日光温室气温变化规律研究

为了解日光温室冬春室内外的气温变化规律，合理调控日光温室气温，提高农产品产量和品质，利用廊坊永清县海泽田农业园区2015年1—5月观测的室内外试验数据，对不同天气类型下室内外气温变化规律进行分析研究。结果表明：试验期内室内外气温总体变化趋势一致，温室内外气温差异受太阳辐射和人为因素共同影响。不同天气类型下白天温室气温变化速度表现为晴天〉多云〉阴天，试验期内单日最低气温与日出时间有关，一般出现在日出前1—2h内。不同天气类型下温室内外气温相关性显著，相关性表现为阴天〉晴天〉多云天。

设施栽培油桃物候期内温室内外温度变化规律研究

基于2015年1-5月观测的设施栽培油桃(Prunus persica var.nectarina Maxim)物候期和日光温室内外气温、地温等数据,系统研究了油桃在整个物候期内温室内外气温、地温的变化规律。结果表明,温室栽培油桃的物候期较露地栽培油桃提前50 d左右。油桃萌芽、开花期,温室内的平均气温可达到11.8~13.7℃,最低气温在5℃左右,此气温水平较好满足了油桃萌芽、开花的需要。果实膨大期及成熟期内,温室内平均气温为14.9~24.1℃,但最高气温有时达30℃以上,应注意及时通风降温,延长温室的通风降温时间。温室内外气温在不同天气条件下日变化均呈"单峰"型,晴天温室内外日温差比阴天大,温室内的气温始终高于室外的气温。1月下旬至3月中旬,日光温室内5 cm土层的平均地温为13.5~17.2℃,地温不能满足油桃根系生长发育的需求。不同天气条件下日光温室内外地温的日变化趋势与气温变化基本一致,温室外地温日变化与温室外气温日变化具有相关性;温室内地温日变化较平稳,最高地温较最高气温出现的时间存在滞后现象。

华北设施农业区气候资源分布及季节变化特征

利用华北地区102个农业气象站1980—2010年的气候资料,运用气候倾向率和反距离权重法,分析了设施农业生长季(当年10月至次年5月)和冬季的气温、光照分布状况及时空变化特征。结果表明:(1)华北设施农业区气温呈南高北低分布,整体呈上升的趋势;(2)日极端最低气温≤-20℃和≤-15℃的天数呈减少趋势,且76%以上出现在冬季。山西省南部、河北省中南部日极端最低气温均大于-20℃;(3)光照资源分布北多南少,呈减少趋势。逐日日照时数小于3 h的天数、连续3 d逐日日照时数≤3 h的过程整体呈增加趋势,主要集中在山西省南部、河北省南部。

大长度日光温室东西方向的温度变化特征

【目的】探明不同气候类型下大长度日光温室东西方向的温度变化规律,以期为大长度日光温室温度的智能调控和农业生产的科学管理提供参考依据。【方法】以廊坊市草莓生产温室(东西长100 m、南北跨度10 m、脊高5 m)为研究对象,在温室东西方向布设10组监测点,对2020年冬季日光温室草莓全天候动态温度数据进行采集,采用反距离权重算法对东西方向上的温度进行建模,并获取温度高值区和低值区。【结果】晴天、多云天气和阴天夜间东西方向上的温度变化均较小,温度高值区出现在中部,低值区出现在东西两侧;晴天和多云天气揭开棉被后,太阳初升时温室内温度呈西高东低的变化趋势;13:00后由于生产管理过程中上通风口开启不均,温度高值区的出现位置不同,主要集中在温室的中东侧,低值区主要集中在东西两侧;2月温度高值区9:00前在温室中部,10:00-17:00高值区主要分布在东西两侧的10 m和90 m处,18:00后高值区主要分布在温室东侧20~30 m和西侧70 m处;温度低值区最大概率出现在60 m处。阴天高值区主要集中在温室中部,低值区在10 m处;温度快速升温和降温时段主要集中在上通风口打开前和盖棉被时。【结论】夜间温度低值区主要集中在温室的东侧或西侧区域,若有低温冻害天气发生时,应在东侧或西侧采取增温措施;在温室的高温时段,可根据作物的生长气象指标,适当在温室内增设风机,避免温度不均对作物生长产生影响。

