潼關(guān)氣象站周邊環(huán)境變化對(duì)氣象要素影響的事實(shí)分析

周亞麗，李 敏，武廣良

(1.渭南市氣象局，陜西渭南 714000；2.臨潼區(qū)氣象局，陜西臨潼 710600)

潼關(guān)氣象站周邊環(huán)境變化對(duì)氣象要素影響的事實(shí)分析

周亞麗1，李 敏2，武廣良1

(1.渭南市氣象局，陜西渭南 714000；2.臨潼區(qū)氣象局，陜西臨潼 710600)

摘 要：根據(jù)潼關(guān)縣氣象站周邊環(huán)境在1993年發(fā)生嚴(yán)重變化的事實(shí)，將1981—2010年分為前后兩段，對(duì)氣溫、地溫、降水、風(fēng)速等主要?dú)庀笥^測(cè)資料對(duì)比分析，并與氣象要素相關(guān)性明顯且觀測(cè)環(huán)境變化不大的鄰站——華陰氣象站的資料對(duì)比分析，結(jié)果表明：潼關(guān)縣氣象站周邊環(huán)境變化對(duì)氣象要素影響最大的是風(fēng)、氣溫和地溫，其次是蒸發(fā)；對(duì)降水、水汽壓影響不大。

關(guān)鍵詞：氣象；觀測(cè)環(huán)境；氣象要素；影響

氣象觀測(cè)資料是開(kāi)展天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究以及氣象服務(wù)的依據(jù)。為使觀測(cè)資料具有代表性、準(zhǔn)確性、比較性(簡(jiǎn)稱(chēng)“三性”)[1-2]，《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》和《氣象設(shè)施和氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)條例》對(duì)地面氣象觀測(cè)場(chǎng)的周?chē)h(huán)境做了嚴(yán)格要求。如，觀測(cè)場(chǎng)四周必須空曠平坦，避免建在陡坡、洼地或臨近有鐵路、公路、工礦、高大建筑物的地方[1]。但近年來(lái)，由于地方經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，建站時(shí)處于郊外的潼關(guān)縣氣象站逐步被高樓大廈所包圍，觀測(cè)環(huán)境發(fā)生了較大變化，影響了觀測(cè)資料的“三性”。通過(guò)分析觀測(cè)環(huán)境變化對(duì)氣象要素的影響，為科學(xué)開(kāi)展氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)提供參考。

1 基本情況

陜西省潼關(guān)縣氣象站，位于東經(jīng)110°14′，北緯34°33′，海拔高度556.3 m，建于1953年，屬于國(guó)家一般氣象站。建站初期，測(cè)站周?chē)諘?，觀測(cè)環(huán)境良好。從1992年開(kāi)始，觀測(cè)場(chǎng)南邊開(kāi)發(fā)建設(shè)商業(yè)街，離觀測(cè)場(chǎng)最近的街道距其約10 m遠(yuǎn)，街道兩邊建有二層平房。1993年5月，商業(yè)街建成營(yíng)業(yè)。之后，觀測(cè)場(chǎng)東邊住宅樓、西邊學(xué)校的教學(xué)樓陸續(xù)開(kāi)工。1995年，觀測(cè)場(chǎng)東約20 m處建成五層住宅樓一幢；觀測(cè)場(chǎng)西約5 m處建成3層教學(xué)樓一幢；觀測(cè)場(chǎng)西北約30 m處建成4層教學(xué)樓一幢。造成潼關(guān)氣象站觀測(cè)場(chǎng)周?chē)h(huán)境嚴(yán)重破壞。

2 資料和分析方法

2.1 資料

資料來(lái)源于渭南市氣象局檔案室地面氣象記錄年報(bào)表。

2.2 分析方法

一是根據(jù)潼關(guān)氣象站周邊環(huán)境在1993年發(fā)生嚴(yán)重變化的事實(shí)，將其1981—2010年連續(xù)30 a的氣象觀測(cè)資料，分為觀測(cè)環(huán)境破壞前(1981—1993年)和觀測(cè)環(huán)境破壞后(1994—2010年)兩段，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析。

