日光温室小气候要素预报模型研究

了解日光温室小气候要素变化规律,建立小气候要素预报模型,可以对日光温室资源合理开发,为日光温室小气候调控提供依据。应用辽宁省沈阳市东陵区日光温室暖棚内农田小气候观测仪采集的逐小时气温、相对湿度数据,将冬季、春季、秋季和晴天、多云、阴天几种情况进行组合,计算棚内日最高气温、日最低气温、日平均相对湿度,分析其变化规律,并利用自动气象观测站数据,建立基于逐步回归方法的预报模型。分析结果表明,日光温室内日最高气温和日最低气温呈现春季、秋季温度值接近,冬季明显低于春秋两季的特征;而冬季日平均相对湿度高于春秋两季。日最高气温具有显著的从晴天至多云至阴天减少的变化特征,日最低气温特征不如日最高气温明显;日平均相对湿度为从晴天至多云至阴天增加的变化特征。所建立的日光温室小气候要素逐步回归预报模型,均通过了显著性检验,相关系数为0.608~0.933,相对误差范围为0.1%~19.0%,相对误差平均值为2.7%~9.9%。     

上海春季蟠桃大棚温室内气温变化特征及低温预报

为提高上海市金山区设施农业气象服务水平,减轻春季低温冻害对温室内‘玉露’蟠桃授粉的影响,利用2015—2017年春季蟠桃温室内外气象观测资料对春季棚内气温影响特征进行分析研究,采用多元线性回归和逐步回归的分析方法建立3种典型天气类型下蟠桃温室内最低气温预报模型。结果表明,晴天和多云天气下温室内气温呈现明显日变化特征,阴雨天温室内的平均气温偏低、湿度偏大,严重影响蟠桃的春季授粉率。蟠桃温室内的最低气温与温室内前一天的小气候因子有较好的相关性,提取前一天温室内最低、最高气温和棚外最低气温3个主要气象因子,尝试采用2015—2016年气象数据建立春季温室内不同天气状况下的最低气温预报模型,并利用2017年的春季气象资料对3种天气下预报模型进行验证,整个春季蟠桃温室内最低气温预报平均绝对误差在1.56℃,平均相对误差18%,均方根误差4.97℃,其中对阴雨天的最低气温预报效果最好。该研究结果可为设施农业环境调控及小气候预报提供支持。     

上海春季蟠桃温室内气温变化特征及低温预报

为提高上海市金山区设施农业气象服务水平,减轻春季低温冻害对温室内‘玉露’蟠桃授粉的影响,利用2015—2017年春季蟠桃温室内外气象观测资料对春季棚内气温影响特征进行分析研究,采用多元线性回归和逐步回归分析方法建立3种典型天气类型下蟠桃温室内日最低气温预报模型。结果表明,晴天和多云天气下温室内气温有明显日变化特征,阴雨天温室内的平均气温偏低、湿度偏大,严重影响蟠桃的春季授粉率。蟠桃温室内的最低气温与温室内前一天的小气候因子有较好的相关性,提取前一天温室内最低、最高气温和棚外最低气温3个主要气象因子,尝试采用2015—2016年气象数据建立春季温室内不同天气状况下的日最低气温预报模型,并利用2017年的春季气象资料对三种天气下预报模型进行验证,整个春季蟠桃温室内日最低气温预报平均绝对误差在1.56℃,平均相对误差18%,均方根误差4.97℃,其中对阴雨天的日最低气温预报效果最好。该研究结果可为设施农业环境调控及小气候预报提供支持。     

塑料大棚小气候特征及预报模型的研究

为揭示塑料大棚室内气象要素季节变化和日变化规律,建立一个适合本地的塑料大棚小气候预报模型,本研究以浙江省慈溪市草莓塑料大棚为研究对象,收集2007年12月-2008年4月大棚内外气象数据,系统研究温室内外温度、湿度的季节变化和日变化特征,分析室内与室外的最高、最低气温的关系。研究表明,室内的气温、相对湿度明显高于室外,室内与室外的最高温度相差5~10℃,最低温度相差3~6℃。室内空气温度与相对湿度成线性负相关。在此基础上,建立基于逐步回归方法的温室内空气温度预报模型,并利用独立数据检验,结果表明模型对冬季和春季的逐时气温预报值与实测值基于1:1线的决定系数（R2）分别为0.912、0.887;标准回归统计误差（RMSE）分别为2.3℃和2.7℃,该研究结果可为慈溪市设施农业环境调控及小气候预报提供支持。     