春季塑料大棚内气温和相对湿度变化特征

以河北省廊坊市葡萄塑料大棚为研究对象,收集2016年春季大棚内外气温和相对湿度数据,研究分析不同天气类型和采取不同农事活动时塑料大棚内外温湿度的变化规律。结果表明:(1)塑料大棚内白天气温呈单峰型变化趋势,14点左右达到最高值,最高值出现时间早于棚外,06:00前后达到最低值,基本与棚外同步。(2)晴天时塑料大棚内最高温度超过40.0℃,日夜关闭风口时棚内外温差是白天开风口、夜间闭风口时的3.4倍;(3)3月下旬、4月中下旬及5月夜间棚内存在逆温现象;(4)在日夜关闭风口情况下,棚内相对湿度呈现双谷型变化,12点前后会有个小高峰出现;(5)在白天开风口、夜间闭风口情况下,棚内相对湿度仅为日夜关闭风口时的1/5左右;(6)在日夜关闭风口情况下,棚内除草松土能够降低棚内气温和相对湿度,使夜间棚内相对湿度达到饱和的时间缩短,其降湿作用至少持续3 d;(7)浇水可降低棚内气温,同时使相对湿度明显升高,在日夜关闭风口情况下浇水的影响可持续3 d;在白天开风口、夜间关闭风口的情况下浇水的影响仅能维持1 d。

地表太阳辐射减弱和臭氧浓度增加对冬小麦生长和产量的影响

为研究辐射减弱和O3胁迫对作物的影响,利用改进的开顶式气室(OTC)和遮荫网,开展了辐射减弱和O3胁迫的大田试验研究。实验设置4种处理:CK为野外大田组,T1为40%遮荫,T2为100 nL/LO3,T3为遮荫40%和100 nL/LO3的复合组。结果表明:T1和T3组冬小麦的生育期延长且推迟,T3组株高无明显变化;T2组株高降低,生育期缩短;单株干物质重均降低,T3降幅最大;各组灌浆速率均降低,T3组降幅最大;T1和T3产量、千粒重、穗数、穗粒数和穗重显著降低,T2组穗数无明显改变。由此可见,复合对小麦生长的影响较接近40%遮荫;粒重降低主要是因为灌浆速率的降低,灌浆时间的影响较小;产量的降低主要是千粒重、穗数、穗重的降低,降幅最大,但小于两因子单独累加。

遮阴和臭氧浓度增加对冬小麦叶片光合作用的影响

基于开顶式气室(OTC),开展了遮阴和不同臭氧熏蒸水平的大田试验(不遮阴+空气,CK;不遮阴+100 nL·L-1O3,T1;不遮阴+150 nL·L-1O3,T2;20%遮阴+空气,T3;20%遮阴+100 nL·L-1O3,T4;20%遮阴+150 nL·L-1O3,T5),并采用Diving-PAM叶绿素荧光仪测定了冬小麦(扬麦13)灌浆期不同叶位叶片的荧光参数,研究了遮阴和臭氧浓度增加对冬小麦灌浆期不同叶位叶片光合荧光特性的影响。结果表明,臭氧浓度增加显著降低了冬小麦灌浆期的Fv/Fm、Pm、Ik、qP和实际光量子效率Yield,提高了Y(NO)、L(PFD)和(1-qP)/NPQ,并使NPQ和Y(NPQ)先升高后降低;遮阴处理下的臭氧胁迫对冬小麦的影响程度则显著低于未遮阴下的臭氧胁迫,遮阴缓解了臭氧胁迫对冬小麦叶片造成的损伤。可见,臭氧浓度增加抑制了PSⅡ的电子传递活性,损伤了捕光系统和耗散保护机制,导致光合能力降低;遮阴则在一定程度上提高了PSⅡ的电子传递速率和处理过剩光的能力,缓解了臭氧对冬小麦光保护机制的破坏。另外,由于臭氧沉降的影响导致植株下部臭氧浓度过高,倒三叶受到胁迫影响最为严重,热耗散机制受到严重损伤。

