馬 燕,馬洪亮,徐 兵,張 君
(1.阜康市氣象局,新疆 阜康 831500;2.炮臺氣象站,新疆 石河子 832066)
阜康有與烏魯木齊相鄰的地緣優(yōu)勢,光熱資源豐富等優(yōu)點,隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,日光溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,截止2012年全市日光溫室面積已達(dá)166.67 hm2。日光溫室生產(chǎn)與氣象條件關(guān)系密切,日光溫室蔬菜、林果生長發(fā)育離不開光、溫、濕等小氣候條件,而以太陽能為熱量來源的日光溫室內(nèi)的小氣候在很大程度上受外界天氣條件的影響。李軍等[1]對上海自控玻璃溫室冬季氣候特征進(jìn)行分析;孫智輝等[2]對延安日光溫室內(nèi)油桃休眠期的氣候特征進(jìn)行分析;趙鴻、金志鳳等分別對黃土高原日光溫室和浙江塑料大棚內(nèi)的溫度、濕度的變化特征進(jìn)行分析[3-4];魏瑞江等[5]建立了陰天狀況下河北日光溫室內(nèi)氣溫與外界同時次氣溫的關(guān)系模型;吳無中等[6]找出了上海三連棟大棚及大型玻璃自控溫室內(nèi)溫度的影響因子,并建立了定量相關(guān)模型;李軍等[7]建立了上海四連棟塑料溫室內(nèi)外溫濕度的相關(guān)模型;韓勇等分析了溫室小氣候?qū)軣o核紫葡萄育苗的影響[8]。這些研究為日光溫室蔬菜、林果生產(chǎn)管理提供了理論依據(jù),但目前日光溫室內(nèi)小氣候與外界大氣候的相關(guān)模型中多是溫室內(nèi)溫度(或濕度)與外界溫度(或濕度)之間單因子的相關(guān)模型,而溫室內(nèi)小氣候不僅與外界溫度、濕度、日照時數(shù)等多要素有關(guān),也與溫室內(nèi)自身小氣候相關(guān)。
設(shè)施農(nóng)業(yè)作為“三高一節(jié)”農(nóng)業(yè),需考慮當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c,否則會造成溫室投入多,效益不明顯。阜康市近50 a日照時數(shù)以78.105 h/10 a 的速率顯著減少。秋、冬兩季日照時數(shù)呈下降態(tài)勢,尤其冬季以66.724 h/10 a 的速率快速減少,以11月至翌年2月減少趨勢最為顯著,而此時正是設(shè)施溫室冬季返季節(jié)生產(chǎn)的關(guān)鍵期,日照時數(shù)的銳減對冬季設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了十分不利的影響;加之阜康冬季陰霾天氣較多且呈逐年增多趨勢,氣候條件不利于日光溫室果菜類蔬菜冬季生產(chǎn),只能生產(chǎn)一些葉菜類蔬菜。因此,阜康日光溫室生產(chǎn)主要以春提早和秋延晚為主,春提早(2月底—6月下旬)主要以培育番茄、辣椒為主,秋延晚(7月上旬—11月)主要栽種黃瓜等為主。
本文根據(jù)2010年12月—2012年7月日光溫室內(nèi)溫度、濕度和附近氣象站觀測資料,利用相關(guān)和逐步回歸分析,分別對不同天氣狀況下阜康地區(qū)日光溫室內(nèi)溫度和濕度變化特征及其與室內(nèi)外溫度、濕度、日照等氣象要素的關(guān)系進(jìn)行研究,以期為阜康日光溫室實現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)管理和減小氣象災(zāi)害損失提供科學(xué)依據(jù)。
小氣候資料來源于設(shè)在阜康市九運(yùn)街鎮(zhèn)六運(yùn)村蔬菜日光溫室中的小氣候觀測系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)。日光溫室坐北朝南,東西長100 m,南北寬7.5 m,脊高2.6 m,后墻高1.8 m,后墻和東西墻為土墻,墻體厚1.2 m,前面為單面弧狀,覆蓋厚度為11~12 μm的無滴大棚塑料薄膜(聚氯乙烯大棚膜)。溫室后墻設(shè)有通風(fēng)口,通風(fēng)口的開啟視溫室內(nèi)的溫度而定,當(dāng)溫室內(nèi)溫度過高時開啟。
小氣候觀測儀設(shè)在日光溫室內(nèi)的中間位置。觀測儀為ZQZ-B 農(nóng)田小氣候觀測站,空氣溫度和空氣濕度的觀測精度分別為±0.2 ℃和±2%??諝鉁囟群蜐穸扔^測高度均為1.5 m。每10 min 采集一次數(shù)據(jù),自動通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到昌吉州氣象局服務(wù)器中。室外氣象數(shù)據(jù)來源于跟觀測點7 km 的阜康市氣象局。
