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        武岡倒春寒及其預報

        2016-05-14 12:40:14戴傳洪廖仁國劉序林何衛(wèi)輝劉萱榮洪竹芳
        中國科技縱橫 2016年7期
        關鍵詞:分析

        戴傳洪 廖仁國 劉序林 何衛(wèi)輝 劉萱榮 洪竹芳

        【摘 要】利用武岡氣象觀測站30年(1971-2000)資料,統(tǒng)計分析武岡倒春寒出現(xiàn)的歷史概況和規(guī)律。建立393個氣象要素的數(shù)據(jù)庫,分析倒春寒與前期其他氣象要素的相關關系,挑選3個相關性最好的要素作為預報因子,采用三元線性回歸、概率回歸等方法,建立7個顯著性水平等于0.05(可信度為95%)的倒春寒預報方程,通過歷史回代檢驗,用于預報實踐,效果良好。

        【關鍵詞】武岡倒春寒 分析 預報

        武岡市位于云貴高原東側、雪峰山東麓、南嶺山脈北緣,春季3-4月間受南嶺靜止鋒影響,常造成長時間的低溫陰雨天氣過程,當北方不斷有冷空氣分股南下時,氣溫持續(xù)下降,會出現(xiàn)倒春寒天氣,對早稻的播種育秧影響很大,常造成大面積的爛種爛秧。因此,分析倒春寒天氣的出現(xiàn)規(guī)律及特點,提高倒春寒天氣的預報準確率,對減輕倒春寒天氣對春耕生產(chǎn)的危害程度,確保早稻豐收具有實際意義。

        1資料和方法

        資料來源:通過湖南省氣象臺編制的《地面氣象資料檢索系統(tǒng)》、中國氣象局發(fā)布的《地面氣象測報業(yè)務軟件》及武岡市氣象局編制的《地面氣象觀測記錄月報表》、《地面氣象觀測記錄年報表》,獲取武岡市30年(1971-2000)地面氣象觀測資料。并按照2004年發(fā)布的湖南地方標準[1],統(tǒng)計相關天氣現(xiàn)象的歷年概況,然后選取393個對象做為預報因子,經(jīng)數(shù)字化處理后,建立起以倒春寒為預報對象的預報因子庫。

        資料的數(shù)字化處理方法:為便于統(tǒng)計分析和計算處理,對所選的393個對象進行如下的數(shù)字化處理。

        (1)原始氣象資料的處理:原始氣象資料均去掉小數(shù)點使用。

        (2)有、無的處理:以“1、0”化方法處理“有、無”。

        (3)干旱的處理:以0、1、2、3表示無旱、一般性旱、大旱、特大旱。

        (4)20℃寒露風的處理:以9月1日為基點,從“1“開始依序編碼,無寒露風編碼為31。

        (5)四季界限溫度(10℃)初、終日的處理:初日以3月1日為基點,終日以11月1日為基點,從“1“開始依序編碼。

        (6)四季界限溫度(20℃)初、終日的處理:初日以5月1日為基點,終日以9月1日為基點,從“1“開始依序編碼。

        (7)雨季結束日期的處理:以7月1日為基點,從“1“開始依序編碼,雨季結束在8月或結束不明顯則編32

        (8)雨水集中期的處理:開始日以5月1日為基點,從“1“開始依序編碼。

        相關性分析方法:根據(jù)兩隨機變量X、Y的相關系數(shù)計算公式[2],以倒春寒為預報對象,計算因子庫中各要素與之相關系數(shù)。

        (其中 Cou(X,Y) 為X與Y和協(xié)方差,D(X)、D(Y)為方差)

        2倒春寒歷史概況

        按照湖南省地方標準BD43/T234-2004, 倒春寒的統(tǒng)計標準是:3月中旬至4月下旬旬平均氣溫低于該旬平均值2℃或以上,并低于前旬平均氣溫,則該旬為倒春寒。以△Ti表示出現(xiàn)倒春寒的旬平均氣溫與歷年同期旬平均氣溫的差值,當△Ti﹥-3.5℃時為輕度倒春寒,當-5.0℃﹤△Ti≤-3.5℃時為中等倒春寒,當△Ti≤-5.0℃時為重度倒春寒。對照此標準,統(tǒng)計30年整編資料,得到歷年倒春寒概況如表1所示。

        30年間共出現(xiàn)21次倒春寒,出現(xiàn)幾率為70%,分布在17個年份,年出現(xiàn)幾率為57%,年最大負距平為-4.8,屬中度倒春寒,沒有出現(xiàn)重度倒春寒的情況。一年中出現(xiàn)2次倒春寒的有4年,出現(xiàn)一次的有13年。同一年中倒春寒可能出現(xiàn)在3月和4月月份,如1979年、1980年。也有可能出現(xiàn)在同一月份,如1996年3月中旬、下旬,1972年4月上旬、下旬均出現(xiàn)了倒春寒。3月倒春寒出現(xiàn)13次,出現(xiàn)幾率為43%,同一年中占的比例為68%,最大負距平為-4.7。4月倒春寒出現(xiàn)6次,出現(xiàn)幾率為20%,同一年中占的比例為32%,最大負距平為-4.8。按旬統(tǒng)計,倒春寒出現(xiàn)最多的是3月下旬共9次,最大負距平為-4.7,其次是3月中旬和4月下旬各出現(xiàn)4次,最大負距平分別為-3.3和-4.8,出現(xiàn)最少的是4月中旬僅1次,最大負距平為-3.0。

        3倒春寒預報因子的選取及預報方程的建立

        按照前述相關性分析方法,計算出預報對象(倒春寒)與因子庫中其他392個因子的相關系數(shù),選取前10個相關性最好的因子及相關系數(shù),從中可見相關性最好的10個因子的編號,相關程度的大小,各因子之間相關程度的差異等。再從前10個相關性最好的因子中取前3個因子(見表2),采用三元線性回歸、概率回歸等方法,得到8個倒春寒預報方程(見表3)。8個預報方程有7個通過顯著性水平為0.05(可信度為95%)的檢驗,方程可用。只有4月上旬倒春寒預報方程的F值為3.591,小于4.24,但大于2.92,通過顯著性水平為0.1(可信度為90%)的檢驗,方程基本可用。

        倒春寒預報方程計算結果并非0、1型整數(shù),現(xiàn)采用回代檢驗概率預報正確率最大者確定閾值,將其轉換成0、1型。

        4月中旬倒春寒預報方程和4月下旬倒春寒預報方程,歷史回代檢驗預報正確率為100%,其余6個方程預報正確率為90%。

        4倒春寒預報方法應用平臺

        使用VB6.0編程[3],建立一個倒春寒預報平臺,將上述預報因子的相關性分析,多元線性回歸及概率回歸計算,預報方程的建立和計算結果的顯著性檢驗均等在計算機上實現(xiàn),具有操作簡便,結果直觀等特點。

        參考文獻:

        [1]湖南省地方標準BD43/T234-2004.湖南省質量技術監(jiān)督局.

        [2]氣象統(tǒng)計預報基礎.氣象出版社,1995年3月 .

        [3]Visual Basic 6.0中文版.冶金工業(yè)出版社,1999年.

        作者簡介:戴傳洪(1958—),男,漢族,湖南武岡人,工程師,大專,主要從事天氣預報及服務工作。

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