霧霾天氣下改良式大棚溫度特性分析

樊佳豪 郭長林 呂詔諭 楊和連

當(dāng)前，我國冬季的天氣霧霾狀況依舊比較嚴(yán)重，霧霾天氣特點(diǎn)是寡照、低溫，持續(xù)的霧霾天氣給農(nóng)業(yè)帶來了負(fù)面影響。霧霾天氣下，大棚內(nèi)溫度低、濕度大，且沒有足夠光照，光合作用不能正常進(jìn)行，農(nóng)作物生長減緩、抗性降低，極易發(fā)生病害，作物生長受阻或生長發(fā)育不良，甚至?xí)劳觯?jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展受到制約。現(xiàn)通過對(duì)改良式塑料大棚內(nèi)外的氣溫進(jìn)行觀測，分析重度霧霾下晴天、陰天、雨天天氣下改良式塑料大棚的氣溫變化規(guī)律，以期對(duì)霧霾天氣下塑料大棚的氣溫管理及作物栽培提供參考方案。

1 ? 材料及方法

本試驗(yàn)是在新鄉(xiāng)市的牧野區(qū)朱莊屯進(jìn)行的，改良式塑料大棚東西延長，鋼架結(jié)構(gòu)，長42 m、寬13 m、高4 m，大棚中央設(shè)有一排立柱，其中每間隔3 m設(shè)1個(gè)立柱，拱間距1.1 m，覆蓋材料為EVA多功能復(fù)合膜，夜間覆蓋保溫被，白天保溫被卷放在棚頂部中央，棚內(nèi)有設(shè)排風(fēng)機(jī)，側(cè)部機(jī)械卷膜通風(fēng)。大棚的日常管理：晴天及多云天氣下8：00—8：30揭開保溫被，17：00覆蓋保溫被，陰天天氣下保溫被延遲30分鐘左右揭開，下午提前30分鐘左右覆蓋保溫被。

溫度測定用IST-THIIR-EX溫濕度自動(dòng)記錄儀。觀測期是2018年10月15日到2019年1月15日，觀測時(shí)間是6：00—18：00，每小時(shí)觀測1次。塑料大棚內(nèi)部共布置9個(gè)測點(diǎn)，均勻分布，大棚外設(shè)置1個(gè)對(duì)照測點(diǎn)。測點(diǎn)均設(shè)在垂直方向1.3 m高處。分別選擇重度霧霾天氣下的晴天（11月25號(hào)）、陰天（11月27號(hào)）、雨天（12月1號(hào)）對(duì)大棚內(nèi)外氣溫進(jìn)行分析。重度霧霾空氣質(zhì)量指數(shù)在201～300范圍內(nèi)。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 重度霧霾、晴天天氣下改良式塑料大棚氣溫特性分析 ? 如圖1所示，重度霧霾、晴天天氣下塑料大棚內(nèi)與大棚外的氣溫最低值均出現(xiàn)在7：00，大棚內(nèi)的氣溫最低值為7.9 ℃，大棚外的氣溫最低值為3.1 ℃，氣溫最低值棚內(nèi)要高于棚外。之后氣溫緩慢升高，大棚內(nèi)12：00—13：00氣溫達(dá)到最高點(diǎn)，大棚外12：00—14：00達(dá)到了最高點(diǎn)，大棚內(nèi)的氣溫最高值為21.6 ℃，大棚外的氣溫最高值為18.2 ℃，氣溫最高值棚內(nèi)要高于棚外，之后氣溫逐漸下降。大棚外的氣溫溫差為15.1 ℃，大棚內(nèi)的氣溫溫差為13.7 ℃，大棚內(nèi)氣溫溫差略低于大棚外氣溫溫差。大棚內(nèi)的平均氣溫為15.3 ℃，大棚外的平均氣溫為12.2 ℃，大棚內(nèi)的平均氣溫要高于大棚外的平均氣溫。

大棚內(nèi)與大棚外的氣溫變化趨勢相似，但是當(dāng)有太陽光照射時(shí)，大棚內(nèi)的升溫速度比大棚外得快，無太陽光照射時(shí)大棚內(nèi)的降溫速度比大棚外慢，大棚外氣溫變化曲線陡峭，而大棚內(nèi)的氣溫變化曲線卻相對(duì)比較平緩。

