对最热月和最冷月温度统计方法的思考*

2021-08-25 07:11叶尔克江霍依哈孜姜会飞戴安然
中国农业气象 2021年8期
关键词:平均温度常德时段

叶尔克江·霍依哈孜,姜会飞,戴安然

(1.新疆昌吉州气象局,新疆昌吉 831100;2.中国农业大学资源与环境学院,北京 100193)

最热(冷)月温度是常用于表征地区农业热量资源的农业气候区划指标,最热月温度反映高温阶段的热状况,最冷月温度反映寒冷程度[1-4]。某地最冷月温度用于评判热作(热带作物)能否在该地区全年生长、越冬作物能否安全越冬和冬季是否有冻害风险等,最冷月最低气温是北方冬小麦越冬冻害研究中常用的农业气象指标[4-5]。最热月温度是影响积温利用的限制因子,在年总积温较多,但最热月温度相对低的地方,某些喜温作物的栽培就受到限制,温度过高对农作物会造成高温热害或干热风危害等[6]。作物种植适宜区划中,最热月和最冷月温度常被选为一级区划气候因子。

农业气候区划中使用的最热(冷)月温度指标,指的是农作物生命活动过程中,对统计年度为时一个月时段的平均温度要求的最高(低)阈值。农业气象学的理论研究和实践应用中,以7月(1月)直接计算最热(冷)月温度的现象很普遍[2-3,7-10]。其实,最热(冷)月的“月”与1-12 个月的“月”是有区别的。前者是指一个月时间长度的阶段,后者则对应全年内1-12月的某个月份;前者日期在年际间是变化的,而后者日期在年际间是固定不变的;前者时长是固定的一个月的统计天数,后者时长则随月份变化。如果以1月和7月的天数31d 为一个月的时段长度,则统计年度中连续31d 的滑动平均温度最高(低)值对应该年度最热(冷)月时段及月时段均温。直接从年度12 个月的月均温中挑选最大(小)值作为最热(冷)月温度,可能导致实际最热(冷)月时段的人为割裂和最热(冷)月温度的统计失真。

最冷月一般发生在冬季,最热月出现于夏季。气象领域常以3-5月为春季、6-8月为夏季、9-11月为秋季、12月-翌年2月为冬季,按当年3月-翌年2月为一个年度划分四季[11];考虑农作物从营养生长向生殖生长发育过程中,对温度表现为由低至高的变化需求。综合多年生植物、越冬农作物的生命活动和农事活动过程,统计最热月和最冷月温度的年度时间,以始于冬终于秋,从前一年12月-翌年11月为宜。

对中国气象局地面气象台站网多站1951-2018年逐日温度统计分析发现,最热月并不都在7月,最冷月也不都在1月。直接以7月(1月)统计最热(冷)月温度是有误差的,其结果在指导实践应用中可能因信息失真而产生风险。最热(冷)月起止日期和温度在年际间有何变化,与从统计年度的12 个月中挑选的月均温最高(低)值在时间和温度上有何差异,探索准确统计最热(冷)月温度的方法是气象服务农业的业务应用和农业气候区划中迫切需要解决的问题。本研究拟以湖南常德地面气象站1951-2018年逐日气温日均值观测数据为例,统计分析12月-翌年11月的各年度最热(冷)月份平均温度与月时段长31d 的最热(冷)月均温,对比分析不同月份、时段与最热(冷)月的起止日期和温度差异,探索相对准确有效的最热(冷)月温度统计方法。

1 资料与方法

1.1 资料来源

湖南省常德地面气象站(台站编号57662,纬度29°3ˊN,经度111°41ˊE,海拔高度35m)1951-2018年逐日日均气温资料,其中1967年8-10月缺测。数据来源于中国气象局地面气象观测网(http://data.cma.cn/)。

1.2 研究方法

1.2.1 资料处理

以12月-翌年11月为一个年度,为获取最大量的最热(冷)月数据信息,对于年度不完整的年份,按最热月起止时间出现的可能范围6-9月、最冷月起止时间出现的可能范围12月-翌年3月进行统计。因此,在不连续的年份序列中,第1年只能统计求得最热月的起止日期和平均温度,而不能获取最冷月信息。以上68a 数据中,最热月可获得1951-1966年和1968-2018年共67a 统计结果,缺1967年度最热月的数据信息;最冷月统计时段中,由于第一个统计年度缺1950年12月的观测数据,不能获得准确的1951年度最冷段信息,也只有67a 统计结果。

