基于数值天气预报与公共天气预报的参考作物腾发量预报比较

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°准确估算作物需水量(ET)是合理制定灌溉策略、节约农业用水的基础,而参考作物腾发量(ET0)是计算ET的基础,因此,准确预报ET0对于节约水资源具有重要意义。由于ET0仅受气象条件影响,基于天气预报的ET0预报成为目前预报ET0的主要手段。天气预报分为数值天气预报与公共天气预报,前者数据难以获得且处理复杂,但是气象要素多、数据网格化,既满足公式计算要求,也便于在面上推广;后者则恰好相反。目前国内大多采用公共天气预报进行ET0预报,对基于数值天气预报的ET0预报研究基本未见报道。鉴于数值天气预报的优点众多,而且国内已经出现了成熟的数值天气预报产品,本文在国内尝试利用其进行ET0预报,从而探讨数值天气预报与公共天气预报在我国不同气候区以及季节上的适用性,便于指导灌溉工作。本文选取了分布于我国四个主要气候区的31个气象站点,分别采用数值天气预报与公共天气预报展开ET0预报(ET0N、ET0P)工作,分区分季节比较ET0N与ET0P的预报精度,探索两种天气预报在ET0预报方面的空间适用性和季节适用性,主要结论如下:(1)总体而言,数值天气预报的净辐射、风速预报精度高于公共天气预报,数值天气预报的最低温、最高温预报精度则低于公共天气预报,两种天气预报的水汽压差预报精度相近。两种天气预报的气象要素预报精度在各气候区的具体表现如下:对于最低温,在四个气候区,均是数值天气预报的预报精度低于公共天气预报;对于最高温,除温带季风气候区以外,均是数值天气预报的预报精度低于公共天气预报,但是温带大陆气候区的高纬度地区(≥43°N)以及温带季风气候区中的东北地区,适合采用数值天气预报的最高温;对于净辐射,除亚热带季风气候区外,数值天气预报的预报精度均高于公共天气预报;对于风速,在四个气候区,数值天气预报的预报精度均高于公共天气预报,但是在高原山地气候区,前者的预报稳定性低于后者;对于水汽压差,在亚热带季风气候区,数值天气预报的预报精度低于公共天气预报,在其余三个气候区,两种天气预报的预报精度无显著差异。(2)整体而言,在高原山地气候区与温带大陆气候区,推荐采用ET0N,在其他两个气候区则推荐采用ET0P。高原山地气候区与温带大陆气候区主要包括内蒙古、新疆、西藏、青海、甘肃,这五个省份面积较大、但公共天气预报站点相对较少,ET0P不适合在空间上推广;而这五个省份推荐使用ET0N,且数值天气预报数据为网格形式,很好地解决了ET0空间推广的问题。ET0N的预报精度在四个气候区的排序为高原山地气候区>温带季风气候区>温带大陆气候区>亚热带季风气候区,ET0P的预报精度在四个气候区的排序为高原山地气候区>温带季风气候区>亚热带季风气候区>温带大陆气候区,分别与数值天气预报的净辐射、公共天气预报的净辐射精度排序一致,表明了净辐射对ET0预报的重要性。(3)对于高原山地气候区,秋、冬季适合采用数值天气预报进行ET0预报,春、夏季根据情况使用(只在某些站点上使用时,可以选取公共天气预报进行ET0预报;需要在面上推广使用时,建议采取数值天气预报进行ET0预报)。对于温带大陆气候区,在夏季适合采用公共天气预报进行ET0预报,在秋、冬季适合采用数值天气预报进行ET0预报,在春季根据具体需要选择。对于温带季风气候区,在春、夏季适合采用公共天气预报进行ET0预报,秋、冬季适合采用数值天气预报进行ET0预报。对于亚热带季风气候区,春、夏、冬季选取公共天气预报进行ET0预报,秋季根据具体需要选择。
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