連云港市霜凍客觀預(yù)報(bào)方法

摘要利用連云港市1971～2010年的逐年最低氣溫、最低地面、云量、氣壓、風(fēng)速等資料以及相關(guān)站點(diǎn)探空位勢(shì)高度、風(fēng)向、露點(diǎn)、溫度等資料，采用探空、地面觀測(cè)資料相結(jié)合，運(yùn)用數(shù)學(xué)逐步回歸方法，利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，建立測(cè)站的日最低氣溫和日最低地溫的短期預(yù)報(bào)方程；根據(jù)霜凍與氣溫和地溫的關(guān)系，通過當(dāng)?shù)仡A(yù)報(bào)霜凍的標(biāo)準(zhǔn)，用短期預(yù)報(bào)方程判斷連云港市有無霜凍發(fā)生。通過天氣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、準(zhǔn)確及精細(xì)預(yù)報(bào)和預(yù)警，建立連云港市霜凍短期客觀預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并進(jìn)行全方位傳播渠道的有效服務(wù)。

關(guān)鍵詞霜凍；客觀預(yù)報(bào)；預(yù)報(bào)預(yù)警

中圖分類號(hào)S161文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）24-08279-04

連云港市地處中國沿海中部的黃海之濱，江蘇省北部。具有季風(fēng)特點(diǎn)的海洋性氣候，地處暖溫帶與北亞熱帶過渡地帶，溫度適宜，溫和濕潤，光照充足，雨量適中，寒暑相宜，四季分明。近些年，華北區(qū)域的氣候?qū)⒗^續(xù)變暖，預(yù)計(jì)未來50年氣溫將升高1～2 ℃[1]。許艷等研究表明到1990年后全國霜期發(fā)生轉(zhuǎn)型，霜期縮短更加明顯[2]。1993年開始連云港無霜期從一個(gè)相對(duì)偏短期躍變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)偏長期[3]。連云港20世紀(jì)90年代后期以來，雖然總的氣溫處于偏暖，但強(qiáng)烈的年際變化造成變暖大背景下異常低溫，如2010年4月15 日新浦最低溫度0～1 ℃、灌云達(dá)-0.9 ℃，全市地面溫度低至0 ℃以下。在有歷史數(shù)據(jù)以來，淮北地區(qū)在4月持續(xù)發(fā)生低溫災(zāi)害是極為罕見的。由于連云港春、秋季氣溫變幅大，霜凍災(zāi)害發(fā)生頻繁，溫度的變化促使作物生育期普遍提前，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來相當(dāng)大的影響。一旦霜凍異常提前或異常推后，將會(huì)給農(nóng)業(yè)造成嚴(yán)重的災(zāi)害。楊曉霞等對(duì)山東省霜凍天氣分區(qū)進(jìn)行客觀預(yù)報(bào)[4]。但近年來對(duì)連云港附近霜凍進(jìn)行預(yù)報(bào)的文章未見報(bào)道，為了提高霜凍預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，減少霜凍帶來的經(jīng)濟(jì)損失，筆者應(yīng)用數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品和觀測(cè)資料，建立了一套適應(yīng)于連云港市預(yù)報(bào)的霜凍天氣短期客觀預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并進(jìn)行全方位傳播渠道的有效服務(wù)。

1資料與方法

1.1霜凍定義和連云港霜凍基本氣候特征霜凍是指地面（或葉面）的溫度突然下降到農(nóng)作物生長溫度以下時(shí)，農(nóng)作物遭受凍害的現(xiàn)象。各種農(nóng)作物遭受凍害的溫度指標(biāo)是不同的，但大多數(shù)農(nóng)作物當(dāng)?shù)孛妫ɑ蛉~面）最低溫度降到0 ℃以下時(shí)就要遭受凍害，故將地面最低溫度降到0 ℃（包括0 ℃）作為出現(xiàn)霜凍的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，連云港市初霜凍日是11月19日，最早出現(xiàn)在10月23日（1974年），最晚出現(xiàn)在12月5日（2008年），極差44 d；終霜凍日是3月20日，最早出現(xiàn)在2月20日（2002年），最晚出現(xiàn)在4月14日（1980年），極差53 d。無霜期為243 d，最長280 d（2007年），最短203 d（1974年），極差77 d[3]。