1.2.2 最热月份和最冷月份

统计年度12月-翌年11月共12 个月的各月平均气温,月均温最高的月份为最热月份,月均温最低的月份为最冷月份。受季风气候影响,最热(冷)月份具有时空变化,各地最热月份和最冷月份分别在6-8月和12月-翌年2月间波动,且最热月份多出现在7月,最冷月份多为1月。

1.2.3 最热月和最冷月

年度12 个月中,除2月平年28d 和闰年29d 外,其他4 个月30d,7 个月31d,平年一个月平均30.42d,闰年一个月平均30.5d。依据各地大多数最热月份为7月和最冷月份为1月,且这两个月的天数都是31d,为对比最热(冷)月与最热(冷)月份的温度差异,假设最热(冷)月与最热(冷)月份的时长相等,以31d 为一个月的时间长度。统计连续31d 的滑动平均温度,从滑动平均值中挑选出该年度中31d 平均温度的最高(低)值,这个最高(低)温对应的31d 就是该年度的最热(冷)月,这31d 对应的起止日期就是该年度最热(冷)月的起止日期,这个最高(低)温就是该年度最热(冷)月温度。

1.2.4 多年平均最热(冷)月的起止日序与日期

把历年最热(冷)月起止日期换算为年日序,分别求取起始和终止日序的多年平均值,得到该地区多年平均最热(冷)月的起止日序。以多年平均日序换算日期时,2月以平年28d 计算,即多年平均起止日期对应平年日期。以多年平均最热(冷)月日序换算某年度的对应日期时,则以多年平均最热(冷)月起止日序为基准,根据2月平年28d,闰年29d 计算,因此平年和闰年多年平均的最热月起止时期相差1d,最冷月起止日期在1月前和2月后有平年和闰年差异,在1-2月之间的日序转换为日期则无平年和闰年之分。

1.3 检验方法

根据湖南常德地区1951-2018年的逐日日均温,统计各年度最热月温度与对应多年平均最热月起止日序所在时段、7月和8月平均温度的偏差,则相应时段与最热月温度的偏差绝对值就是该时段统计最热月温度所产生的温度误差;统计各年度最冷月温度与对应多年平均最冷月起止日序所在时段、12月、1月和2月平均温度的偏差,则相应时段与最冷月温度的偏差绝对值就是以该时段统计最冷月温度所产生的温度误差。

气象部门业务应用以温度误差在2℃以内为准确[12],但农业气象学指标受作物品种及其发育阶段不同而有差异。分别以温度误差0.5℃、1.0℃和2.0℃为指标(IT,Index Temperature),采用温度误差均值(ATE,Average TemperaturError)、均方根误差(RMSE,Root-Mean-Square Error)和准确率(AR,Accuracy)检验不同时段对最热(冷)月温度的统计效果,计算方法为

式中,ETi为第i年度的最热(冷)月均温,RTi为31d 滑动计算的第i年度热(冷)均段或对比月份的均温,单位均为℃;n 是统计年度数,m 为温度误差小于指标温度IT 的年数,ni为第i年度热(冷)均段或对比月份的均温相对最热(冷)月均温是否准确的计数,分别按IT 对应0.5℃、1.0℃和2.0℃取值统计温度准确率、基本准确率和相对准确率。

2 结果与分析

2.1 最热月起止日期和月均温

根据湖南常德地区1951-2018年逐日日均温数据,以12月-翌年11月为一个年度,利用滑动平均法统计各年度6月1日-9月30日连续31d 的滑动平均值,得到的平均温度最大值即为该年度最热月温度,该31d 的起止日期即为该年度最热月的起止日期。按历年最热月起止日期的日序平均值,得到67a的最热月起始日期年日序的多年平均为第194 天,转换为日期则对应平年的7月14日、闰年的7月13日;最热月终止日期年日序的多年平均为第224 天,转换为日期对应平年8月13日、闰年8月12日。按年度月份统计,湖南常德67a 中,年度月均温最大值出现在7月的有52a,最热月份为8月的有15a。说明常德地区最热月份可能出现在7月,也可能在8月。

