周小丰　万成豪　郭慧

摘要    利用周期分析、方差分析、逐步回归法建立重庆市武隆区长期预报系统，对武隆全年的温度、降水、干旱、低温、区域暴雨次数等要素进行预报，同时提出了长期预报系统的数据处理技巧，实现了长期预报的动态化、定量化、自动化。采用武隆长期预报方案，对提高气候预测准确率有非常高的价值，对农业生产、防灾救灾等有很重要的作用。

关键词    长期预报;数据处理;自动化;预报检验;重庆武隆

中图分类号    P457        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）03-0196-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

农业是我国国民经济的基础，在国民经济的发展中始终占据着重要的位置，农业生产和农业经济的良好、可持续的发展直接关系到粮食安全问题，直接影响农业经济、农村经济的发展。重庆市武隆区农业生产中主要种植烤烟、茶叶、水稻、玉米等农作物，其生长发育离不开适宜的气象条件、生长条件、生长环境、管理技术等，尤其是气象条件、生长环境对农作物的长势、产量和质量等均会产生影响。

长期预报对农业生产趋利避害有着重要意义。经过长期检验，采用武隆区长期预报方案，对提高气候预测准确率有非常高的价值，对农业生产、防灾救灾等有很重要的作用。

1    長期预报系统原理

武隆区长期预报系统，首先采用对折法[1]，即在n/2个序列中寻找一个长周期，然后用方差分析法[2]寻找多个主要或次要周期。最后用逐步回归法寻找因子，建立最优方程：y=f（x）。逐步回归是从一个因子开始，按对y作用的显著程度从大到小依次逐个引入的回归方法。逐步回归的每一步都进行F检验，以保证每次引入新的显著因子之前回归方程只包含显著因子。

武隆区长期预报系统集合了周期分析、方差分析、逐步回归法，可发挥各自的优点，具有很好的稳定性，它不随序列的长短发生较大的差异，实现了长期预报的动态化、定量化、自动化。

2    长期预报系统的主要数据处理技巧

2.1    伏旱数据处理技巧

伏旱预报主要是伏旱强度预报、伏旱开始期预报，其数据处理直接决定了预报结果的准确性，因而伏旱数据处理技巧显得特别重要[3-4]。重庆伏旱标准：6月下旬至9月上旬任意连续20～29 d内日均降水量≤1.3 mm为轻度，任意连续30～39 d日均降水量≤1.3 mm为中度;任意连续40～49 d日均降水量≤1.3 mm为重度;50 d以上日均降水量≤1.3 mm为特重。因为伏旱强度的标准是以日均降水量≤1.3 mm出现的天数多少来定，所以可通过预报出天数即可确定强度。1957—2018年武隆区伏旱天数数据序列见表1。

2.1.1    伏旱强度数据处理技巧。如果天数<20 d，表示未出现伏旱，即未达到轻度伏旱的标准。因为每年伏旱最少也有10 d左右，所以将<20 d的一律统计为10，多段伏旱以最大的一段伏旱为准。样本资料保存在一个名为“fh525ts_伏旱”的文件中，可以随时减少或增加，实现了样本资料的动态性。预报时用修改好的数据文件重名为“fh525ts”。

2.1.2    伏旱开始期处理技巧。无伏旱编码为620，6月21日编码为621，6月22日编码为622。依此类推，7月1日编码为631，9月10日编码为702。样本资料是放在一个名为“fh525tsq_伏旱开始期”的文件中，可以随时减少或增加，预报时用修改好的数据文件重名为“fh525tsq”。

2.1.3    夏旱、春旱、秋旱和冬旱的强度及开始期预报。其他季节干旱的强度及开始期预防与伏旱有相似之处，数据处理参照以上方法操作即可。在实际应用中，要综合其他方法确定，开始期要遵循全重庆市的伏旱预报大环境。