1.2數(shù)據(jù)和軟件霜凍的預(yù)報(bào)實(shí)質(zhì)上是日最低氣溫和日最低地面溫度的預(yù)報(bào)，在此選取日最低氣溫和日最低地面溫度作為預(yù)報(bào)量[5]。根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)1971～2010年的初、終霜凍和無霜期，初、終霜凍的時(shí)空分布和對(duì)農(nóng)作物的影響，霜凍的發(fā)生與氣溫和地面溫度密切相關(guān)，以及初、終霜凍對(duì)農(nóng)作物的危害和連云港市對(duì)霜凍預(yù)報(bào)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將3～4和10～11月期間日最低氣溫<5.0 ℃且最低0 cm地溫<0 ℃定為一個(gè)霜凍日。

應(yīng)用高空探測(cè)資料和本地14：00和20：00地面觀測(cè)資料，選取的氣象要素為該時(shí)段的高溫、低溫、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、云量、氣壓、濕度，高空探測(cè)資料選取青島、徐州高空站925和850 hPa層的溫度、濕度、風(fēng)、露點(diǎn)等資料，參與回歸分析建模。應(yīng)用逐步回歸方法建立每個(gè)預(yù)報(bào)站的日最低氣溫和最低地面溫度的預(yù)報(bào)方程。利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行回歸分析建模，從而建立連云港市秋季和春季24 h霜凍客觀預(yù)報(bào)系統(tǒng)。根據(jù)以上預(yù)報(bào)的日最低氣溫和地面最低溫度預(yù)報(bào)模式對(duì)2012年進(jìn)行試報(bào)且逐個(gè)進(jìn)行判別，再與實(shí)際對(duì)照檢驗(yàn)[6]。

。

圖2春霜、秋霜與最低氣溫（a）和地面最低溫度（b）檢驗(yàn)2.3霜凍預(yù)報(bào)、預(yù)警服務(wù)流程首先進(jìn)行實(shí)況監(jiān)測(cè)包括實(shí)時(shí)地面監(jiān)測(cè)、地面要素實(shí)況、歷史資料查詢等子模塊。用連云港各類氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史資料查詢。針對(duì)不同農(nóng)作物的生長特點(diǎn)，應(yīng)用不同時(shí)期霜凍預(yù)報(bào)方程，進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)警服務(wù)。服務(wù)產(chǎn)品主要面向政府、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、專業(yè)種植戶等部門。通過為農(nóng)服務(wù)網(wǎng)站、手機(jī)短信發(fā)布網(wǎng)，將霜凍災(zāi)害性天氣預(yù)警信號(hào)、霜凍災(zāi)害性天氣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息和相關(guān)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品進(jìn)行傳播，服務(wù)產(chǎn)品有作物生長發(fā)育農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)（作物適宜種植期、移栽期、收獲期、花期、農(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生發(fā)展氣象條件等級(jí)等預(yù)報(bào)）、農(nóng)業(yè)霜凍氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)及其影響評(píng)估（霜凍重大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害天氣過程）等氣象服務(wù)產(chǎn)品，對(duì)全市相關(guān)農(nóng)業(yè)進(jìn)行全方位的防御，實(shí)現(xiàn)了連云港霜凍氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警立體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)服務(wù)全覆蓋，大幅度提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)論

（1）建立連云港市霜凍預(yù)報(bào)模型對(duì)樣本有較高的擬合和較好的預(yù)報(bào)效果，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

（2）建立連云港市秋季和春季24 h霜凍客觀預(yù)報(bào)系統(tǒng)，針對(duì)不同用戶不同需求，通過為農(nóng)服務(wù)網(wǎng)站、手機(jī)短信發(fā)布網(wǎng)等手段進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)警氣象服務(wù)，進(jìn)行全方位的防御。

參考文獻(xiàn)

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