从表1 的各年度最热月起止日期的统计结果可知,常德地区1951-2018年最热月最早为6月22日-7月22日(发生在2006年,31d 时段月均温30.6℃),最晚在8月8日-9月7日(1954年,28.8℃),早晚相差48d,超过1 个半月;最热月多年平均时段为7月中旬-8月中旬,平年和闰年日序相同,仅在日期上相差1d;最热月多年平均起止日期处于最热月最早与最晚时期之间,与最早和最晚起始日期相差超过20d。最热月份在7月或8月,因此,统计最热月份时对7月和8月分别进行。7月和8月起止日期早晚相差31d,7月和8月的起始日期比最热月多年平均日期晚近半个月和一个半月;最热月多年平均起止日期在7-8月,始期与7 和8月始期相差近半个月。如果以7月代替最热月,则比最早的2006年最热月起止日期晚9d,比最晚的1954年早38d;如果以8月代替最热月,则比最早的2006年最热月起止日期晚40d,比最晚的1954年早7d;如果以最热月多年平均时段代替最热月,则平年和闰年分别比最早的2006年最热月起止日期晚20d 和21d,比最晚的1954年早25d 和26d。

从表1 可知,67a 的年度最热月均温从最低的27.1℃(发生在1980年6月29日-7月29日)至最高的31.9℃(2013年7月19日-8月18日)波动,平均为29.7℃;以最热月多年平均时段统计的月均温变化范围为26.6~31.8℃,平均值29.2℃;以7月和8月统计的月均温分别为26.3~31.0℃、平均28.8℃和25.2~30.2℃、平均28.0℃。无论平均时段还是7月或8月,其多年平均月均温都低于最热月平均温度。

表1 湖南常德站67a 最热月和最热月份起止日期及其时段均温的对比Table 1 Comparison of RAT,TAT and start to end date of July,August and AH31days with those of H31days in Changde,Hunan province over 67 years

根据1951-2018年各年度最热月平均时段、7月和8月与最热月均温,绘制最热月与平均时段、7月和8月温度误差的年际变化如图1。从图可知,最热月多年平均时段温度与最热月温度误差最大值为1954年的2.1℃,是67a 内误差>2℃的唯一年份;7月平均气温与最热月温度误差>2℃的有8a,最大为1983年的2.7℃;8月平均气温与最热月温度误差>2℃的多达19a,有6a 误差在3℃以上,其中1958、1971、2001 和2005年的温度误差高达3.6℃。从图1 可以直观看出,以最热月多年平均时段统计的气温与最热月温度的误差较小,且年际间相对稳定。

根据历年度最热月多年平均时段、7月和8月与最热月均温的温度偏差,统计67a 不同时段与最热月均温的最大温度误差、平均温度误差、均方根误差、准确率、基本准确率和相对准确率等,列于表2。从表可知,最热月多年平均时段、7月和8月的温度比最热月均温分别偏低0.5℃、0.9℃和1.7℃,平均时段与最热月温度误差最小,7月次之,8月的误差最大。同样,均方根误差也是平均时段最小,7月次之,8月的差最大。说明以平均时段统计最热月温度效果最好,7月次之,8月最差。以温度误差分别在0.5℃、1.0℃和2.0℃以内统计准确率、基本准确率和相对准确率结果也表明,平均时段估算最热月温度最为准确,7月次之,8月最差。以平均时段估算最热月温度时,温度误差≤1.0℃的基本准确率高达89.6%,以7月估算最热月温度的基本准确率61.2%,比平均时段低28.4%。以8月估算最热月的基本准确率22.4%,准确率仅为平均时段和7月的1/4~1/3。

综合表1、表2 和图1 的数据对比结果,建议以最热月起止日期的多年平均值作为最热月温度统计时段,并按作物耐受的最热月温度指标阈值,在平均时段温度基础上相应调高0.5℃,作为最热月的温度多年平均值。建议不直接以7月统计最热月温度,否则可能由于实际温度偏高,而使作物遭遇高温灾害。如果温度误差在2℃之内为可接受的误差,且相对准确率大于80%满足实际需要,则以7月统计最热月温度也是可行的,但要在7月均温多年平均值基础上增加0.9℃估算该地区的最热月温度。

表2 最热月多年平均时段和最热月份(7月和8月)与最热月均温对比检验结果(1951-2018年)Table 2 Comparisons of temperature deviation between AH31days,July,August with those of H31days(1951-2018)

2.2 最冷月起止日期和月均温

统计各年度12月1日-3月30日时段内,连续31d 气温的滑动平均值,平均温度的最小值即为该年度31d 时段的最冷均温,该31d 起止日期即为该年度最冷月起止日期。按历年起止日期的日序平均值,得到67a 的最冷月平均起始日期为第6 天,即1月6日,平均终止日期为第36 天,即2月5日。