河北廊坊市连续重污染天气的气象条件分析

利用2013年1月至2014年7月廊坊市空气污染资料及逐小时风向风速、相对湿度、气压等地面自动站观测资料，通过统计学方法对廊坊市该期间发生的17次连续3d及以上重污染天气过程进行分析，结果表明：（1）17次连续重污染天气过程主要发生在1～3月和11—12月，1月最多，最长连续时间长达7d；（2）连续重污染天气过程中，首要污染物主要是细颗粒物PM２.５；有高污染浓度持续日和高污染浓度间断分布日2种情况，平均浓度分别达到314μg／m3和193μG/m3，高污染浓度持续日的比例达60％；（3）500hPa高空廊坊市处于高压脊前西北偏西气流中，地面分别位于弱高气压场区及低压场（倒槽）区是连续重污染天气过程最主要的2类配置类型，后者是6级空气严重污染的主要控制形势；（4）连续重污染天气形成的气象条件是：廊坊市地面风向为西南风至偏西风或者为偏东风至东南风，风力≤2级；2—3月｜△P3｜≤3．0hPa，其余月｜△P3｜≤2．0hPa；相对湿度在40％-95％之间；日降水量G0．6mm，近地层有逆温层存在，平均高度900hPa以下，厚度≥10hPa，逆温层强度≥1℃；（5）当廊坊市地面处于低压场（倒槽）控制下，逆温层高度在925hPa以下、厚度320hPa及逆温层强度33℃，有利于严重污染天气的形成，若同时廊坊市地面风向为东北风至偏东风、风力为1级，相对湿度350％，则有利于高污染浓度持续日的形成和发展；（6）2014年2月11～15日河北省区域性空气重污染的演变状态及利用美国NOAA的Hysplit-4模式计算得到的空气质点的后向轨迹表明，燕山、太行山山脉的阻挡以及河北省和周边重污染区域分布导致的污染物区域输送是廊坊市连续重污染天气产生的重要因素之一。

太阳辐射减弱和臭氧浓度增加对大豆荧光特性与产量的影响

【目的】研究太阳辐射减弱和臭氧(O3)浓度增加单因子及复合作用条件下对大豆荧光特性与产量的影响,为应对两因素对我国农作物的不利影响提供基础理论依据。【方法】以八月黄大豆品种为试材,采用大田开顶式气室(OTC)进行太阳辐射减弱和O3浓度增加单因子及其复合条件下对大豆荧光特性与产量的影响试验。试验设4个处理,分别为:CK(不通O3、不作辐射减弱处理)、T1(不通O3,辐射减弱20%)、T2(100 nL/L O3处理)、T3(100 nL/L O3和辐射减弱20%复合处理)。【结果】相对于CK,T1、T2、T3处理条件下大豆的P m、Ik、Yield、qP显著下降;L(PFD)、NPQ、Y(NPQ)、(1-qP)/NPQ显著增大;T1、T2、T3处理对快速光响应曲线的初始斜率(α)没有明显影响;T1处理对F v/Fm值无明显影响,T2、T3处理的F v/Fm值显著下降;T1处理的Y(NO)值显著增大,T2处理的Y(NO)值显著减小,而T3处理没有显著改变Y(NO)值。相对于CK,T1、T2、T3处理条件下大豆的固氮能力、生物量和产量均显著降低,且呈T1<T2<T3的趋势。【结论】太阳辐射减弱和O3浓度增加复合条件下相对于单因子胁迫具有更明显的胁迫效应,但复合效应小于单因子胁迫效应的简单累加。太阳辐射减弱和O3浓度增加在很大程度上影响了大豆的光合作用,造成大豆减产。