阜康日光溫室生產(chǎn)一年兩茬,第一茬從12月下旬末開始育苗,翌年2月底到3月初移栽至6月下旬結(jié)束;第二茬從7月上旬到11月底。因為氣候原因,冬季(1月—3月10日)溫室內(nèi)需要生火增溫,而到了7月10日以后,溫室基本將棚布全部揭開,到育苗前一個月才再次扣棚覆膜。阜康冬季多陰霧天氣,氣候寒冷,溫室多采取覆簾保溫措施,而春夏季外界氣溫升高要適時通風(fēng)降溫,因此選取3月10日—7月10日溫室內(nèi)溫、濕度資料與室外同期氣象資料做春夏季對比分析;選取溫室內(nèi)覆膜但未生火增溫的溫室內(nèi)溫、濕度資料與室外同期氣象資料做冬季對比分析。
為了分析不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)的溫、濕度與外界氣象要素的相關(guān)關(guān)系,按照氣象上按日照量別分類的分類標(biāo)準(zhǔn),即日照百分率S≥60%為晴天、20%
從日光溫室每日的觀測數(shù)據(jù)中挑選出氣溫的日平均值、日最高值、日最低值,空氣相對濕度的日平均值、日最小值,分別作為當(dāng)天日光溫室內(nèi)的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均相對濕度、最小相對濕度。采用相關(guān)分析法,計算溫室內(nèi)前一天及外界當(dāng)天和前一天的氣象條件與溫室內(nèi)各要素的相關(guān)性。選取通過0.05 水平顯著性檢驗的氣象條件為入選因子,應(yīng)用逐步回歸分析方法,建立回歸模型,并進(jìn)行檢驗。
晴天時溫室內(nèi)氣溫有明顯的日變化,白天升高,夜間下降。日光溫室內(nèi)日最高氣溫一般在30 ℃以上,有時會達(dá)到35 ℃以上;日最低氣溫則保持在10~20 ℃之間,偶爾會低于10 ℃(圖1)。
圖1 晴天時日光溫室內(nèi)氣溫變化曲線
少云—多云天氣和寡照天氣時,溫室內(nèi)氣溫也有明顯的日變化,只是變化幅度較晴天時小,日最高氣溫低于晴天時的值,日最低氣溫的變化與晴天時相似。
根據(jù)不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)氣溫日變化對比可知(圖2),三種天氣狀況下同一時次的氣溫值從24:00—09:00 差異很小,其他時間同一時次的數(shù)值寡照<少云—多云<晴天,日最高值出現(xiàn)時差值最大。
圖2 不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)溫度對比
晴天時日光溫室內(nèi)空氣相對濕度夜間升高,白天下降,有明顯的日變化,最小值一般在20%~30%,最大值在80%~90%之間(圖3)。
圖3 晴天時日光溫室內(nèi)空氣相對濕度變化曲線
少云—多云天氣和寡照天氣時,日光溫室內(nèi)相對濕度變化趨勢與晴天相似,只是最小值較晴天時大,最大值與晴天時接近。
根據(jù)不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)空氣相對濕度對比可知(圖4),不同天氣狀況下從22:00—09:00時溫室內(nèi)空氣相對濕度比較接近,其他時間同一時次的數(shù)值寡照>少云—多云>晴天,三者均在18 時左右達(dá)到最小值。
圖4 不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)空氣相對濕度對比
日光溫室以太陽能為熱量來源與外界進(jìn)行著熱量交換,但又是一個相對封閉的系統(tǒng),冬季生火增溫階段,日光溫室需根據(jù)天氣變化及時加蓋保溫簾,而春夏季當(dāng)室內(nèi)溫濕度過高則需要通風(fēng)降溫降濕。通過分別對春夏季及冬季日光溫室內(nèi)的日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均相對濕度和最小相對濕度與外界當(dāng)天和前一天的日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均相對濕度、最小相對濕度、平均總云量、平均低云量、日照時數(shù)以及前一天溫室內(nèi)平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均相對濕度、最小相對濕度的相關(guān)統(tǒng)計分析,得出其相關(guān)程度。
3.1.1 春夏季相關(guān)性分析
