摘 要：不斷加強氣象觀測站網的建設，能進一步提升氣象部門對災害性天氣的監(jiān)測能力，提高氣象預報預測的準確率和防災減災氣象服務的精細化水平，這對加強災害性天氣系統的研究和促進經濟社會發(fā)展具有十分重要的意義。以四川廣元地區(qū)地面氣象觀測站網的建設情況為例，分析了廣元地區(qū)自動氣象站的分布情況和各常規(guī)觀測要素的監(jiān)測覆蓋情況，討論了目前存在的監(jiān)測盲區(qū)，提出了站網優(yōu)化建議。

關鍵詞：廣元地區(qū)；氣象觀測站網；氣象觀測要素

中圖分類號：P411 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）07–0-03

在全球變暖的背景下，極端天氣氣候事件多發(fā)、頻發(fā)、重發(fā)。要想提升氣象服務保障能力，氣象監(jiān)測是關鍵的一步[1-2]。加強自動氣象站的建設，對提高區(qū)域災害性天氣監(jiān)測能力、提升防災減災氣象服務水平具有十分重要的意義[3-4]。氣象觀測站網在建設過程中有相應的業(yè)務規(guī)范，要考慮諸多因素。不少專家學者開展了氣象站網設計的研究，并取得了一系列成果[5-7]。針對站網優(yōu)化，蘇利軍[8]以呼和浩特地區(qū)為例，指出需在市區(qū)、旅游景點和自然災害頻發(fā)的區(qū)域增加多要素區(qū)域自動站的建設。曹久才等[9]分析了北京市門頭溝區(qū)氣象站優(yōu)化調整后站網在鄉(xiāng)村振興和精細化氣象服務中的實效，并提出了優(yōu)化措施。

近年來，為了不斷滿足對災害性天氣監(jiān)測、數值天氣預報產品檢驗，以及預報預警服務的需要，同時為農業(yè)、生態(tài)環(huán)境、交通等行業(yè)部門做好專業(yè)氣象服務，各地氣象部門按照上級部署和地方防災減災需求，持續(xù)加強氣象觀測站網的建設和運行保障，加快實現氣象“監(jiān)測精密”目標[10]。廣元市位于四川盆地北部邊緣，山地向盆地過渡地帶，地形復雜，部分地區(qū)站點建設過密，而部分地區(qū)又存在監(jiān)測盲區(qū)，站網布局存在不合理現象。以廣元地區(qū)為例，對全市氣象觀測站網現狀進行全面統計分析，并提出優(yōu)化建議。

1 資料和方法

所用資料來自廣元市氣象部門的氣象站點信息資料。用統計學方法和ArcGIS軟件開展分析研究。

2 廣元地區(qū)地理氣候特征

廣元市隸屬四川省，面積約16 319 km2，轄3區(qū)4縣，共142個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）。廣元市處于四川北部邊緣，山地向盆地過渡地帶，地勢北高南低，由北向東南傾斜，山脊相對高差達3 200 m。

廣元屬亞熱帶濕潤季風氣候，區(qū)域內氣候差異大、類型多，季節(jié)變化明顯。廣元市多年平均氣溫整體呈上升趨勢，多年降雨量呈微弱減少趨勢，多年日照時數呈顯著減少趨勢。受地形地貌和大氣環(huán)流的共同作用，廣元地區(qū)氣象災害頻發(fā)多發(fā)，呈現冬干春旱，初夏雨少，多秋雨，盛夏降水過于集中，洪澇、伏旱發(fā)生頻率高，沿江河谷多大風的氣候特點。因此，對氣象觀測站網進行優(yōu)化完善，對提高本地氣象服務精細化水平、發(fā)揮氣象防災減災第一道防線作用非常關鍵。

3 廣元地區(qū)氣象觀測站網建設現狀

3.1 廣元氣象部門氣象站網建設及分布情況

3.1.1 自動氣象站網總體建設情況

截至2023年底，廣元氣象部門共建有氣象觀測站點341個，平均站間距7.4 km。其中，包括5個國家基本氣象站、318個區(qū)域氣象觀測站、8個農業(yè)氣象觀測站、7個自動土壤水分觀測站、3個三維雷電觀測站、1套S波段新一代天氣雷達、2套L波段風廓線雷達、1套GNSS/MET站，基本形成了覆蓋地基、空基觀測的綜合氣象觀測網絡。