宁夏灌区日光温室内气温变化规律与最低气温预测模式

为了提高日光温室的气象服务水平和能力,利用引黄灌区的日光温室内气温和当地气象台站的常规气象观测资料,开展了温室内气温的变化特征和温室内最低气温预测方法研究。结果表明,不同天气条件下的温室内气温日变化规律存在明显差异;温室内的日最高气温时间分布较为集中,主要出现在每日的12:00—15:00,而日最低气温主要出现在每日的7:00—9:00;温室内、外的最低气温呈现明显的线性关系,据此建立了温室内最低气温的线性回归方程,历史回代检验表明方程的预报绝对误差绝大多数在3℃以内,精度较好。研究结果可为温室的气象保障服务提供技术支持。     

东北地区大型日光温室最高、最低温度预报模式探讨

为了在东北地区开展大型日光温室内气温预报,防御温室蔬菜冷冻害和热害,在东北地区的中部建立大型日温室和温室小气候自动观测系统,应用小气候监测资料研究棚内外最高、最低气温的关系,建立相关模式,用棚外的最高、最低温度预报值预报棚内的最低（最高）温度。结果表明,大型日光温室内、外最低（最高）气温相关显著,不同季节、不同天气条件下的相关模式差异较大。这类相关模式可以用于日光温室内最低和最高气温的预报,从而提升温室气象要素预报水平,预防设施农业气象灾害,提高蔬菜生产效益。     

内蒙古东部温室大棚温度特征分析及预报模型建立

为了充分掌握温室大棚内温度变化规律,实现温棚内极端温度的预报、预警,提高农业气象服务保障能力,充分利用2012年全年的内蒙古东部赤峰市温室大棚内、棚外的逐小时气温对比观测资料,分析温棚内气温的月平均日变化、典型日变化和最高气温、最低气温出现的次数和概率;分析温棚内最高气温与最低气温变化规律、温棚内外气温相互关系,利用回归的方法建立晴天温室大棚内温度预报模型。结果表明,不同季节的棚内气温日变化差异明显,棚内最高气温春秋季出现在9:00—10:00时、13:00—14:00时,冬季出现在12:00—15:00时;最低气温春季出现在5:00—7:00时、秋季6:00—7:00时、冬季7:00—8:00时;回归分析方法能较好地模拟棚内温度变化,对最低气温预报上具有更好的效果。     

日光温室气温变化规律的研究

为了探明冬春季日光温室内气温的变化规律,于山东莱芜进行温室内小气候观测试验,对各月份不同天气条件下温室内气温变化规律进行了分析,结果表明,12、1和2月份的最低气温出现时间为08时,阴天会推迟1小时,且最低气温均在番茄的生长界限温度以下;3和4月份的最低气温出现时间依次为07和06时;最低气温值均在阴天最高,多云天次之,晴天最低;温室内外气温相关性阴天时最大,多云天次之,晴天最小,且昼夜差异较大,白天相关性小于夜间;严冬季节温室内增温效果显著。     

莱芜日光温室气温变化规律研究

为探明冬春季目光温室内气温的变化规律,于山东莱芜进行温室内小气候观测试验,对各月份不同天气条件下温室内气温变化规律进行了分析,结果表明:(1)12、1和2月份的最低气温出现时间为08时,阴天会推迟1h.且最低气温均在番茄的生长界限温度以下;3和4月份的最低气温出现时间分别为07和06时;且最低气温均在阴天最高,多云天次之,晴天最低;(2)温室内外气温相关性阴天时最大,多云天次之.晴天最小;且白天相关性明显小于夜间;(3)冬季温室内增温效果显著.     

基于BP神经网络的冬季日光温室小气候模拟

为了系统分析日光温室内外气候特征的关系,向日光温室作物环境调控及小气候预报提供支持,根据冬季日光温室内小气候观测试验资料和附近气象站观测资料,利用BP神经网络方法建立3个模型,分别对3种不同天气状况下石家庄地区日光温室冬季小气候特征进行模拟。结果表明,3个模型气温训练值与实测值的均方根误差(RMSE)都在2℃以内,决定系数都在0.95以上;相对湿度训练值的RMSE都在2个百分点以内,决定系数均高于0.95;接受到的太阳辐射的训练值与实测值的RMSE都在16 W/m2以内,决定系数也均超过0.95。利用此模型得到的气温预测值与实测值的RMSE都在2℃以内,决定系数都在0.9以上;相对湿度预测值与实测值的RMSE都在4个百分点以内,晴天和少云-多云状况下决定系数均高于0.9,寡照状况下的决定系数略低,约为0.8;接受到的太阳辐射的预测值与实测值的RMSE都在26 W/m2以内,决定系数均超过0.95。说明所建BP神经网络模型对于不同天气状况下石家庄地区日光温室冬季小气候特征模拟都有较高的精度,可以用于预测。     