2.2 ? 重度霧霾、陰天天氣下改良式塑料大棚內(nèi)外氣溫特性分析 ? 如圖2所示，重度霧霾、陰天天氣下塑料大棚內(nèi)的氣溫最低值出現(xiàn)在8：00，最低值為10.3 ℃;而大棚外氣溫最低值出現(xiàn)在7點(diǎn)，最低值為3.0 ℃，大棚內(nèi)氣溫最低值高于大棚外的氣溫最低值。之后氣溫緩慢升高，大棚內(nèi)的氣溫最高值出現(xiàn)在12：00，最高值為19.5 ℃;大棚外的氣溫最高值出現(xiàn)在14點(diǎn)，最高值為12.9 ℃，氣溫最高值棚內(nèi)遠(yuǎn)高于棚外。大棚外的氣溫溫差為9.9 ℃，大棚內(nèi)的氣溫溫差為9.2 ℃，大棚內(nèi)的氣溫溫差略低于大棚外的氣溫溫差;大棚內(nèi)的平均氣溫為14.8 ℃，大棚外的平均氣溫為9.3 ℃，平均氣溫為大棚內(nèi)高于大棚外。大棚內(nèi)與大棚外的氣溫變化趨勢相似，都比較平緩。

2.3 ? 重度霧霾、雨天天氣下改良式塑料大棚內(nèi)外氣溫特性分析 ? 如圖3所示，重度霧霾、雨天天氣下大棚內(nèi)的氣溫最低值出現(xiàn)在16：00，最低值為10.1 ℃;而大棚外的氣溫最低值出現(xiàn)在6：00，最低值為7.1 ℃，氣溫最低值大棚內(nèi)要大于大棚外。大棚內(nèi)的氣溫最高值出現(xiàn)在12：00，最高值為12.2 ℃;大棚外的氣溫最高值出現(xiàn)在13：00，最高值為9.2 ℃，氣溫最高值棚內(nèi)要高于棚外。大棚內(nèi)外的氣溫溫差均為2.1 ℃。大棚內(nèi)平均氣溫為11.3 ℃，大棚外的平均氣溫為8.3 ℃，大棚內(nèi)的平均氣溫要高于大棚外的平均氣溫。大棚內(nèi)與大棚外的氣溫變化趨勢相似，變化幅度小。

重度霧霾、雨天天氣下大棚內(nèi)外的氣溫溫差小，氣溫變化平緩。氣溫在凌晨6：00的時(shí)候較低，然后開始緩慢升高，在12：00—13：00達(dá)到了最高點(diǎn)，之后緩緩下降，大棚內(nèi)在16：00后又緩慢上升。

2.4 ? 各種霧霾天氣下改良式塑料大棚內(nèi)氣溫變化特性對(duì)比分析 ? 如圖4所示，重度霧霾下大棚內(nèi)的最高氣溫為：晴天>陰天>雨天，大致均出現(xiàn)在中午12：00左右;最低氣溫為：陰天>雨天>晴天，出現(xiàn)時(shí)間分別為8：00、16：00、7：00;平均溫度為：晴天>陰天>雨天;氣溫溫差是：晴天>陰天>雨天。

3 ? 小結(jié)與討論

重度霧霾下，晴天改良式塑料大棚內(nèi)和大棚外的最低溫分別為7.9 ℃、3.1 ℃，最高溫分別為21.6 ℃、18.2 ℃，平均溫度分別是15.3 ℃、12.2 ℃，溫差分別為13.7 ℃、15.1 ℃;陰天大棚內(nèi)和大棚外的最低溫分別為10.3 ℃、3.0 ℃，最高溫分別為19.5 ℃、12.9 ℃，平均溫度分別是14.8 ℃、9.3 ℃，溫差分別為9.2 ℃和9.9 ℃;雨天大棚內(nèi)和大棚外的最低溫分別為10.1 ℃、7.1 ℃，最高溫分別為12.2 ℃、9.2 ℃，平均溫度分別是11.3 ℃、8.3 ℃，兩者的溫差均為2.1 ℃。重度霧霾下塑料大棚在3種天氣條件下的最高溫、最低溫、平均溫度均比大棚外的高;溫差是晴天和陰天的比大棚外的小，雨天大棚內(nèi)外相同。

重度霧霾下大棚內(nèi)的最高氣溫為：晴天>陰天>雨天;最低氣溫為：陰天>雨天>晴天;平均溫度為：晴天>陰天>雨天;氣溫溫差是：晴天>陰天>雨天。