春夏季溫室內(nèi)平均氣溫在三種天氣狀況下均與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著正相關(guān),晴天和少云—多云天氣時還與室內(nèi)前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著正相關(guān),寡照時則與室內(nèi)前一天的平均氣溫和最低氣溫呈顯著正相關(guān)。此外,晴天時還與外界當(dāng)天和前一天的日照時數(shù)呈顯著正相關(guān);與當(dāng)天的低云量呈一般正相關(guān);與外界當(dāng)天和前一天及室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。少云—多云天氣時還與室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān);與外界前一天的日照時數(shù)呈一般正相關(guān)。寡照天氣時與外界當(dāng)天低云量呈一般正相關(guān);與外界當(dāng)天的平均相對濕度、前一天的平均相對濕度和最小相對濕度及室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)最高氣溫在晴天時與外界當(dāng)天及前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、前一天的日照時數(shù)及室內(nèi)前一天的平均氣溫及最高氣溫呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天和前一天的平均相對濕度、室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān);與外界當(dāng)天和前一天的最小相對濕度呈一般負(fù)相關(guān)。在少云—多云時與外界當(dāng)天的最小相對濕度呈一般正相關(guān);與當(dāng)天的總云量呈一般負(fù)相關(guān)。在寡照時與外界當(dāng)天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫及室內(nèi)前一天的平均氣溫呈一般正相關(guān);與外界當(dāng)天的平均相對濕度和室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈一般負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)最低氣溫在三種天氣狀況下均與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著正相關(guān);晴天和少云—多云天氣時還與室內(nèi)前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著正相關(guān);寡照時與室內(nèi)前一天的平均氣溫和最低氣溫呈顯著正相關(guān)。此外,晴天時還與當(dāng)天低云量呈一般正相關(guān);與外界前一天的平均相對濕度及室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。少云—多云時與前一天的日照時數(shù)呈一般正相關(guān);與室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。寡照時與外界當(dāng)天的平均相對濕度和室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)平均相對濕度在晴天和少云—多云時與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著負(fù)相關(guān);寡照時與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最低氣溫呈顯著負(fù)相關(guān),和最高氣溫呈一般負(fù)相關(guān);在三種天氣狀況下均與室內(nèi)前一天的平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)。此外,晴天時還與外界當(dāng)天和前一天及室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天的低云量、當(dāng)天和前一天的日照時數(shù)及室內(nèi)前一天的最高氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)。少云—多云時與外界當(dāng)天的最小相對濕度、外界和室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天平均相對濕度呈一般負(fù)相關(guān);與外界前一天的日照時數(shù)、室內(nèi)前一天的最高氣溫呈顯著負(fù)相關(guān);與當(dāng)天的總云量呈一般負(fù)相關(guān)。