赤峰市松山区山坡地日光温室气温变化规律

为了解山坡地日光温室气温变化特征,提高设施农业气象服务水平,本研究对温室内外小气候因子进行了观测。采用相关分析和逐步回归的方法,对夏冬2季温室内外气温、湿度、地温和太阳辐射变化特征及室内温度预测模型进行了研究。结果表明：（1）夏冬2季室内温度、地温具有明显的日变化规律,冬季温室增温效果大于夏季,山坡地日光温室具有良好的保温效果;（2）5 cm、10 cm、20 cm地温变化幅度随土层深度的增加而减小,峰值出现随土层深度的增加而相应的滞后1 h左右;（3）日光温室室内温度与室内外小气候因子相关性较好。试验建立的夏冬2季室内温度预报模型,夏冬2季室内温度预报值绝对误差小于1℃,相对误差小于10%。     

厚墙体日光温室气温变化特征及预测方法研究

为探求内蒙古高寒地区日光温室小气候变化特征及预测预报方法,利用内蒙古赤峰市宁城县2012-2013 年度春、秋、冬季日光温室内外气温资料,分析不同季节（春季、秋季、冬季）、不同天气条件（晴天、阴天）、一日内不同时段（白天、夜间）温室内气温变化特征和增温保温效应及温室内气温的变化与一日时间变化、室外气温的相关性,在此基础上,建立了温室气温日变化及最低气温的预测模型,并对模型的准确率进行了验证。结果表明：模型拟合的准确率较高,可为厚墙体日光温室气象服务提供技术支撑。     

青海高原节能日光温室气温变化规律研究

为了找出青海高原温室内气温变化规律和与外界气温关系,为温室内作物栽培管理提供精细化气象服务,根据青海海东平安县2010年6月—2011年8月日光节能温室内外气象要素的连续监测,对温室内气温在不同季节、不同天气类型下的日变化规律及其与外界气温相关性进行分析。结果表明：（1）四季温室内气温日变化均呈“单峰”型,晴天、多云天、阴天下气温都是白天高于夜间,室内高于室外;（2）不同季节、不同天气条件下温室内气温日变化明显不同,最高和最低值出现时间差异较大,温室内外温差也呈现不同的变化;（3）温室内外气温相关性都是夜间高于白天,温室内外气温呈显著正相关关系,据此建立的回归方程,对开展农用天气预报具有一定意义。     

基于随机森林算法的日光温室内气温预测模型研究

开展日光温室气温预报,为农业生产提供参考,指导农户采取调控措施,为作物生长提供适宜条件,促进品质和产量提升。研究选取温室外气温、日照等气象因子,建立随机森林算法预测模型,就室内最低、最高气温进行拟合预测分析和预测因子重要性评估。结果表明,温室内最低、最高气温拟合值与观察值的拟合度分别达99.69%和99.85%,温室外最低气温是室内最低气温的重要预测因子,室外日照是室内最高气温的重要预测因子。同时建立支持向量机、神经网络、多元回归、逐步回归模型,通过对各个模型中平均绝对误差、均方根误差等3个指标进行比较,得出随机森林模型的预测精度优于其他模型。基于随机森林算法的气温预测模型精确度较高,可推广应用到后期日光温室气温预测中。     

日光温室内小气候环境各因子间量化关系研究

掌握日光温室内小气候环境各因子之间的定量关系,对于有效调控温室内小气候的平衡,促进蔬菜健壮生长有着积极的意义。以历年日光温室内小气候监测数据为基础,研究不同季节温室内温度、湿度、接受到的太阳辐射等各因子之间的量化关系。结果表明,日光温室内日最高气温、日最小相对湿度、接受到的日最大太阳辐射三者之间均有较高的相关性,在冬季相关性最好,秋季次之,春季相关性较差。在秋季和春季,要使温室内日最高气温达到20℃,则温室内接受到的日最大太阳辐射需要在100 W/m²以上,而在冬季则需要在250 W/m²以上;接受到的日最大太阳辐射在250 W/m²以下时,温室内日最高气温在10℃以下的几率为9%。在冬季,温室内日最高气温在20℃以下,同时日最小相对湿度在90%以上所占比例为20%,在秋季和春季,温室内接受到的日最大太阳辐射分别在420 W/m²和500 W/m²以上时,温室内日最小空气相对湿度就有可能下降到40%以下。     

不同年型下日光温室内小气候差异

为了研究不同年型下日光温室内小气候的差异及对蔬菜生长发育需要的满足情况,实现对日光温室有目的地科学管理,笔者基于偏暖年型和偏冷年型下日光温室内小气候资料,结合黄瓜生长发育所需要的气象条件,对比分析2种年型下日光温室内在温度、光照和空气相对湿度方面的差异。结果表明,偏暖年型下日光温室内的适宜温度出现的时间较长,日照相对充足,但发生热害的风险更大,温室管理应重点预防热害;偏冷年型下日光温室内的热量远不能满足黄瓜生长发育需要,尤其是冬季,存在发生冷害或冻害的风险,温室管理应以预防低温冷害或冻害为重点。