北京地区2014年9月1—2日暴雨天气过程分析

本文利用MICAPS常规气象资料、多普勒雷达资料和卫星云图资料、数值预报产品，从天气形势、物理量量场、雷达回波演变特征、云系特点并结合9月1—2日自动气象站雨量资料，分析了2014年9月1-2日北京地区的暴雨天气过程．．结果表明，本次过程为高空冷涡后部横槽携带冷空气南下，同时，西太平洋副热带高压明显北抬，致使偏南暖湿气流向华北输送，为暴雨提供了有利的背景场。中低层的低涡切变及地面低压辐合区为暴雨提供了有利的动力条件。

河南省设施农业冬季低温灾害风险评估

为了提高气候资源利用率,合理优化河南省冬季设施农业布局,利用1981—2018年河南省113个国家气象站冬季逐日最低气温资料,采用数理统计方法计算冬季年最低气温标准差和不同低温灾害指标的气候概率、发生频率、发生强度,并采用等权重法构建设施农业低温风险指数,结合低温灾情资料,选用有序样本最优聚类法划分设施农业低温风险等级,且叠加地表覆盖数据进行低温灾害风险评估。结果表明:河南省各地冬季低温灾害指标小于等于-5℃的气候概率和发生频率均超过0.80,不适宜发展塑料小拱棚,且不宜采用单层塑料大棚进行设施农业生产。信阳和南阳南部小于等于-10℃的气候概率和发生频率均小于0.20,适宜发展塑料大棚;鹤壁、安阳和濮阳小于等于-10℃的气候概率和发生频率均超过0.80,需发展日光温室才能保证设施作物生长。在塑料大棚发展区内,信阳市固始县和商城县为低温灾害轻度风险区,信阳大部、南阳部分区域和周口为中度风险区,其他地区均为重度风险区;在日光温室发展区内,濮阳、安阳和鹤壁部分区域为低温灾害特重风险区。河南省冬季各地不同等级的低温灾害风险有一定的区域性,在发展设施农业时,应因地制宜进行科学布局。

钟模型在日光温室火龙果发育期预测中的应用研究

利用日光温室火龙果花期和果实生长期的历期、温度和光照观测资料,采用钟模型和有效积温模型建立了2个发育期的模拟模型,并对模拟效果进行了检验和对比。结果表明:火龙果在花期和果实生长期均具有较高的感光性和感温性,气温越高、光照条件越好,火龙果花果的生长速度越快;钟模型对火龙果花期和果实生长期的模拟效果优于有效积温模型,其决定系数分别为0.95839和0.95655,NRMSE分别为4.6%和7.7%,RMSE分别为0.78和2.63 d。

基于雨滴谱数据进行Z-I关系的本地化应用研究

利用2012年-2014年PS32雨滴谱仪逐分钟的雨滴谱资料,采用Gamma分布拟合的方法,归纳总结出本地化的Z-I关系,再利用变分法进行校准,获得适用于实际业务需要的本地化Z-I关系。将改进后的Z-I关系应用于本地雷达降水估算和预报,从2012年-2014年年所有降水天气过程中选取12个降水天气过程作为检验样本个例,结果表明:利用雨滴谱仪和雨量自动站资料进行Z-I关系本地化,提高了雷达降水估算中雨量的估算精度,较雷达自带降水估算产品更好地反映了降水的空间分布。

揭/盖保温被时间对日光温室气温的影响

为廊坊市及类似地区日光温室油桃和毛桃揭、盖保温被时间提供借鉴参考,利用河北省廊坊市2017年1-4月2个不同日光温室的连续观测数据,研究不同揭、盖保温被时间对日光温室气温的影响。结果表明:多云、阴天和晴天3种天气条件下不同揭、盖保温被时间的总体变化趋势一致;随着时间的推后,揭保温被的时间越来越早,盖保温被时间则越来越晚;连阴天第2天后应推迟揭保温被时间,提早盖保温被时间,第3天后揭保温被时间应推迟至10∶00后;揭保温被时间过早,1月晴天和多云天白天不能满足温室桃对温度的需求,2月晴天和多云天基本能满足温室桃对温度的要求,但阴天应推迟揭保温被的时间并提早覆盖保温被。

