气温和降水预报准确率对土壤水分模拟精度的影响

作     者：马美娟 余卫东 胡燕辉 MA Mei-juan;YU Wei-dong;HU Yan-hui

作者机构：中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 商丘市气象局河南商丘476000 许昌市气象局河南许昌461000 

出 版 物：《生态学杂志》 (Chinese Journal of Ecology)

年 卷 期：2022年第41卷第8期

页      面：1509-1516页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：河南省自然科学基金项目(202300410531) 中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点实验室项目(AMF202001)资助 

主　　题：气温 降水 土壤水分 水量平衡 蒸散 

摘      要：农田土壤水分预报精度与天气预报准确率关系密切。为了了解天气预报准确率对土壤水分预报精度的影响,本文利用2010—2020年郑州土壤水分自动观测站土壤水分资料和逐日气象数据,基于农田土壤水分平衡模型模拟了土壤水分逐日变化,计算该模型在不同月份及不同作物下的模拟精度。通过分别设置日平均气温±1~2℃和降水量±10%~20%的变化幅度,分析气温和降水预报偏差对土壤水分模拟精度的影响。结果表明:(1)土壤水分模拟R~2年内表现为“大-小-大的趋势,而NRMSE和MARE的趋势为“小-大-小;11月—翌年3月的模拟效果优于其他月份。冬小麦的R~2为0.910,NRMSE为15.14%,MARE为8.57%;夏玉米分别为0.841、27.62%和15.49%,模型对冬小麦土壤水分的模拟精度高于夏玉米。(2)当气温预报偏差±1℃/2℃,对NRMSE和MARE略有影响,但R~2均未发生变化;气温预报值偏高,土壤水分模拟精度偏高;反之,模拟精度偏低。(3)当降水预报值偏多10%~20%,土壤水分模拟精度比降水正常时低;预报值偏少,则模拟精度提高,但NRMSE和MARE最大变幅分别为6.16%和3.23%,均小于降水预报偏差幅度。(4)当气温和降水预报同时存在偏差,土壤水分模拟精度的变化趋势主要由降水预报偏差所决定,即降水预报值比实际值偏多,模拟精度下降,预报值偏少,模拟精度上升;NRMSE和MARE最大变幅分别为6.19%和3.23%。