寡照時與外界當(dāng)天和室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈顯著正相關(guān);與室內(nèi)前一天的最低氣溫呈顯著負(fù)相關(guān);與當(dāng)天的低云量呈一般負(fù)相關(guān);與前一天的低云量呈顯著負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)最小相對濕度在晴天和寡照時與外界當(dāng)天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著負(fù)相關(guān);在晴天時與外界前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著負(fù)相關(guān),寡照時呈一般負(fù)相關(guān);在三種天氣狀況下均與外界當(dāng)天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著正相關(guān);在晴天和少云—多云時與外界前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著正相關(guān),寡照時呈一般正相關(guān)。晴天和寡照時與室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著正相關(guān)。此外,晴天時還與外界當(dāng)天及前一天的日照時數(shù)、室內(nèi)前一天的平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān);與室內(nèi)前一天的最高氣溫呈一般負(fù)相關(guān)。少云-多云時與外界當(dāng)天的最高氣溫呈一般負(fù)相關(guān)。寡照時與室內(nèi)前一天的平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān);與當(dāng)天的低云量呈一般負(fù)相關(guān)。
3.1.2 冬季相關(guān)性分析
冬季溫室內(nèi)平均氣溫在三種天氣狀況下均與室內(nèi)前一天的最高氣溫、最低氣溫呈顯著正相關(guān)。晴天時還與外界當(dāng)天的日照時數(shù)呈顯著正相關(guān);和外界當(dāng)天最小相對濕度呈一般正相關(guān)。少云-多云時與外界當(dāng)天總云量呈一般正相關(guān),與室內(nèi)前一天平均相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。寡照時與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫及室內(nèi)前一天的平均氣溫呈顯著正相關(guān);與室內(nèi)前一天的最小相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān);與外界當(dāng)天的低云量及室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈一般負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)最高氣溫在三種天氣狀況下均與外界當(dāng)天及前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著正相關(guān)。晴天時還與室內(nèi)前一天的平均氣溫呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天日照時數(shù)和室內(nèi)前一天平均相對濕度呈一般正相關(guān)。少云—多云時與室內(nèi)前一天的平均氣溫呈一般正相關(guān);與外界前一天的低云量呈一般負(fù)相關(guān)。寡照時與室內(nèi)前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫和外界前一天的平均相對濕度呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天平均相對濕度呈一般正相關(guān);與室內(nèi)前一天的最小相對濕度呈一般負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)最低氣溫在三種天氣狀況下均與室內(nèi)前一天的最高氣溫和最低氣溫呈顯著正相關(guān)。晴天時還與外界當(dāng)天的最小相對濕度呈顯著正相關(guān)。