二是與華陰氣象站資料對(duì)比分析。華陰市氣象站位于潼關(guān)縣氣象站以西 30 km，東經(jīng)110°05′，北緯34°33′，海拔高度351.3 m，建于1970年，屬于國(guó)家一般氣象站。2010年以前，觀測(cè)場(chǎng)周?chē)h(huán)境較好，觀測(cè)資料能夠真實(shí)反映測(cè)站周?chē)髿膺\(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律，符合“三性”要求。另外，對(duì)潼關(guān)和華陰兩站30 a(1981—2010年)的主要?dú)庀笠剡M(jìn)行了相關(guān)分析(見(jiàn)表1)，結(jié)果表明，各氣象要素之間相關(guān)關(guān)系明顯。因此選擇與華陰氣象站資料對(duì)比分析，找出氣溫、地溫、降水、風(fēng)速等氣象要素的異常變化，異常變化的原因即可認(rèn)為是觀測(cè)環(huán)境變化造成的。

表1 潼關(guān)和華陰氣象要素相關(guān)系數(shù)

3 氣象要素變化分析

3.1 氣溫變化

1981—2010年潼關(guān)和華陰兩站年平均氣溫變化見(jiàn)圖1。潼關(guān)站1981—2010年年平均氣溫13.7 ℃，年平均氣溫在1994明顯上升， 1981—1993年年平均氣溫12.8 ℃，而1994—2010年年平均氣溫14.3 ℃。相鄰的華陰站1981—2010年年平均氣溫13.7 ℃，1981—1993年年平均氣溫13.4 ℃，1994—2010年年平均氣溫14.0 ℃。分析顯示潼關(guān)站年平均氣溫1981—1993年低于華陰站0.6 ℃，1994—2010年高于華陰站 0.3 ℃。表明1994年以來(lái)由于周?chē)h(huán)境變化，潼關(guān)站氣溫明顯升高。

圖1 1981—2010年潼關(guān)和華陰年平均氣溫變化曲線(xiàn)

3.2 地溫變化

1981—2010年潼關(guān)和華陰兩站年平均地溫變化見(jiàn)圖2。兩站平均地溫變化趨勢(shì)相同，但差異在減小。潼關(guān)站1981—2010年年平均地溫15.1 ℃，1981—1993年年平均地溫14.4 ℃，而1994—2010年年平均地溫15.7 ℃。相鄰的華陰站1981—2010年年平均地溫16.0 ℃，1981—1993年年平均地溫15.7 ℃， 1994—2010年年平均地溫16.3 ℃，分析顯示1981—1993年潼關(guān)站年平均低于華陰站1.3 ℃，1994—2010年潼關(guān)站年平均地溫低于華陰站0.6 ℃。表明1994年以來(lái)由于周?chē)h(huán)境變化，潼關(guān)站地溫明顯升高。

圖2 1981—2010年潼關(guān)和華陰年平均地溫變化曲線(xiàn)

3.3 風(fēng)的變化

3.3.1 大風(fēng)日變化 圖3是1981—2010年潼關(guān)和華陰兩站年大風(fēng)日變化情況。1994年以后，潼關(guān)站的年大風(fēng)日明顯持續(xù)減少，1981—1993年年平均大風(fēng)日15.1 d， 1994—2010年年平均大風(fēng)日2.8 d，減少81%，有三年未出現(xiàn)大風(fēng)。華陰站1981—1993年年平均大風(fēng)日22.5 d，1994—2010年年平均大風(fēng)日15.4 d，減少31%。潼關(guān)站的年大風(fēng)日減少幅度明顯偏大。

圖3 1981—2010年潼關(guān)和華陰年大風(fēng)日變化

3.3.2 平均風(fēng)速變化 圖4是1981—2010年潼關(guān)和華陰兩站年平均風(fēng)速變化情況。從1991開(kāi)始，潼關(guān)站的年平均風(fēng)速減小，年際變化幅度為2.0 m/s，而華陰站的年際變化幅度只有0.9 m/s。在1995年以后，潼關(guān)和華陰年平均風(fēng)速之間的差值明顯減小，出現(xiàn)了異常變化。

