專(zhuān)利名稱(chēng)：一種土壤溫度預(yù)測(cè)的改進(jìn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于一維熱傳導(dǎo)模型的土壤溫度預(yù)測(cè)的方法，特別是一種土壤溫度預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)土壤溫度信息對(duì)研究環(huán)境過(guò)程、元素地球化學(xué)循環(huán)、土壤理化性質(zhì)演變，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、指導(dǎo)工程施工等方面都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，大多數(shù)的土壤溫度預(yù)測(cè)方法都是基于一維熱傳導(dǎo)模型，并設(shè)定土壤溫度為正弦函數(shù)變化規(guī)律；以及無(wú)限深度處土壤溫度等于平均土壤溫度兩種假設(shè)條件下，得到了·一個(gè)初始的土壤溫度預(yù)測(cè)方法，如式I :
權(quán)利要求
1.一種土壤溫度預(yù)測(cè)方法，其特征是本發(fā)明的土壤溫度預(yù)測(cè)方法 a.利用預(yù)測(cè)當(dāng)天地表氣溫的最大值與最小值出現(xiàn)時(shí)刻(tmax，tmin)，以及前一天的氣溫最大值時(shí)刻UmaxJ與后一天的氣溫最小值時(shí)刻(tmin+1)，將預(yù)測(cè)當(dāng)天的溫度變化過(guò)程分為三個(gè)時(shí)間段，使溫度預(yù)測(cè)曲線更加符合實(shí)際； b.綜合考慮相鄰時(shí)段土壤溫度的滯后影響，將當(dāng)前預(yù)測(cè)時(shí)間段與其前后相鄰時(shí)間段的氣溫最大值和最小值用于土壤溫度平均值計(jì)算，從而將土壤溫度曲線由非連續(xù)跳躍變化轉(zhuǎn)換為連續(xù)變化； c.降雨天氣時(shí)，考慮土壤水分顯著變化對(duì)氣溫振幅(Aa)與土壤溫度振幅(As)的影響，調(diào)整土壤溫度振幅，提高降雨?duì)顩r土壤溫度預(yù)測(cè)的精度； d.組合以上方法，土壤溫度預(yù)測(cè)值為T(mén)awan+ Aa ■ expf-z . E). C . K(t)。
VffiP
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種土壤溫度預(yù)測(cè)方法，其特征是所述的將預(yù)測(cè)當(dāng)天的溫度變化過(guò)程分為三個(gè)時(shí)間段零點(diǎn)至最小溫度時(shí)刻(00:00，tmin),最小溫度時(shí)刻至最大溫度時(shí)亥Ij ( tmin，t-)，最大溫度時(shí)刻至夜里24點(diǎn)，(tmax，24:00)，每一段的周期相應(yīng)為 2 X (24+t^n-t^!) >2 X (t— - tmin) >2 X (24+tmin+1-tmax)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種土壤溫度預(yù)測(cè)方法，其特征是所述的土壤溫度平均計(jì)算，當(dāng)預(yù)測(cè)時(shí)段為(tmin，tmax)，土壤溫度平均值為Iγ αρ(Ts_o為預(yù)測(cè)的前一時(shí)段(tmax，tmin+1)的土壤溫度平均值);當(dāng)預(yù)測(cè)時(shí)段為(tmax，tmin+1)，土壤溫度平均值STsaeml +^(Tmill -Tffiia)-expC-z ■ & (Tsmeanl 為預(yù)測(cè)前一時(shí)段(t— tmax)的土壤溫度平均值)，并迭代計(jì)算此后各個(gè)預(yù)測(cè)時(shí)間段的土壤溫度平均值Tsm_。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)的土壤溫度預(yù)測(cè)方法，其特征是所述的降雨天氣時(shí)，土壤溫度振幅(As)調(diào)整為AsXC,其中C = (i^)2 ,Ω為實(shí)際觀測(cè)的土壤含水率、β為20 Θ%降雨后較高的土壤含水率、%為干燥環(huán)境的土壤含水率；無(wú)降雨地表干燥時(shí)，C可直接取值為I。
全文摘要
一種土壤溫度預(yù)測(cè)方法，屬于基于一維熱傳導(dǎo)模型的土壤溫度預(yù)測(cè)的方法。根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)天地表氣溫的最大值與最小值出現(xiàn)時(shí)刻，對(duì)溫度曲線進(jìn)行分段，使其由對(duì)稱(chēng)型曲線轉(zhuǎn)換為更接近實(shí)際情況的非對(duì)稱(chēng)型曲線，分段預(yù)測(cè)周期取決于氣溫最大最小值的出現(xiàn)時(shí)刻；綜合考慮相鄰時(shí)段的土壤溫度滯后影響，將預(yù)測(cè)時(shí)間段與之前后相鄰時(shí)段的溫度最大最小值用于平均值計(jì)算，從而將土壤溫度曲線由非連續(xù)跳躍變化轉(zhuǎn)換為符合實(shí)際的連續(xù)變化；將土壤溫度與大氣溫度的關(guān)系由固定的線性關(guān)系轉(zhuǎn)換為不規(guī)則的變換形式；降雨天氣時(shí)，調(diào)整土壤溫度振幅值，提高降雨天的土壤溫度預(yù)測(cè)精度。土壤溫度預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)精度明顯提高；避免了獲取風(fēng)速、地表輻射等復(fù)雜的計(jì)算參數(shù)，操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01K3/04GK102914379SQ201210348738
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者雷少剛, 卞正富, 黃繼輝 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)