少云—多云時與外界當(dāng)天的總云量呈顯著正相關(guān);與室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈顯著負(fù)相關(guān);寡照時還與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫及室內(nèi)前一天的平均氣溫呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天低云量和室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈一般負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)平均相對濕度在晴天時與室內(nèi)前一天的平均相對濕度呈一般正相關(guān);與外界當(dāng)天日照時數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān);與外界前一天總云量呈一般負(fù)相關(guān)。少云—多云時與室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天的日照時數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。寡照時與外界當(dāng)天平均氣溫和室內(nèi)前一天平均相對濕度呈顯著正相關(guān);與外界當(dāng)天低云量和室內(nèi)前一天最小相對濕度呈一般正相關(guān);與室內(nèi)前一天最高氣溫和最低氣溫呈一般負(fù)相關(guān)。
溫室內(nèi)最小相對濕度在晴天時與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫及室內(nèi)前一天的最高氣溫和最低氣溫呈顯著正相關(guān)。在少云—多云和寡照時與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫呈顯著正相關(guān)。此外少云—多云時還與外界當(dāng)天和前一天的平均相對濕度及室內(nèi)前一天的平均氣溫、最低氣溫、平均相對濕度呈顯著正相關(guān)。寡照時還與外界當(dāng)天和前一天的平均相對濕度和最小相對濕度呈顯著正相關(guān);與室內(nèi)前一天的平均氣溫呈一般正相關(guān)。
利用逐步回歸方法,以通過0.05 顯著性水平檢驗的因子為自變量,分別建立春夏季和冬季日光溫室內(nèi)日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、平均空氣相對濕度、最小空氣相對濕度與溫室內(nèi)外氣象要素的相關(guān)模型。春夏季除少云—多云和和寡照天氣下日最高氣溫模型通過了0.05 的顯著性水平檢驗,其它模型均通過了0.01 的顯著性水平檢驗(表1);冬季所有模型均通過了0.01 的顯著性水平檢驗(表2)。
由表1 可以看出,春夏季晴天時溫室內(nèi)平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫均與溫室內(nèi)前一天的平均氣溫有關(guān),除此之外還與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫、最低氣溫及前一天溫室內(nèi)的最高氣溫、最低氣溫中的某一項或兩項或三項有關(guān);平均相對濕度及最小相對濕度則主要與外界當(dāng)天和前一天的平均氣溫和最小相對濕度及室內(nèi)前一天的平均濕度和最小濕度有關(guān)。少云—多云天氣時,溫室內(nèi)日平均氣溫只與溫室內(nèi)前一天的平均氣溫有關(guān);日最高氣溫與外界當(dāng)天總云量有關(guān);日最低氣溫則與溫室內(nèi)前一天的平均氣溫和最小相對濕度有關(guān);平均相對濕度與室內(nèi)前一天的平均相對濕度和外界當(dāng)天及前一天的平均相對濕度有關(guān);最小相對濕度則只與前一天外界的最小相對濕度有關(guān)。寡照天氣時,溫室內(nèi)日平均氣溫、最低氣溫分別與外界當(dāng)天平均氣溫和最低氣溫有關(guān);最高氣溫與外界當(dāng)天平均相對濕度和室內(nèi)前一天最高氣溫有關(guān);平均相對濕度和最小相對濕度分別與前一天溫室內(nèi)的平均濕度和外界當(dāng)天的平均濕度有關(guān)。
表1 阜康春夏季日光溫室內(nèi)溫濕度與室外氣象要素的相關(guān)模型
表2 阜康冬季日光溫室內(nèi)溫濕度與室外氣象要素的相關(guān)模型