3.1.2 氣象觀測要素分布狀況

廣元地區(qū)目前的5個國家站均有上述6種常規(guī)觀測要素，在全市318個區(qū)域自動氣象站中，有六要素站44個，四要素114個，兩要素站51個，單雨量站109個。經過測算可知，雨量要素的站間距約為7.6 km，氣溫要素的站間距約為9.4 km，風向風速要素的站間距約為10.8 km，濕度和氣壓要素的站間距約為20.2 km。根據黃亞林等[11]研究得出的“廣元地區(qū)的氣象觀測站點布局合理間距應≤24 km”的結論，廣元地區(qū)的自動氣象站布設已滿足最低要求。經統計，利州區(qū)目前有3個街道辦還未開設氣象站，其他縣區(qū)已實現自動氣象站的鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）全覆蓋。全市有10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)僅為單雨量站，有24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)僅有兩要素站，另有53個鄉(xiāng)鎮(zhèn)缺乏氣壓濕度要素覆蓋。

3.1.3 廣元地區(qū)重要公路、鐵路、江河等沿線氣象站分布情況

廣元地區(qū)主要高速公路和國道省道包括京昆高速、恩廣高速、蘭海高速以及部分國道、省道，沿線建設氣象站70個。鐵路有寶成鐵路、蘭渝鐵路、廣達線和西成高鐵，沿線建設氣象站32個。全市水系主要包括嘉陵江、白龍江、清江河、東河和西河，沿線建設氣象站64個。廣元地區(qū)主要國道省道沿線基本均建設氣象站，且分布較為均勻，僅有個別地方站點稀疏。高速公路沿線的氣象站相比國道省道偏稀疏。廣元境內鐵路沿線的氣象站相比公路沿線偏少，且有兩條路段基本無站點；全市主要江河沿線的氣象站點分布較為均勻，旺蒼縣境內部分站點分布過密（圖1）。

3.1.4 廣元地區(qū)主要景區(qū)、林區(qū)氣象監(jiān)測設施建設情況

目前廣元市國家級4A以上景區(qū)有22個。其中，僅有12個建設有氣象站，還有10個未被覆蓋，覆蓋率僅為55%。位于昭化區(qū)的廣元市平樂旅游區(qū)范圍內僅有單雨量站，觀測要素較為單一。

廣元市現有森林面積780 000萬m2，森林覆蓋率達45.3%。全市現有國有林場7個，其森林覆蓋率均接近或超過90%，市內林區(qū)森林覆蓋率高，對森林防滅火氣象監(jiān)測和服務保障的需求較大。廣元市主要林區(qū)均有氣象站覆蓋，但蒼溪縣三溪口國有林場的自動站觀測要素僅為兩要素，廣元市國有林場和劍閣縣國有林場的自動站為四要素，未包含濕度等氣象要素。

3.2 廣元地方行業(yè)部門氣象觀測設備建設情況

當前除氣象部門外，農業(yè)農村、自然資源、水利、生態(tài)環(huán)境、交通等部門根據業(yè)務需要，自建了許多氣象觀測設備，有效彌補了觀測站網布局密度不夠的短板，但目前各行業(yè)間未完全建立氣象數據共享共用機制。由于存在各部門站網建設使用的標準不一，氣象探測環(huán)境參差不齊，氣象要素觀測精度、頻率也有差別。此外，由于數據接口、報文格式不統一，目前尚未完全實現各部門、各行業(yè)氣象數據共用共享，且從不同渠道接收的氣象數據有明顯差異，氣象監(jiān)測預報預警能力不足，影響了氣象服務效果。

4 廣元地區(qū)氣象監(jiān)測盲區(qū)分析

由于廣元地區(qū)的自動氣象站布設密度已滿足基本要求，因此，以目前廣元地區(qū)各常規(guī)氣象要素的分辨率為基礎，探討在當前布站密度下各常規(guī)氣象要素的監(jiān)測盲區(qū)。根據各常規(guī)氣象要素的站網密度值，將其換算為經緯度間距，據此畫出廣元市各常規(guī)氣象要素的氣象站分布經緯網圖（圖2）。

由圖2a可知，全市部分網格內站數過密，如青川縣喬莊鎮(zhèn)一個網格內有5個氣象站。部分網格內無氣象站，存在監(jiān)測盲區(qū)。各縣區(qū)含雨量要素的氣象站分布最均勻的是昭化區(qū)，其次是劍閣縣和朝天區(qū)，分布最不均勻的是青川縣，該縣氣象站分布過密集和過稀疏的問題尤為突出。從全市范圍來看，雨量要素的監(jiān)測盲區(qū)主要位于青川縣西部、利州區(qū)西部、旺蒼縣中部等地區(qū)。

