王 鵬,高志斌,郭小莉
(1.洛川縣氣象局,陜西洛川 727400;2.子長縣氣象局,陜西子長 717300)
洛川國家基準氣候站遷站數(shù)據(jù)對比分析
王 鵬1,高志斌1,郭小莉2
(1.洛川縣氣象局,陜西洛川 727400;2.子長縣氣象局,陜西子長 717300)
利用2013年洛川國家基準氣候站遷站前后氣溫、相對濕度、降水量、風向風速等觀測資料對比分析,發(fā)現(xiàn)新站月平均氣溫、月最低氣溫、降水量、2 min月平均風速、最大風速大于舊站,大風日多于舊站,6—8月最高氣溫、相對濕度小于舊站,新舊站風向有顯著差異。造成遷站前后氣象要素差異的原因,主要是觀測場周圍環(huán)境、下墊面性質改變,海拔高度變化對氣象要素的影響不明顯。
氣象站遷移;對比觀測;差值;原因分析
洛川國家基準氣候站始建于1954年11月,由于縣域經(jīng)濟發(fā)展,城市規(guī)模不斷擴大,探測環(huán)境保護形勢日益嚴峻,舊站(1954年11月1日—2012年12月31日)周圍建筑物逐年增加,人口活動日益密集,觀測環(huán)境已經(jīng)不具備地面氣象觀測要求的條件。為了保證氣象觀測資料的準確性、代表性和比較性,改善探測環(huán)境,2013年1月1日洛川國家基準氣候站由洛川縣城北關 (城區(qū))遷移到城關五隊橋西路口迎賓大道南側 (郊外)。為掌握新舊測站因地理位置、海拔高度和周圍環(huán)境不同而形成的兩站氣象要素的差異,依據(jù) 《地面氣象觀測規(guī)范》總則中站址遷移及對比要求[1],于2013年1—12月進行了相關要素的對比觀測,進而分析遷站對氣象要素的影響,為資料序列的連續(xù)性和訂正提供依據(jù),也更好地為地方經(jīng)濟建設提供氣象決策依據(jù)。
洛川國家基準氣象站(53942)新站址(以下簡稱新站)地理位置為109°24′E、35°46′N,觀測場海拔高度1 155.9 m,氣壓感應部分海拔高度1 156.9 m,風速感應器距地10.5 m;舊站址(以下簡稱舊站))地理位置109°30′E、35° 49′N,觀測場海拔高度1 159.8 m,氣壓感應部分海拔高度1 161.0 m,風速感應器距地10.1 m。新站地理環(huán)境為郊區(qū),舊站地理環(huán)境為城區(qū),兩站距離1 000 m。新站觀測場海拔高度比舊站低3.9 m,氣壓感應部分海拔高度比舊站低4.1 m,新、舊站干濕球溫度表距地面高度均為1.5 m。
利用洛川站2013年1—12月新、舊站同期氣溫、相對濕度、月降水量、2 min月平均風速、極大風速觀測資料,采用差值統(tǒng)計方法,計算新、舊站各月相關氣象要素對比差值 (均為新站減舊站)。
3.1 本站氣溫
由表1可知,新站月平均氣溫明顯低于舊站,差值范圍為-0.9~-0.2℃,12月差異最大,為-0.9℃,3月差異最小,為-0.2℃;新、舊站月平均最高氣溫差值范圍為-0.2~0.2℃,1、7、11、12月新站低于舊站0.1~0.2℃,2、8、9月新、舊站月平均最高氣溫相等,其余月份新站高于舊站0.1~0.2℃;新站月平均最低氣溫均小于舊站,差值范圍為-0.4~-1.8℃,1、12月差異最大,為-1.8℃,7月差異最小,為-0.4℃。
表1 2013年1—12月洛川國家基準氣候站新、舊站氣溫比較
由表2可知,新、舊站月極端最高氣溫差值范圍在-0.3~0.9℃,平均為0.2℃。6—8月新站極端最高氣溫低于舊站0.1~0.3℃,12月新、舊站極端最高氣溫相等,其余月份新站高于舊站0.1~0.9℃;新、舊站月極端最低氣溫差值范圍為-2.6~-0.2℃,1、5月差異最大,為-2.6℃,3、7月差異最小,為-0.2℃。新、舊站月極端最低氣溫變化趨勢一致,平均差值-1.0℃,差值變化幅度為2.4℃。
3.2 相對濕度