由表2 可以看出,冬季晴天時溫室內(nèi)平均氣溫和最高氣溫除與外界當(dāng)天日照時數(shù)有關(guān)外,還與溫室內(nèi)前一天平均氣溫、最高氣溫及外界當(dāng)天平均氣溫的某一項或兩項有關(guān);日最低氣溫只與溫室內(nèi)前一天的最低氣溫有關(guān);日平均相對濕度和最小相對濕度則與外界當(dāng)天日照時數(shù)、最高氣溫及室內(nèi)前一天的平均相對濕度、最低氣溫中的某兩項有關(guān)。少云—多云時溫室內(nèi)平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫分別與外界當(dāng)天最高氣溫、日照時數(shù)和前一天的平均氣溫及室內(nèi)前一天的最低氣溫和最小相對濕度中的某一項或兩項或三項有關(guān);平均相對濕度與外界當(dāng)天日照時數(shù)及室內(nèi)前一天的平均相對濕度和最小相對濕度有關(guān);最小相對濕度則與外界當(dāng)天最低氣溫、當(dāng)天和前一天平均相對濕度及室內(nèi)前一天平均相對濕度、平均氣溫和最高氣溫有關(guān)。寡照時溫室內(nèi)平均氣溫只與前一天室內(nèi)平均氣溫有關(guān);最高氣溫與外界當(dāng)天最高氣溫、當(dāng)天和前一天最低氣溫、前一天平均相對濕度及室內(nèi)前一天平均氣溫和最小相對濕度有關(guān);最低氣溫與外界當(dāng)天最低氣溫、前一天最高氣溫及室內(nèi)前一天平均氣溫有關(guān);平均相對濕度只與室內(nèi)前一天平均相對濕度有關(guān);最小相對濕度則與外界當(dāng)天平均氣溫、平均相對濕度及前一天平均相對濕度有關(guān)。
利用表1 中的相關(guān)模型分別對2011年3月10日至7月10日不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)的日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相對濕度和日最小相對濕度5個要素進(jìn)行擬合檢驗。得到日光溫室內(nèi)日平均氣溫擬合平均絕對誤差0.7~1.0 ℃,平均相對誤差3.3%~5.5%;日最高氣溫擬合平均絕對誤差1.7~2.4 ℃,平均相對誤差5.9%~8.9%;日最低氣溫擬合平均絕對誤差1.0 ℃,平均相對誤差6.4%~7.4%;日平均相對濕度擬合平均絕對誤差2.6%~6.4%,平均相對誤差4.3%~9.6%;日最小相對濕度擬合平均絕對誤差3.2%~8.5%,平均相對誤差12.0%~19.6%(表3)。由表3 可知,除日最小相對濕度擬合平均相對誤差超過10%外,其他擬合平均相對誤差均在10%以內(nèi),具有較好的精度。
表3 春夏季不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)氣象要素擬合檢驗
利用表2 中的相關(guān)模型分別對2010年12月1日至2011年1月31日不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)的日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相對濕度和日最小相對濕度5個要素進(jìn)行擬合檢驗。得到日光溫室內(nèi)日平均氣溫擬合平均絕對誤差0.7~0.9 ℃;日最高氣溫擬合平均絕對誤差0.2~1.1℃;日最低氣溫擬合平均絕對誤差0.5~1.3 ℃;日平均相對濕度擬合平均絕對誤差0.2%~0.4%;日最小相對濕度擬合平均絕對誤差1.8%~3.2%(表4)。因資料段溫室內(nèi)尚未生火增溫,也未澆水,低溫低濕,平均相對誤差均較大,在這里未列出。
表4 冬季不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)氣象要素擬合檢驗
利用表1 中的相關(guān)模型,分別對2012年3月1日至7月10日日光溫室內(nèi)的日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相對濕度和日最小相對濕度5個要素進(jìn)行計算,并與實測值進(jìn)行對比檢驗。得出不同天氣狀況下溫室內(nèi)日平均氣溫平均絕對誤差0.9~1.5 ℃,平均相對誤差4.6%~7.6%;日最高氣溫平均絕對誤差2.2~2.6 ℃,平均相對誤差7.2%~9.8%;日最低氣溫平均絕對誤差1.2~2.0 ℃,平均相對誤差7.2%~12.8%;日平均相對濕度平均絕對誤差4.6%~6.2%,平均相對誤差8.9%~9.5%;日最小相對濕度平均絕對誤差2.4%~9.6%,平均相對誤差11.4%~20.1%(表5)。由表5 可知,除日最小相對濕度及晴天和少云—多云天氣下最低氣溫平均相對誤差超過10%外,其他要素平均相對誤差均在10%以內(nèi),效果較好。
表5 春夏季不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)相關(guān)模型的應(yīng)用檢驗
利用表2 中的相關(guān)模型,分別對2011年12月1日至12月31日日光溫室內(nèi)的日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相對濕度和日最小相對濕度5個要素進(jìn)行計算,并與實測值進(jìn)行對比檢驗。得出不同天氣狀況下溫室內(nèi)日平均氣溫平均絕對誤差0.8~1.0 ℃;日最高氣溫平均絕對誤差0.4~1.3 ℃;日最低氣溫平均絕對誤差0.7~2.0 ℃;日平均相對濕度平均絕對誤差0.4%~0.6%;日最小相對濕度平均絕對誤差2.0%~3.5%(表6)。