按年度月份统计,67a 内湖南常德年度月均温最小值出现在12月的有12a,最冷月份为1月和2月的分别有45a 和10a,说明常德地区最冷月份可能出现在12月,也可能在1月和2月。从表3 可知,常德地区1951-2018年最冷月最早出现在12月2日-1月1日(1965年,6.3℃),最晚出现在2月12日-3月13日(1952年,3.8℃),起始时间相差71d,超过2 个月;最冷月多年平均起止日期1月6日-2月5日,平均时段为1月上旬-2月上旬,最早与最晚起始日期相差超过1 个月。以多年平均时段代替最冷月,则比最早的1965年最冷月起止日期晚35d,比最晚的1952年早37d,起止日期的误差超过1 个月。

从表3 可知,67a 的年度最冷月均温从最低的-0.1℃至最高的6.7℃之间变化,平均为3.7℃;以最冷月多年平均时段统计的月均温变化范围在1.4~8.4℃,平均值4.7℃;以12月、1月和2月统计的月均温分别为2.2~9.1℃(平均7.1℃)、1.6~8.6℃(平均4.8℃)和0.8~11.5℃(平均6.6℃)。无论是平均时段还是月均温可能最低的12月-翌年2月,其多年平均的时段均温都高于最冷月温度。

表3 湖南常德站67a 最冷月(1、2 和12月)和最冷月起止日期及时段均温的对比Table 3 Comparison of RAT,TAT and start to end date(SED)of December,January,February and the average coldest 31days period(AC31days)with those of the coldest 31days period(C31days)in Changde,Hunan province over 67 years

根据1951-2018年最冷月多年平均时段、1月和2月与最冷月的均温,绘制最冷月与平均时段、12月、1月和2月温度误差的年际变化如图2。从图可知,67a 中,平均时段、12月、1月和2月与最冷月温度误差≤2℃的年份分别有56a、18a、54a 和22a,误差>2℃的年份分别有11a、49a、13a 和45a,其中平均时段和1月与最冷月温度误差最大值分别为4.3℃(发生在1955年)和4.2℃(出现在2014年),12月和2月与最冷月温度误差最大值高达7.9℃,分别发生在1969年和1955年。可见,平均时段和1月与最冷月的温度误差相对较小,2月次之,12月与最冷月的温度误差最大。

根据历年度最冷月多年平均时段、12月、1月和2月与最冷月均温的温度偏差,统计67a 内不同时段与最冷月均温的最大温度误差、平均温度误差、均方根误差、准确率、基本准确率和相对准确率等。从表4 可知,研究期内最冷月多年平均时段、1月、2月和12月的温度比最冷月均温分别偏高1.0℃、1.1℃、2.8℃和3.4℃,平均时段与最冷月温度误差最小,1月次之,12月误差最大。同样,均方根误差也是以平均时段最小,1月次之,12月误差最大。这些统计检验指标结果表明,以平均时段统计最冷月温度效果最好,1月次之,12月最差。说明平均时段估算最冷月温度的准确率、基本准确率和相对准确率均最高,1月次之, 12月最差。以平均时段估算最冷月温度的相对准确率高达83.6%,以1月估算最冷月温度的相对准确率80.6%,比平均时段低3个百分点。而以2月和12月估算最冷月的相对准确率则仅32.8%和26.9%,比平均时段和1月降低了50个百分点之多。

综合表3、表4 和图2 的结果,建议湖南常德地区以最冷月起止日期的多年平均值作为最冷月温度统计时段,并按作物耐受的最冷月温度指标阈值,在平均时段温度基础上降低1℃作为最冷月的温度多年平均值。建议不直接以1月统计最冷月温度,否则可能由于实际温度偏低,而使作物遭遇低温灾害。如果温度误差在2℃之内为可接受的误差,且相对准确率大于80%满足实践需要,则以1月统计最冷月温度也是可行的,但须在1月均温多年平均值基础上降低1.1℃估算该地区的最冷月温度。

表4 最冷月多年平均时段和最冷月份(12月、1月和2月)与最冷月均温对比检验结果(1951-2018)Table 4 Comparison of temperature deviation between the average coldest 31days period(AC31days),December,January,February with those of the coldest 31days period(C31days)in 1951-2018

