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专利名称：一种土壤温度预测的改进方法
技术领域：
本发明涉及一种基于一维热传导模型的土壤温度预测的方法，特别是一种土壤温度预测方法。
背景技术：
准确的预测土壤温度信息对研究环境过程、元素地球化学循环、土壤理化性质演变，调整农业生产、指导工程施工等方面都具有重要的应用价值。目前，大多数的土壤温度预测方法都是基于一维热传导模型，并设定土壤温度为正弦函数变化规律；以及无限深度处土壤温度等于平均土壤温度两种假设条件下，得到了·一个初始的土壤温度预测方法，如式I :
权利要求
1.一种土壤温度预测方法，其特征是本发明的土壤温度预测方法 a.利用预测当天地表气温的最大值与最小值出现时刻(tmax，tmin)，以及前一天的气温最大值时刻UmaxJ与后一天的气温最小值时刻(tmin+1)，将预测当天的温度变化过程分为三个时间段，使温度预测曲线更加符合实际； b.综合考虑相邻时段土壤温度的滞后影响，将当前预测时间段与其前后相邻时间段的气温最大值和最小值用于土壤温度平均值计算，从而将土壤温度曲线由非连续跳跃变化转换为连续变化； c.降雨天气时，考虑土壤水分显著变化对气温振幅(Aa)与土壤温度振幅(As)的影响，调整土壤温度振幅，提高降雨状况土壤温度预测的精度； d.组合以上方法，土壤温度预测值为Tawan+ Aa ■ expf-z . E). C . K(t)。
VffiP
2.根据权利要求I所述的一种土壤温度预测方法，其特征是所述的将预测当天的温度变化过程分为三个时间段零点至最小温度时刻(00:00，tmin),最小温度时刻至最大温度时亥Ij ( tmin，t-)，最大温度时刻至夜里24点，(tmax，24:00)，每一段的周期相应为 2 X (24+t^n-t^!) >2 X (t— - tmin) >2 X (24+tmin+1-tmax)。
3.根据权利要求I所述的一种土壤温度预测方法，其特征是所述的土壤温度平均计算，当预测时段为(tmin，tmax)，土壤温度平均值为Iγ αρ(Ts_o为预测的前一时段(tmax，tmin+1)的土壤温度平均值);当预测时段为(tmax，tmin+1)，土壤温度平均值STsaeml +^(Tmill -Tffiia)-expC-z ■ & (Tsmeanl 为预测前一时段(t— tmax)的土壤温度平均值)，并迭代计算此后各个预测时间段的土壤温度平均值Tsm_。
4.根据权利要求I所述的改进的土壤温度预测方法，其特征是所述的降雨天气时，土壤温度振幅(As)调整为AsXC,其中C = (i^)2 ,Ω为实际观测的土壤含水率、β为20 Θ%降雨后较高的土壤含水率、%为干燥环境的土壤含水率；无降雨地表干燥时，C可直接取值为I。
全文摘要
一种土壤温度预测方法，属于基于一维热传导模型的土壤温度预测的方法。根据预测当天地表气温的最大值与最小值出现时刻，对温度曲线进行分段，使其由对称型曲线转换为更接近实际情况的非对称型曲线，分段预测周期取决于气温最大最小值的出现时刻；综合考虑相邻时段的土壤温度滞后影响，将预测时间段与之前后相邻时段的温度最大最小值用于平均值计算，从而将土壤温度曲线由非连续跳跃变化转换为符合实际的连续变化；将土壤温度与大气温度的关系由固定的线性关系转换为不规则的变换形式；降雨天气时，调整土壤温度振幅值，提高降雨天的土壤温度预测精度。土壤温度预测方法，预测精度明显提高；避免了获取风速、地表辐射等复杂的计算参数，操作简便。
文档编号G01K3/04GK102914379SQ201210348738
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者雷少刚, 卞正富, 黄继辉 申请人:中国矿业大学