由表3可知,新、舊站月平均相對濕度差異不大,差值范圍為-4%~1%,2、10月差異最大,為-4%,11月差異最小,為0%。除10、11月外,新站相對濕度低于舊站1%~4%;月最小相對濕度差值范圍為-4%~2%,12月差異最大,為-4%,2月差異最小,為0%,1、3、5、6、12月新站最小相對濕度小于舊站1%~4%,4、7、8、9、10、11月新站大于舊站1%~2%。
表2 2013年1—12月洛川國家基準氣候站新、舊站極端氣溫比較
表3 2013年1—12月洛川國家基準氣候站新、舊站相對濕度、降雨量比較
3.3 降水量
表3顯示,新、舊站月降水量差值變化規(guī)律不顯著,差值范圍為-6.2~10.2 mm,差值變化幅度為16.4 mm。
3.4 風速
由表4可見,新站2 mim平均風速顯著大于舊站,差值范圍為0.2~0.8 m/s,3、4月差值最大,11月差值最??;新站最大風速也明顯大于舊站,差值范圍為0.3~5.7 m/s,8月差值最大,11月差值最??;9—12月新站極大風風速小于舊站,差值范圍為-5.1~-1.0 m/s,1—8月新站極大風風速大于舊站,差值范圍0.5~3.5 m/s。新站大風日(4 d)多于舊站(3 d)。
表4 2013年1—12月洛川國家基準氣候站新、舊站風速比較
由表5可知,新、舊站最多風向除1月相同外,其余各月均存在較大差異,差值范圍為-337.5°~202.5°,最多風向出現(xiàn)的頻率新、舊站也不同。
表5 2013年1—12月洛川國家基準氣候站新、舊站風向比較
4.1 周圍環(huán)境對氣象要素的影響
城市熱島效應是造成溫度產(chǎn)生差異的主要原因[2-3]。舊站位于縣城重點發(fā)展中心,西臨溝壑,易成霧,北、東面建 (構)筑密集且高大,空氣流動性差,熱量不易散發(fā),造成舊站風速小[4-5]、風向受外界影響大、溫度高、濕度大的特征。新站位于城市郊區(qū),且西北、南方向均為溝壑,地勢較高,四周空曠,造成新站風速較大、大風日多、風向受外界影響小、溫度低、濕度小的特征。
4.2 下墊面性質對氣象要素的影響
植被覆蓋也是造成溫度和濕度產(chǎn)生差異的原因。新站啟用時,觀測場地面裸露,輻射冷卻降溫顯著,無植被覆蓋,造成新站晝夜溫差大、月極端最低氣溫比舊站低、月極端最高氣溫比舊站高、相對濕度比舊站小。6—8月城市熱島效益遠遠大于植被產(chǎn)生的降溫效應,故此時呈現(xiàn)出舊站氣溫大于新站。
4.3 海拔高度對氣象要素的影響
依據(jù)風速隨高度增加而增大的規(guī)律。海拔高度變化造成溫度差異可按對流層下層 (地面至2 km)的平均溫度垂直遞減率0.65℃/100 m來估算,新站溫度上升0.03℃[6],這一數(shù)值與表1統(tǒng)計的差值有較大的差異,這說明新舊站氣溫的差異受海拔高度影響有限,主要受觀測場所處的周圍環(huán)境、下墊面性質等因素影響。
(1)洛川國家基準氣候站遷站前后觀測資料對比分析表明,遷站后氣溫、相對濕度、風速、月最多風向及出現(xiàn)頻率、降水等氣象要素較舊站有明顯變化,遷站后氣溫較原站略低、風速有所增大、相對濕度略小、年降水量略多。
(2)遷站前后氣象要素差異主要受觀測場周圍環(huán)境、下墊面性質等的影響,海拔高度變化對氣象要素的影響不明顯。因此氣溫、降水、風速,相對濕度等氣象資料的延續(xù)性還有待于新站資料的序列增加再進一步分析;風向差異較大,已無序列使用意義。
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P416.2
:A
王鵬,高志斌,郭小莉.洛川國家基準氣候站遷站數(shù)據(jù)對比分析[J].陜西氣象,2015(3):41-44.
1006-4354(2015)03-0041-04
2015-01-21
王鵬 (1984—),男,漢族,陜西黃龍人,學士,助理工程師,從事氣象業(yè)務管理。
陜西省氣象局科技創(chuàng)新基金(2013M-29)