圖4 1981—2010年潼關(guān)和華陰年平均風(fēng)速變化曲線(xiàn)

對(duì)潼關(guān)和華陰兩站的年平均風(fēng)速分段統(tǒng)計(jì)求平均(見(jiàn)表2)，分析得到：潼關(guān)站1981—1994年平均風(fēng)速為3.0 m/s，與氣候值(1971—2000年平均)3.0 m/s相同，而1995—2010年平均風(fēng)速為1.9 m/s，比1981—1994年平均和氣候值均減小了1.1 m/s。而華陰站，1995—2010年平均風(fēng)速為1.5 m/s，比1981—1994年平均減小了0.3 m/s，比氣候值減小了0.4 m/s。如果按照兩站平均風(fēng)速差值規(guī)律推算，潼關(guān)站1995—2010年平均風(fēng)速應(yīng)在2.6 m/s左右，比實(shí)際風(fēng)速大0.7 m/s。

表2 潼關(guān)和華陰年平均風(fēng)速分段平均 m/s

3.3.3 最大風(fēng)速變化 圖5是1981—2010年潼關(guān)和華陰兩站的年最大風(fēng)速變化曲線(xiàn)。潼關(guān)站從1992年后，持續(xù)減小。1981—1993年，潼關(guān)年最大風(fēng)速為20.7 m/s(1984年)，華陰年最大風(fēng)速為23.0 m/s(1992年)，相差2.3 m/s。1994—2010年，潼關(guān)年最大風(fēng)速為13.3 m/s(1995年)，華陰年最大風(fēng)速為20.0 m/s(2003年)，相差6.7 m/s。1994年后，潼關(guān)站年最大風(fēng)速減小明顯。

圖5 1981—2010年潼關(guān)和華陰年最大風(fēng)速變化曲線(xiàn)

3.4 其它氣象要素的變化

3.4.1 降水量變化 由1981—2010年潼關(guān)站年降水量變化曲線(xiàn)(圖略)看出，降水量的年際變化在氣候值593 mm上下波動(dòng)。1996—2010年平均值為618 mm，1981—1995年平均值為589 mm，降水量沒(méi)有明顯的異常變化。

3.4.2 水汽壓變化 由1981—2010年潼關(guān)站年平均水汽壓變化曲線(xiàn)(圖略)看出， 增大趨勢(shì)不明顯，但1996之后的年際變化幅度明顯大于之前。1981—1995年平均為11.2 hPa，最小為10.6 hPa，最大為11.6 hPa，相差1.0 hPa。1996—2010年平均為11.5 hPa，最小為10.2 hPa，最大為12.7 hPa，相差2.5 hPa。

3.4.3 蒸發(fā)量變化 由1981—2010年潼關(guān)站蒸發(fā)量變化曲線(xiàn)(圖略)看出， 1980年代處于相對(duì)低值期，1990年代處于相對(duì)高值期，2000年后減少趨勢(shì)明顯。1981—1995年平均為1 837 mm，與氣候值1 833 mm相近，而1996—2010年平均為1 692 mm，比氣候值減少141 mm。

4 結(jié)論

4.1 潼關(guān)縣氣象站周邊環(huán)境變化對(duì)氣象要素影響最大的是風(fēng)、氣溫和地溫，其次是蒸發(fā)，對(duì)降水、水汽壓影響不大。

4.2 潼關(guān)縣氣象站周邊環(huán)境變化影響大風(fēng)日顯著減少，年平均大風(fēng)日1994—2010年比1981—1993減少81%；最大風(fēng)速明顯減小；年平均風(fēng)速減小0.7 m/s。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：1-7.

[2] 中國(guó)氣象局.氣象設(shè)施和氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)條例[M].北京：中國(guó)法制出版社，2012：6-7.

中圖分類(lèi)號(hào)：P412.1

A

文章編號(hào)：1006-4354(2013)05-0033-03

收稿日期：2013-04-16

作者簡(jiǎn)介：周亞麗(1964—)，女，陜西臨潼人，工程師，從事氣象服務(wù)與管理。