地面温度与气温关系的统计分析

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1、万方数据第25卷第3期中国农业气象2004年8月地面温度与气温关系的统计分析。姜会飞．廖树华．叶尔克江．阿帕尔(中国农业大学资源环境学院，北京100094)摘要：运用气象统计学和气候学的原理和方法，分析北京市海淀地面气象观测站19'35—19孵年的逐日平均气温资料和1981—1999年逐日地面温度资料，建立了以气温为基础的地温预测模型，并探索地气温差的年变化规律。结果表明：夏半年地面平均温度高于气温，冬半年相反；农作物生长季(3—10月)平均地气温差为2．0'E，年平均地气温差O．9℃；地气温差6月中旬最大，为4．9"C，

2、12月下旬最小，为一2．7℃，与辐射的最大值及最小值出现时间基本—致。用地温预测模型估算1999年作物生长季逐日地温，相对误差<2．9％。关键词：地气温差；保证率；生长季在农业生产和科学研究中，经常用到地温资料。地温不仅影响种子发芽和出苗、作物根系生长发育和土壤微生物的活动，还会影响土壤水肥运动。作物生长模型是目前较为流行的农业生产管理模型之一，其中一部分内容需用土温模拟作物根系发育以及对土壤水分和养分的吸收。对于种子发芽出苗、根系生长和作物苗期，以地温分析作物生育动态往往比用气温的效果更好。目前获取地温的唯一途径就是实地

3、观测。在野外或农业试验研究中，相对于气温观测或资料获取，地温资料更加复杂而烦琐。6地温与近地面层的气温有直接的依赖关系。如果能用通风干湿表观测得到的气温估算地温，或利用中长期天气预报的气温准确地估算地温，对于调整农业结构、合理安排播期、预测作物生长发育和科学防灾减灾等农业生产管理实践活动提供理论指导，将具有重要的实践意义。1地气温差的年变化北京市海淀地面气象观测站地处北京西北角，19"／4年前为水稻田，土壤为黑粘土。：h一洲乃3吖4日嚣阴：2吖827～图1多年平均地气温差年变化图(1981—1998年)从1981—1998

4、年平均情况来看：3月7日至10月13日期间，地温恒定大于气温，即地气温差>O℃；10月22日至2月21日期间，地温恒定小于气温，即地气温差<0'E。但2月22日至3月6日期间和10月14日至10月21El期间，则出现地温有时大于气温有时小于气温的波动情况。这可能与统计的资料年代短随机误差较大有关。用五日滑动平均法滤去随机波动，分别求得1981—1998年各年稳定通过日平均地温大于气温的初始日期和终止El期，列表如下。·收稿日期：2003—07一∞作者简介：姜会飞(1970一)，女，湖南平江人，副教授，在读博士，从事作物生长

5、模拟和国外农业数据信息系统等研究。·1·42024一p一琳_矿霉万方数据表11981—1999年稳定通过地温大于气温的2)。初始和终止日期表2北京海淀稳定通过地气温差≥0℃的*日序：1月1日计为1，依次类推。依据上述数据分别求算北京海淀区稳定通过地气温差≥O。C的初始和终止日期及其保证率(见表初始日期和终止日期及其保证率农业生产中保证率达到∞％，可基本满足生产需要。而北京地区3月22日至9月22日就是春分至秋分的时段，也就是我们常说的夏半年。因此可以认为：北京海淀地区夏半年地温大于气温，而冬半年则地温小于气温。地气温差为正

6、的时期要长于为负的时期，表明在北京平原地区，地表对大气的加热作用大于冷却作用，以向大气输送热量居主导地位。2地气温差极值及其出现的时间1981—1999年地温、气温月平均值及地气温差见表3。从多年平均情况来看，作物生长季(3—10月)地温和气温都大于OoC，且地温高于气温，平均地气温差2．0℃。日均地温最高值出现在7月31日，日均气温最高值出现在7月22日。日均地温最低值出现在1月19日，日均气温最低值出现在1月13日。地气温差最大正值出现在6月中旬，最小负值则出现在12月下旬，都比地温和气温最高值或最低值出现的时间提前。

7、表31981—1998年地气温差多年月平均值(℃)这是因为夏半年地面净辐射能为正值，地温和气温随之不断升高，地表把获得能量的一部分向下传输并贮存到土壤中，使地温最高值出现的时间滞后。而冬半年地面净辐射能为负，存贮在土壤中的能量也会往上传输到地表，使地面温度最低值出现的时间推迟。从地温与气温的月变幅看：地温5月至6月升高了4．I。C，6月至7月只升高0．10C；气温5月至6月的月增幅4．2℃，6月至7月月增幅1．50C。虽然从5月份至7月份地温和气温都在增高，但随时间的推移增幅在下降，并且地温的增幅明显低于气温。同样在11月

8、至1月份，地温的降幅明显低于气温。由·2·于土壤贮存热量的原因，使地气温差最大值比地温与气温最高值出现的时间滞后，而地气温差最小值比地温与气温最低值出现的时间提前(表4)。表41981—1998年平均地气温差极值、平均值及出现的日期(℃，日，月)万方数据3地温与气温关系模型利用北京市海淀地面气象站198