3 结论与讨论

3.1 结论

温度对作物生长发育影响是一个持续的作用过程,作物对温度的反应也是一个连续的生理过程。农业气候区划中的最热(冷)月温度,是在温度变化年周期中,持续一个月的时段平均温度所对应的最高(低)温度值。以年度12 个月的月平均温度最高(低)值对应的月份当作最热(冷)月,则把持续作用于作物的为时一个月的高(低)温天气过程通过“月份”界限人为割裂,导致最热(冷)月温度统计失真。本研究结果表明,最热月温度都大于等于最热月份温度,最冷月温度则小于等于最冷月份温度;最热(冷)月份具有年际变化,最热月份一般在6、7 和8月之间波动,而最冷月份则在12、1 和2月之间变化。虽然大多数年份的最热(或冷)月份在7月(1月),但不能直接以7月代替最热月份和以1月代替最冷月份。直接以7月(1月)统计最热(冷)月温度,必然产生最热月温度被低估和最冷月温度被高估的温度误差。本研究以31d 为月时间尺度,采用滑动平均法统计各年度最热(冷)月的起止时间和温度的方法计算简单方便,结果准确、有效,适于推广应用。

从湖南常德1951-2018年的逐日日平均气温数据统计结果得知,年度最热(冷)月时段的起止日期并非最热(冷)月份的起止日期。最热月起止日期在6月下旬-9月上旬区间波动,年度最热月起止时间最早发生在2006年的6月22日-7月22日,最晚出现在1954年的8月8日-9月7日,早晚相差超过1 个半月。多年平均的最热月起止日期为7月中旬-8月中旬。最热月平均时段、7月和8月均温分别为29.2℃、28.8℃和28.0℃,分别比最热月均温29.7℃低0.5℃、0.9℃和1.7℃。以误差1℃和2℃以内为标准,统计67a 的基本准确率,平均时段统计最热月温度的基本准确率和相对准确率分别为89.6%和98.5%,比以7月为标准统计的准确率分别高28.4%和10.4%。表明直接以7月统计最热月温度,在统计时间上比多年平均时段起止时间早13~14d,温度统计误差更大。因此,在实际应用中,建议不直接采用7月为最热月的做法,采用最热月多年平均时段统计最热月温度,并在平均时段多年平均温度基础上增加0.5℃作为估算最热月温度的多年平均指标。

最冷月起止日期在12月上旬-3月中上旬之间波动,年度最冷月起止时间最早发生在1964年的12月2日-1965年1月1日,最晚出现在1952年的2月12日-3月13日,早晚相差超过2 个月。多年平均最冷月起止日期为1月上旬-2月上旬。最冷月多年平均时段均温4.7℃、1月和2月均温为4.8℃和6.6℃,分别比最冷月均温3.7℃高1.0℃、1.1℃和2.9℃。对湖南常德地区而言,采用最冷月多年平均时段或1月计算最冷月均温,统计效果明显优于2月和12月。从多年平均温度误差来看,平均时段与1月接近,而综合准确率和温度误差变化幅度,以平均时段统计最冷月温度效果略好于1月。因此,建议改变直接以1月统计最冷月温度的方法,采用最冷月多年平均时段统计最冷月温度,并在平均时段均温基础上降低1.0℃测算最冷月温度指标。

1951-2018年,年度最热月和最冷月均温变幅分别为4.8℃和6.8℃,起止时间早晚相差分别为48d和71d;最冷月温度的年际变化幅度和时间跨度比最热月分别大41.7%和47.9%。以温度误差2.0℃以内为相对准确,计算热(冷)均段替代最热(冷)月的相对准确率分别为98.5%和82.1%,这些结果表明确定相对准确有效的最冷月起止时间和计算最冷月平均温度,要比最热月更为复杂,至于其差异形成的具体原因还有待结合大气运动和天气系统深入探究。

3.2 讨论

农业生产实践中,对作物种植适宜性区划和高低温防灾减灾管理,所使用的最热(冷)月温度指标,应该是统计年度为时一个月时长的时段平均最高(低)温度,不能简单地通过比较全年12 个月的月均温,挑选出最热(冷)月份的温度来确定。因为最热(冷)月时段的起止日期并不一定是最热(冷)月份所在的时期。通过对湖南常德地区1951-2018年的67a 统计得知,97%的最热月时段起止时间是跨月份的,其中跨越在6-7月、7-8月和8-9月的分别为8a、55a 和2a,仅1957年和1961年最热月起止时间为7月1-31日,与7月时间重合。受季风气候影响,常德地区因7月上旬仍处梅雨期尾,以后进入伏旱高温期,最热月多年平均时段处于7月中旬-8月中旬,国内其他地区,尤其北方大部地区的最热月则有所不同,大多要靠前。最冷月起止时间跨月份的占总年数的98.5%,其中跨越在12月-翌年1月、1-2月和2-3月的分别有28a、35a 和3a,仅2011年最冷月起止时间为1月1-31日,与1月时间重合。常德地区最冷月多年平均时段处于1月上旬-2月上旬,其他地区最冷月起止时间或早或晚,应根据各地实际观测数据统计确定。