表6 冬季不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)相關(guān)模型的應(yīng)用檢驗
根據(jù)對阜康日光溫室小氣候觀測站資料與外界氣象要素分別進(jìn)行春夏季和冬季相關(guān)關(guān)系分析,確定本地日光溫室氣象服務(wù)指標(biāo)。
(1)生火增溫指標(biāo):秋冬季在外界平均氣溫降至4~5 ℃、育苗棚內(nèi)平均氣溫降到20 ℃以下時需在溫室內(nèi)開始生火增溫,既可保證溫室作物正常生長,又避免了溫室用煤的浪費(fèi)。
(2)移栽定植指標(biāo):當(dāng)外界平均氣溫在-10 ℃左右,室內(nèi)通過適量生火增溫,生產(chǎn)棚內(nèi)平均氣溫在25 ℃以上、最低氣溫在15 ℃以上時移栽定植。
(3)通風(fēng)指標(biāo):當(dāng)外界氣溫≥20 ℃或棚內(nèi)濕度≥90%時應(yīng)及時通風(fēng)降溫降濕。
(4)覆蓋保溫指標(biāo):春秋季夜晚當(dāng)棚內(nèi)溫度≤20℃時,應(yīng)做覆蓋保溫,一般17—18 時是加蓋保溫簾的最佳時段。
(1)不同天氣狀況下日光溫室內(nèi)的氣溫和空氣相對濕度均有明顯日變化。不同天氣狀況下日最低氣溫變化不明顯,但最高氣溫差異較大,09:00—24:00 晴天>少云—多云>寡照,在最高值時差異最大;日空氣相對濕度最大值差異不大,最小值則有明顯差異,09:00—22:00 時寡照>少云—多云>晴天,均在18 時左右達(dá)到最小。
(2)不同天氣狀況下,春夏季日光溫室內(nèi)的溫濕度與內(nèi)外氣象要素的相關(guān)程度不同。晴天時主要影響因子為室內(nèi)前一天的氣溫和空氣相對濕度和外界的平均氣溫、最低氣溫、前一天平均氣溫、平均濕度、最小濕度及日照時數(shù)等;少云—多云時主要影響因子為溫室內(nèi)前一天的平均氣溫、平均濕度和外界日照時數(shù)、最低氣溫、平均濕度等;寡照時主要影響因子為外界當(dāng)天平均氣溫、平均濕度、最低氣溫、平均濕度及溫室內(nèi)前一天的平均濕度等。
(3)不同天氣狀況下,冬季日光溫室內(nèi)的溫濕度與內(nèi)外氣象要素的相關(guān)程度不同。晴天時主要影響因子為外界日照時數(shù)、平均氣溫、最高氣溫及室內(nèi)前一天的氣溫和空氣相對濕度等;少云—多云時主要影響因子為溫室內(nèi)前一天的平均氣溫、平均濕度和外界日照時數(shù)、最高氣溫、最低氣溫、平均濕度及外界前一天的平均氣溫和平均濕度等;寡照時主要影響因子為外界當(dāng)天和前一天的氣溫、平均濕度及溫室內(nèi)前一天的溫度和濕度等。
(4)應(yīng)用相關(guān)及逐步回歸方法建立阜康春夏季日光溫室內(nèi)氣象要素的相關(guān)模型,通過了顯著性檢驗。經(jīng)擬合檢驗,不同天氣狀況下,日平均氣溫擬合平均絕對誤差在1.0 ℃內(nèi),日最高氣溫擬合平均絕對誤差在2.4 ℃內(nèi),日最低氣溫擬合平均絕對誤差在1.0 ℃內(nèi),日平均空氣相對濕度擬合平均絕對誤差在6.4%內(nèi),日最小空氣相對濕度擬合平均絕對誤差在8.5%內(nèi)。除日最小空氣相對濕度擬合平均相對誤差超過10%外,其他擬合平均相對誤差均在10%以內(nèi),具有較好的精度。
(5)用春夏季日光溫室內(nèi)氣象要素相關(guān)模型分別對試驗點2012年3月10日至7月10日日光溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行計算。不同天氣狀況下溫室內(nèi)日平均氣溫平均絕對誤差在1.5 ℃內(nèi),日最高氣溫平均絕對誤差在2.6 ℃內(nèi),日最低氣溫平均絕對誤差在2.0 ℃內(nèi),日平均相對濕度平均絕對誤差在6.2%內(nèi),日最小相對濕度平均絕對誤差在9.6%內(nèi)。除日最小相對濕度及晴天和少云—多云天氣下最低氣溫平均相對誤差超過10%外,其他均在10%以內(nèi),效果較好。
(6)建立阜康冬季日光溫室內(nèi)氣象要素的相關(guān)模型,通過了顯著性檢驗。根據(jù)春夏季和冬季相關(guān)模型確定了日光溫室氣象服務(wù)指標(biāo)。
(7)本文在建立日光溫室內(nèi)溫濕度與外界氣象要素的相關(guān)模型時僅用了兩年的數(shù)據(jù),所以結(jié)論仍存在一定的局限性。
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