廊坊冬季日光温室气温分析与预报模型研究

以廊坊地区冬季生产季的日光温室内外的实时气温观测资料为试材,采用BP神经网络方法,研究了日光温室内外温度特征关系,建立了日光温室气温预报模型并对其进行了拟合检验。结果表明:(1)温室内外日平均气温变化规律基本一致,具有很强的相关性,内外逐日气温的峰值与谷值出现的时间大致相符;(2)利用BP神经网络方法建立模型对温室内气温进行模拟,最高气温预报值与实测值均方根误差为3.1℃,符合度指数为0.80,预报绝对误差≤3℃的预报准确率为77%;(3)最低气温预报值与实测值均方根误差为1.2℃,符合度指数为0.93,预报绝对误差≤2℃的预报准确率为90%。说明所建BP神经网络预报模型对廊坊地区日光温室内最高气温和最低气温模拟均有较高的精度,可以用于温室内气温的预测。

不同光温条件下草莓果实特征分析

利用草莓(Fragaria×ananassa Duch.)生长期内的气温和日照时数观测资料,采用偏最小二乘回归分析、线性回归分析等方法,分析了草莓果实鲜重、果形指数、果实硬度和可溶性固形物含量与日平均气温、日平均最高气温、平均昼夜温差、日平均最低气温及日照时数相关性。结果表明,日平均气温、日平均最高气温、平均昼夜温差和日照时数是影响草莓果实鲜重、果形指数、果实硬度和可溶性固形物含量的重要因素,日平均最低气温是非重要因素。日平均气温、日平均最高气温、平均昼夜温差与草莓果实鲜重、果形指数、果实硬度以及可溶性固形物含量呈负相关;日照时数与果实鲜重及硬度均呈多项式关系。较高的气温和较长的日照时数使草莓横径增长速度加快,较早达到最大值。利用偏最小二乘回归模型进行草莓果实鲜重、果形指数、果实硬度和可溶性固形物含量的模拟效果较好,其中果形指数的模拟结果最好,NRMSE仅为0.03%。

基于MODIS数据的河北省冬小麦长势及干热风灾害遥感分析

使用MODND1D中国500 m分辨率归一化差值植被指数(NDVI)产品数据,对河北省2018年10月—2019年5月冬小麦各生育期NDVI变化进行分析,并对2019年5月22日冬小麦灌浆期河北省的一次大面积干热风过程进行分析,对比干热风发生前后NDVI变化特征。结果表明,NDVI可以较好地反映冬小麦各生育期长势情况,同时可以反映干热风对冬小麦灌浆期的影响,当干热风发生时NDVI出现明显的下降趋势,且其下降幅度随干热风灾害程度加重而增大。

廊坊市温室春茬番茄生长与温度的关系及室温调控措施

以番茄“MEISHUAI”品种为试验材料,研究了廊坊市春茬番茄温室内气温的影响因素、番茄生长与温度的关系及室温调控措施。结果表明:温室内日平均气温与温室内日平均10 cm土壤温度、日平均光合有效辐射及温室外日平均气温均存在极显著相关关系,相关系数分别为0.693、0.432和0.759;番茄茎粗、株高和果实橫纵径的生长量与积温成显著或极显著正相关。针对温室内温度过高的问题,提出了具体的室外气温调控指标和调控措施。

固安县“8·8”短时强降水过程分析

利用国家卫星气象中心和固安的降水资料、FNL再分析资料(1°×1°),从环流背景、物理量诊断、卫星云图特征等方面对2018年8月8日固安县一次短时强降水过程进行天气动力学诊断和中尺度分析。结果表明,受副高边缘西南暖湿气流和西风槽冷空气共同影响,8日白天固安县出现短时强降雨。强降水产生于有利的天气尺度系统配置中,中层干、下层湿的层结;中低层暖区,高层冷区的不稳定温度场配置;固安K指数>37.5℃,更易存在较强对流不稳定潜势。地形对短时强降雨的强度以及落区等起重要作用。