分别为17d和18d。说明在南方地区冬季,空气循环式冷凝除湿系统具有明显的保温效果。     

日光温室空气余热热泵加温系统应用效果

中国日光温室是低碳节能设施结构类型的代表,但昼夜能量分布极不平衡,白天室内热量富余,而夜间低温高湿,冷害、病虫害时有发生。为实现日光温室内热量在时间、空间上的转移,以提高空气热能利用效率,提升日光温室抵御低温能力,设计了一套日光温室空气余热热泵加温系统。白天适时运行系统,将日光温室内富余空气热能泵取并储存于蓄热水池中;夜间室内气温较低时,首先开启风机和水泵,以对流换热方式通过表冷器直接散热;当蓄热水池水温降至一定温度,逆向运行热泵系统强制放热;此外,在连阴天及极端低温天气条件下,可开启风机与翅片式电加热对温室进行应急加温。对加温系统的应用效果进行试验,试验结果表明：与对照温室相比,系统运行期间,试验温室夜间平均气温高出2.8～4.4℃,相对湿度降低8.0%～11.5%;白天平均气温降低3.7～5.2℃,相对湿度降低12.3%～16.5%。系统不仅夜间加温、降湿效果显著,同时白天降温、除湿效果显著。系统白天集热功率为12.5～16.4 kW,制热性能系数为3.3～4.2;夜间表冷器散热阶段系统放热功率为9.3～10.3 kW,性能系数为6.6～7.4;逆向运行热泵强制放热阶段系统性能系数为3.8～4.1。加温周期内系统集、放热过程始终处于制热工况,整体性能系数达2.7,节能效果显著。该研究为日光温室夜间节能加温提供了新思路。     

科尔沁沙地乌兰敖都地区最高和最低气温的变化趋势

利用线性趋势分析方法初步分析了近25 a(1981-2005年)乌兰敖都地区逐月平均气温、平均最高气温、平均最低气温、02时平均气温、14时平均气温5个气温序列的变化趋势和特征。结果表明:近25 a来乌兰敖都地区的5个气温序列均呈非连续的增加趋势;平均最高气温线性增加率最高(0.78℃/10 a),是平均最低气温线性增加率(0.14℃/10 a)的5.6倍;平均最高气温、平均最低气温各季均为升高趋势;春季增温最明显,秋、夏、冬季的增温程度依次减小;白天气温增加幅度高于夜间,表现出明显的不对称性。     

地-气温差的模拟与地温估算研究

利用谐波分析方法模拟了河南各地月平均地－气温差的年变化。结果表明：2－10月（植物生长期）的地－气温差均大于1.0℃；大部分地区月平均地－气温差年变化为双峰，最高值出现在6月，次高值出现在8月。由于12个月周期的拟合度占总拟合度的90％以上，故用这一单波估算地－气温差和地温是非常精确的。     

华北五省区日光温室微气候环境调查与评价

连续两年对华北五省区(北京、天津、河北、山东、山西)日光温室的微气候进行测试,经分析对比,选用日平均气温、日最高气温、日最低气温、夜间日平均气温、夜间室内外日平均温差、日最低气温≤8℃的日数、白昼相对湿度和夜间相对湿度8个指标来分析评价日光温室的热环境性能,并明确给出各指标的定义。结果表明:8项指标可真实反映日光温室的热性能状况。华北地区日光温室室内日平均气温为10~15℃,日最高气温20~30℃,日最低气温5~10℃,夜间平均气温5~10℃,夜间室内外温差15~20℃,白昼相对湿度60%~80%,夜间相对湿度99%。华北地区室内高湿及夜间温度偏低问题仍十分突出。综合各项指标,山东日光温室的室内环境性能相对较优。研究结果对了解华北地区各类典型日光温室环境性能并确定统一的温室热环境评价指标,增强不同地区温室间热性能的可比性具有实际意义。     

石羊河流域中下游浅层地温变化特征及其对气温变化的响应

为了合理指导农业生产、保护生态环境以及揭示地温对气候变化的响应程度。利用石羊河流域中游（武威）和下游（民勤）气象站1961～2013年日浅层地温（0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm）及年气温观测资料,采用气候统计学分析方法,对石羊河流域中、下游浅层地温时间演变和极值特征以及其与气温的关系进行了系统分析。结果表明：石羊河流域中、下游年代、年浅层地温呈显著上升趋势,气候倾向率均通过了α=0.01显著性水平检验。年浅层地温的时间序列均存在着4～6 a的准周期变化,并发生了突变。各季节浅层地温也呈上升趋势,气候倾向率为：春季＞夏季＞秋季＞冬季,浅层地温的月变化比较一致,7月为一个明显高峰,1月为一个明显低谷。石羊河流域中、下游年平均气温呈显著升高趋势,年浅层地温与年气温呈极显著正相关,其相关系数均通过了α=0.001显著性水平检验。中、下游年气温与年浅层地温具有相同的周期变化,气温的年变化对浅层地温的年变化具有显著正作用,浅层地温的升高可能是对气温升高的响应。     

作物春季播种期土壤温湿因子的分析及预测研究——以内蒙古河套灌区为例

以改进本地作物播种期土壤含水量和耕层地温的预报服务及提升农业生产安排决策能力为目的。利用内蒙古河套灌区1980~2011年年春季和作物播种期间气温、降水、风速、地温、土壤相对湿度等资料,采用相关分析、回归分析、Mann-Kendall趋势检验等方法 ,在土壤温湿因子诊断分析基础上,建立不同层次逐日土壤温度和逐旬相对湿度预报模型。结果表明:1980年以来河套灌区大部地区春播期平均土壤相对湿度在0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层均呈下降趋势,影响的主要因子依次为前一旬土壤相对湿度、当旬的平均气温和降水量;河套灌区气温及0 cm、5 cm和10 cm地温变化趋势相同,均呈现上升的趋势,影响的主要因子为平均气温和平均风速;建立了各层土壤相对湿度预测模型84个和各层地温预测模型36个,均通过信度检验(P≤0.05);土壤相对湿度模型回代和预报检验准确率分别大于85%和80%,有的甚至超过90%;地温模型回代检验平均误差为1.9~2.3℃,2011、2012年预报检验平均误差为2.1~2.5℃。模型输出结果更能反映当地作物适宜播种期间土壤温湿匹配效果,预报精度达到了一定的水平,可用于干旱地区土壤相对湿度和地温的预报。