[发明专利]一种基于月均温获取积温和积温日数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及气候要素计算方法技术领域，更为具体来说，本发明是一种基于月均温获取积温和积温日数的方法。

背景技术

一定区域内可获得的热量资源及其持续时间决定着生物的生命活动。热量资源信息通常由积温GDD[℃·d]和积温日数GS[d]表示，是将气温对植被生长的影响定量化的指标。

GS的定义是一年中连续超过某一温度阈值Tb[℃]的天数，温度阈值Tb通常为0、5或10℃；GDD则是GS期间超过阈值的温度部分的累计值：先算出积温的开始日和结束日，开始日和结束日之间的日数即为GS，进而计算出GDD。也就是说，传统的计算方法必须通过日均温数据计算与其对应年份的积温和积温日数。

但是，在1950年之前气象站点稀疏，日均温信息太少，无法用上述方法计算GDD和GS。

因此，如何在日均温数据少甚至没有日均温数据的情况下计算其对应年份的积温和积温日数，已经成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决现有方法无法计算日均温数据少的年份的积温和积温天数的问题，本发明公开了一种基于月均温获取积温和积温日数的方法，从月均温的角度出发，彻底解决了日均温数据少甚至没有日均温数据的情况下其对应年份的积温和积温日数的计算问题。

为实现上述技术目的，本发明公开了一种基于月均温获取积温和积温日数的方法，该方法包括如下步骤，

步骤1，收集目标区域的日均温数据，通过日均温数据计算其所在的所有年份的积温开始日、积温结束日；

步骤2，对于日均温数据所在的所有年份，令其积温开始日最早的月为第一个有效月，令其积温结束日最晚的月为最后一个有效月；

步骤3，计算日均温数据所在的所有年份在第一个有效月和最后一个有效月之间的积温真实值、月均温及积温天数真实值，判断积温与月均温之间的第一对应关系，判断积温天数、月均温及积温之间的第二对应关系；

步骤4，收集目标区域无日均温数据时期的月均温数据，利用所述第一对应关系和第二对应关系，通过月均温数据获取目标区域无日均温数据时期的积温和积温天数。

与现有技术相比，本发明提取了对积温和积温日数有作用的月均温，使估算方法更简单且更符合逻辑；另外，本发明在估算积温日数时，除有效月均温外，还利用了积温和积温日数的关系，通过对比检验后发现，本发明可准确提取热量信息。因此，本发明彻底解决了在日均温数据少甚至没有日均温数据的情况下计算其对应年份的积温和积温日数的问题。

进一步地，步骤3中，利用多元线性回归方法判断积温与月均温之间的第一对应关系，即积温估算方程：确定a_i和c的值；

其中，GDD为积温，mo为第一个有效月，me为最后一个有效月，T_m,i为第i个月的月均温，a_i为参数，c为常数。

进一步地，步骤3中，利用多元线性回归方法判断判断积温天数、月均温及积温之间的第二对应关系，即积温日数估算方程：

确定b_i、d及e的值；

其中，GS为积温日数，GDD为积温，mo为第一个有效月，me为最后一个有效月，T_m,i为第i个月的月均温，b_i和d参数，e为常数。

进一步地，为说明本发明方案的准确性以及合理性，步骤3中，计算具有日均温数据所在年份有效月均温，利用所述有效月均温和积温真实值验证第一对应关系，利用所述有效月均温、积温真实值、积温天数验证第二对应关系。

进一步地，步骤3中，用于验证的有效月均温和积温真实值所在年份与步骤1中所述所有年份不同。通过其他年份数据的验证，进一步说明本发明的准确性。

进一步地，步骤3中，利用平均绝对误差、平均偏差、均方根误差验证第一对应关系和第二对应关系的模拟效果。

进一步地，步骤3中，所述模拟效果包括数值大小和年际变化。

进一步地，步骤3中，利用逐月平均的方法计算日均温数据所在的所有年份在第一个有效月和最后一个有效月之间的月均温。

进一步地，步骤1中，利用五日滑动平均法计算日均温数据所在的所有年份的积温开始日、积温结束日。

进一步地，步骤1中，所述目标区域为在观测站点长年观测的区域。