中国农业气象 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (04): 351-362.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2024.04.003
孙博,王怡宁,吕海深,王发信,朱永华,周超,高佩,方晶晶,卢怡然
SUN Bo, WANG Yi-ning, LV Hai-shen, WANG Fa-xin, ZHU Yong-hua, ZHOU Chao, GAO Pei, FANG Jing-jing, LU Yi-ran
摘要: 为探讨淮北地区地温对气象要素的响应关系,对未来地温进行预测,利用五道沟水文实验站1986−2021年0−320cm深度土壤内9个土层地温和8个逐日气象要素(平均气温、水面蒸发、日照时数、降水量、1.5m高度平均风速、平均空气相对湿度、绝对湿度和水汽压力差)实测资料,分析地温与气象要素的相关关系,利用主成分分析法对8个气象要素进行数据降维,以提取出的主成分作为输入构建PCA−BP地温模拟模型,并与仅使用平均气温作为输入的BP神经网络模型进行对比分析。结果表明:(1)除平均气温外,地温还受水面蒸发、绝对湿度、水汽压力差等气象要素影响,气象要素对地温的影响随土壤深度的增加而减弱。深层地温对气象要素的响应表现出时滞性特点,滞后时间随土层深度增加而增加。(2)0−80cm处PCA−BP地温模型在预测未来1、3、7d后地温时精度较高,R2(决定系数)均高于0.79。由于地温对气象要素响应的滞后性,预测天数增加时,PCA−BP地温模型对深层地温的预测精度提高。(3)引入新的气象要素作为输入,可提高地温预测模型的精度;与仅使用平均气温作为输入的BP模型对比,PCA−BP模型在预测未来3d和7d后地温表现更优。