由圖2b可知，各縣區(qū)氣溫要素分布最均勻的是朝天區(qū)，其次是蒼溪縣，分布最不均勻的是利州區(qū)和青川縣。從全市范圍來看，該要素監(jiān)測盲區(qū)主要位于青川縣西部、利州區(qū)西部、旺蒼縣中北部，以及蒼溪縣和昭化區(qū)相鄰地區(qū)。

由圖2c可知，各縣區(qū)風向風速要素分布最均勻的是朝天區(qū)，其次是劍閣縣，分布最不均勻的是青川縣。從全市范圍來看，監(jiān)測盲區(qū)主要位于青川縣西部、利州區(qū)西部、旺蒼縣中北部、昭化區(qū)中部、劍閣縣西北部，以及蒼溪縣和昭化區(qū)相鄰地區(qū)。

由圖2d可知，各縣區(qū)濕度氣壓要素分布最均勻的是昭化區(qū)，其次是利州區(qū)，分布最不均勻的是蒼溪縣。從全市范圍來看，監(jiān)測盲區(qū)主要位于利州區(qū)西部和東部、朝天區(qū)北部、旺蒼縣西部和東部、劍閣縣西北部和南部，以及蒼溪縣中部。

5 防災減災和氣象服務需求

廣元市是四川省自然災害最為嚴重的市州之一，受氣候復雜多變的影響，近年來自然災害呈易發(fā)、多發(fā)、頻發(fā)、突發(fā)之勢，氣象災害造成的經濟損失和社會關注度不斷加大。根據最新氣象災害風險普查區(qū)劃圖（圖略），全市的暴雨、高溫等致災危險性空間分布不均，高危險性地區(qū)對主要災害氣象服務的需求強烈。為了助推廣元建設川陜甘接合部現代化中心城市，提升城市氣象災害防御水平，強化農業(yè)、交通、生態(tài)等行業(yè)氣象保障服務，需要加強氣象監(jiān)測站網的建設和數據收集。

6 廣元地區(qū)氣象觀測站網優(yōu)化建議

綜合考慮天氣氣候預測評估、重要災害防治、行業(yè)氣象服務需求，結合廣元地面氣象觀測網水平分辨率現狀，同時兼顧全市人口分布、經濟社會發(fā)展情況及地形地貌特征，通過改造升級設備、完善監(jiān)測要素、新建站點等方式優(yōu)化氣象觀測站網，使地面氣象觀測站網更加精密、科學。

6.1 進一步優(yōu)化氣象站網密度

在氣象監(jiān)測盲區(qū)和氣象致災危險性較高的區(qū)域增加站點建設或升級設備。由于廣元市區(qū)仍有3個街道范圍內無氣象監(jiān)測站點，因此，全市各主城區(qū)要加強多要素站點建設密度。同時，應在全市主要旅游景區(qū)和重要公路、鐵路沿線應補充氣象監(jiān)測站點。建議在原有基礎上再建設約100個自動氣象站，并根據各要素站點分布情況和專業(yè)氣象服務需求，進一步確定具體建設的自動氣象站要素類型，同時逐步升級改造使用年限較長和要素單一的站點，使氣象觀測站網布局更加精密，運行更加穩(wěn)定，進一步提升鄉(xiāng)鎮(zhèn)精細化預報準確率和氣象服務專業(yè)化水平[12-13]。

6.2 建立氣象探測統籌發(fā)展協調機制

加強監(jiān)管指導并建立氣象探測統籌發(fā)展協調機制。由氣象部門牽頭，會同有關部門編制印發(fā)氣象探測設施規(guī)劃建設和站網布局方案，建立協調機制。氣象部門加強氣象探測行為的監(jiān)管和指導，全面梳理各部門氣象觀測站網，逐步將各部門氣象探測設施分類納入國家氣象觀測網絡。同時，應在項目立項環(huán)節(jié)征求氣象部門意見，考慮氣象探測設施統籌建設要求，并將其他行業(yè)開展氣象探測行為納入行政許可，由氣象部門審批或者備案。在數據資源管理方面，由國家數據資源管理部門牽頭，氣象部門制定氣象監(jiān)測數據和資料匯交共享標準、共享清單，建立部門間氣象監(jiān)測信息資源共享機制。

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