67a 内,湖南常德地区7月和1月与最热月和最冷月吻合的仅2a 和1a,最热(冷)月份与最热(冷)月时段一致的仅占3%(1.5%)。1951-2018年67a的统计结果表明,7月和1月与最热月和最冷月的温度误差最大高达2.7℃和4.2℃。因此,直接以7月和1月统计最热月和最冷月温度,导致实际最热(冷)月时段被人为割裂,而使最热(冷)月时段温度的统计值比实际值偏低(高)。

从1-12月的月均温多年平均统计看,湖南常德67a 平均的最热月份和最冷月份分别为7月和1月,但并非历年的最热和最冷月份固定在7月和1月。统计得知,常德地区67a 的最热月份77.6%在7月,22.4%在8月,最冷月份在12月、1月和2月的分别占17.9%、67.2%和14.9%。虽然7月(1月)占最热(冷)月份的60%~70%以上,但仍有20%~30%以上年份的最热(冷)月份不在7月(1月)的。因此,直接以7月(1月)统计最热(冷)月份温度也不准确。

关于农业气候区划中温度指标,以7月和1月统计最热月和最冷月温度的问题,要从农业气候区划史谈起。最早提出农业气候区划的是20世纪30年代的前苏联学者谢良尼诺夫,日本学者于40年代开展了农业气候的单项和综合区划,中国参照学习前苏联的区划方法于50年代末开始第一次农业气候区划。当时受气象数据相对短缺所限,粗略地从12个月的多年平均温度中,选取最热(冷)月份温度为区划指标,在50-60年代是可行且有效的,也产生了积极影响。随着观测手段的不断提高和观测数据的不断积累,先后于80年代后期和90年代末开始了第二次、三次农业气候区划,随着“3S”技术和气象数据网格化发展,区划指标在时空尺度上更加精细和精准[13-14]。至今,中国已经具有宠大的地面气象观测站网和超过70a 大量的逐日气象观测数据积累,显然在21世纪的中国仍然使用12 个月的多年平均温度为区划指标在时间尺度上不能满足业务精细化需要;同时以月份划分时段也导致了高温和低温时段的人为割裂,不能满足业务精准化需求。因此,提出以31d 为月时长滑动平均统计最热月和最冷月起止日期的方法。以31d 为月时长基于以下两点:一是一年365~366d 平均到12 个月的月时长在30~31d;二是多年平均最热(冷)月份在7月(1月),为比较最热(冷)月份与最热(冷)月的平均温度,便以7月(1月)天数31d 为月时间长度。事实上,不同作物与品种及其在不同的生长发育阶段对温度要求不同,不同研究对象的温度指标及其影响时长也不同。例如湖南双季早稻春季低温灾害轻度、中度和重度等级,分别对应着日均温<12℃持续3~5d、6~9d 和10d 以上的指标[15]。广东晚稻寒露风轻、中、重灾害等级,分别对应日平均气温≤23℃且持续3~5d、6~9d 和10d 以上的温度和天数指标[16]。作物生长发育对温度要求及温度对农业影响的时间尺度指标随作物、品种和生长发育阶段等变化。经过数十年的发展,以月时间尺度的区划指标已经不能满足指导生产实践的需求。因此,建议在实际生产管理中,根据作物生长发育对温度的需要,灵活采用相应的时段长度,使用最热(冷)时段温度指标,这个时段的时间长度可以是3~5d、5~8d、10d、15d 或31d 等。

随着科技进步,气象服务农业的业务要求趋向精准化,农业气候区划指标中的最热(冷)月指标要相应调整为最热(冷)段。随作物、品种及不同阶段不同服务目标而相应调整时段长度。因此,提出最热(冷)段温度的概念和统计方法,同时研发并获得国家版权局计算机软件著作权的软件——《极端温度时空变化特征统计分析软件》。该软件不仅能同时快速统计分析提取多站历年极端日温及其出现日期,还能准确测算人工输入设置不同长度的最热(冷)段起止日期及其均温,对比分析热(冷)均段与最热(冷)段温度偏差及准确率,为气象服务农业和防灾减灾提供有效的科技依据。

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