2.2    区域暴雨次数处理技巧

武隆区域暴雨次数是指3个以上重庆市气象局规定的考核站点，达到暴雨标准，记为1次区域暴雨。考核用20：00至翌日20：00或8：00至翌日8：00的实际雨量，跨季节时以20：00至翌日20：00雨量为准。每年区域暴雨次数基本反映了当年的强降水天气过程次数，在汛期气候趋势预测中有重要作用，次数多意味着当年暴雨洪涝偏重。表2是2011—2018年武隆区域暴雨次数数据序列。

因为区域自动站完整资料从2011年开始，所以取资料年限为2011—2018年。取每年实际出现的强降水天气过程次数形成一个完整的数据序列。样本资料保存在一个名为“fh525ts_区域暴雨次数”的文件中，可以随时减少或增加，预报时用修改好的数据文件重名为“fh525ts”，结果查看伏旱天数。大到暴雨次数、高温日数预报等数据处理，可参照武隆区域暴雨次数数据处理方法。

2.3    春季低温数据处理技巧

轻度春季低温是指连续2候的候平均气温<常年同期候平均气温2 ℃以上，重度为连续3候或以上的候平均气温<常年同期候平均气温2 ℃以上。春季低温预报主要是预报低温的强度[5]，而春季低温强度的标准是以实际出现的候数来确定的，因而只要预报出候数，即可决定强度。表3是1959—2018年的春季低温候数数据序列。

“0”是指未出现春季低温。取每年实际出现的春季低温候数形成一个完整的数据序列，出现多次春季低温以大的一次为准。样本资料存放在一个名为“fh525ts_春季低温”的文件中，可以随时减少或增加，预报时用修改好的数据文件重名为“fh525ts”，结果查看伏旱天数。秋季低温、春秋季连阴雨预报等數据处理可参照春季低温数据处理方法。

3    自动化处理

武隆区长期预报系统采用VB 6.0语言编程，其程序界面如图1所示。可以看出，在这个长期预报系统中，降水、平均气温、日照、伏旱强度、伏旱开始期、极端最高气温、极端最低气温等要素可以直接预报。春秋季低温、春旱天数、伏旱天数、区域暴雨次数、春秋季阴雨等要素预报，要用相应的文件替换掉“fh525ts”，然后查看伏旱天数预报结果。

4    预报检验

根据对武隆2016—2018年伏旱天数、伏旱开始期、区域暴雨次数、春季低温候数、夏旱天数等要素的计算，其结果如表4所示。

从表4可以看出，2016年、2017年春季低温候数报错，其余要素按照预报的定量数据来确定其有无或强度，全部预报准确。通过2016—2018年的应用，除了在春季低温候数、极端最高气温、极端最低气温、春旱等项目的预报中有一定的差错外，各项目预报准确率高达86.7%。从3年的实际使用上看，武隆区长期预报方案均表现较好，用它来作武隆长期预报具有很好的参考价值。

5    结语

重庆市武隆长期预报方案采用周期分析、方差分析、逐步回归法等建立长期预报系统，可以进行全年的温度、降水、干旱、低温、区域暴雨次数等要素预报。长期预报系统的数据处理技巧主要是进行分类处理，寻找最佳数据序列，具有灵活、方便、简单、实用的特点。可以采用替换文件的方法实现长期预报的动态化、定量化、自动化。从3年的实际使用上看，武隆区长期预报方案均表现较好，用它来作武隆长期预报具有较好的效果。采用武隆长期预报方案对提高气候预测准确率有非常高的价值，对农业生产、防灾救灾等有很着重要的作用。

6    参考文献

[1] 黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].北京：气象出版社，2000：60-75.

[2] 中国气象局.气象站天气分析和预报[M].北京：农业出版社，1989：321-332.

[3] 朱鹏，王洪兵，刘惠云.金塔县主要气象灾害及气象预报服务对策[J].现代农业科技，2018（23）：212.

[4] 崔修来，孙瑶，王东.干旱监测预报研究综述[J].南方农业，2019，13（20）：151-152.

[5] 檀艳静，张佳华，姚凤梅，等.中国作物低温冷害监测与模拟预报研究进展[J].生态学杂志，2013，32（7）：1920-1927.