西昌市地面溫度與氣溫關系的統計分析

摘 要：利用西昌國家基本氣象站1954～2013年的逐日平均氣溫及逐日平均地面溫度資料，建立以氣溫為基礎的地溫預測模型，并探索地氣溫差的年變化規律。

關鍵詞：地溫；地氣溫差；預測

中圖分類號：S161.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0346-01

1 引 言

在農業生產和科學研究中，經常用到地溫資料。地溫不僅影響種子發芽、出苗，還會影響到土壤微生物的活動、水肥運動，以地溫分析作物生長發育狀態較氣溫效果更好。

相對于氣溫資料，地溫資料的獲取更加煩雜。而地溫與氣溫有著直接的依賴關系，若能用氣溫有效地估算地溫，對合理安排各地播種期、預測作物生長發育和科學防災減災都具有重要意義。

2 地氣溫差的年變化

西昌國家基本氣象站自1954年1月至今，位置一直未變，觀測場土壤為壤土。分析西昌1954～2013年地溫、氣溫資料，得出如下結論：

（1）溫差年變化：西昌地溫恒大于氣溫，地氣溫差普遍在1.0℃以上，其中3～10月多在3.0℃以上。

（2）地氣溫差年均狀況：歷年地氣溫差≥0.0℃共351.8d，≥1.0℃共338.6d，≥3.0℃共187.1d。地氣溫差1月11日～12月31日間大部為正值（80%保證率），2月6日～12月17日間全為正值（100%保證率）。3月7日～10月13日，地溫大部高于氣溫3℃（80%保證率），4月8日～8月10日地溫全部高于氣溫3℃（100%保證率），為水稻、玉米、馬鈴薯等大春作物提供了足夠的熱量保障。

3 地氣溫差極值及其出現時間

從地溫、氣溫及地氣溫差月平均值可看出，西昌全年地溫、氣溫都大于0℃且地溫恒高于氣溫；作物生長季，地溫、氣溫都大于16℃；活躍生長季地氣溫差≧3℃，平均為3.9℃。

日極值：日均地溫最高值出現在5月13日及8月6日，日均氣溫最高值出現在7月6日及8月6日；日均地溫、氣溫最低值都出現在1月4日。地溫、氣溫最大值、最小值都出現于同一天，說明西昌市地溫、氣溫主要受太陽輻射的影響，地、氣溫度變化迅速且反應同步。地氣溫差最大值出現在4月25日，最小值出現在1月8日，比地溫和氣溫最高值出現時間有所提前，而比最小值出現時間有所滯后，且都出現于西昌干季（當年11月～次年4月）內。說明在西昌干季地面凈輻射能為負時，存貯在土壤中的熱量上傳到地表，對地面溫度進行了補充增溫，從而使地氣溫差值發生變化。

從地溫與氣溫的平均月變幅可看出：每年8月～次年1月，地溫、氣溫在逐月下降，其中以9～12月降幅最大，而增溫則以2～4月增幅最大。一年中，有11個月地溫、氣溫變幅同步，9個月地溫的增（降）幅都大于氣溫；地氣溫差變幅與地溫、氣溫基本同步，但變幅相對較小。

4 地溫與氣溫關系模型

應用統計回歸方法建立逐日地氣溫關系方程：T地=1.1983T+0.0929，R2=0.9834，逐月地氣溫關系方程：T地=1.1971T+0.1196，R2=0.9868。式中，T地為地溫，T為氣溫。兩個方程都是直線型，回歸系數相近且斜率大于零，說明地溫與氣溫呈正相關關系；相關系數﹥0.98，并通過0.05信度顯著性檢驗。

5 地氣溫模型檢驗

通過2014～2017年農作物生長季和活躍生長季地溫實測值與預測值的差異，檢驗模型的實用性，見表1。

結果表明：用西昌氣溫計算出的2014～2017年地溫值與實測值的絕對誤差年最大值為0.6℃，為實測值的2.3%及2.5%；在作物生長季，誤差更小；絕對誤差四年平均值生長季為0.1℃，活躍生長季為0.2℃。預測效果不錯，能夠滿足農業生產的需要。

6 結 論

（1）西昌市日平均地溫，全年基本高于氣溫，說明地表對大氣主要起加熱作用，為熱源。

（2）西昌農作物生長季為1月1日～12月31日，較通常的生長季（3～10月）明顯延長；活躍生長季為3月7日～11月10日，期間平均氣溫19.9℃，平均地氣溫差3.9℃，利于大春作物生長。

（3）西昌地氣溫差最大值出現在4月下旬，最小值出現在1月上旬，均出現在雨季開始前。

（4）西昌地氣溫模型為正相關線性方程，相關系數高達0.98，方程通過0.05信度檢驗。經四年檢驗，預測值與實測值的絕對誤差年最大為0.6℃，為該年實測地溫的2.5%；在作物生長季，誤差更小。因此，用該模型來估算地溫可以滿足農業生產和試驗研究的需要。

（5）文中模型，在大風、陣性降雨、下雪、霧霾等復雜天氣及數據精準度要求較高的情況下，不宜使用。

參考文獻

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[2]姜會飛，廖樹華，等.地面溫度與氣溫關系的統計分析[J].中國農業氣象，2004，25（3）.

[3]魏淑秋.《農業氣象統計》[M].福州：福建科學技術出版社，1985.

收稿日期：2018-9-4

作者簡介：胥德梅，工程師，主要從事氣候分析與應用氣象服務工作。