陽泉站站址遷移對觀測資料的影響分析

溪玉香++張慧++武捷

摘要：氣象臺站站址遷移是影響氣象觀測資料均一性的重要原因之一。利用陽泉站舊址1992—2011年平均氣溫、降水量、平均相對濕度和平均風速觀測資料序列，對新址2012年對應資料進行顯著性檢驗，分析了站址遷移對該站氣象觀測資料均一性產生的影響。利用陽泉站2012年新、舊站址觀測資料對氣溫、相對濕度和風速進行了差值平均值和差值標準差分析，對降水量進行相對差值分析，定量分析了該站站址遷移對其氣溫、相對濕度和風速產生的影響程度，并給出了該站新、舊址觀測資料的應用建議。

關鍵詞：站址變動；觀測資料；均一性；差值

中圖分類號：P468文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0143－02

陽泉國家氣象站地處城市中心，氣象探測環(huán)境嚴重惡化，2012-01-01，該站站址遷移。由于站址遷移可能對該站觀測資料的均一性產生影響，從而影響到該站舊址和新址觀測資料的有效應用，為此，對遷址前后觀測資料進行對比、分析是十分重要的。通過定量分析該站站址遷移對其氣溫、相對濕度和風速產生的影響程度，給出該站新、舊址觀測資料的應用建議，為各類氣象資料的應用工作提供參考。

1觀測站環(huán)境狀況變化分析

表1陽泉站新、舊觀測場環(huán)境差異

觀測場 緯度 經度 觀測場海拔高度/m 地理環(huán)境

新址 37°56′N 113°37′E 768.9 城市中心，建筑物包圍

舊址 37°51′N 113°33′E 741.9 郊區(qū)農村，視野開闊

陽泉站舊址位于陽泉市的城市中心地帶，四周均為高大建筑物，近期氣象臺站探測環(huán)境綜合調查評估僅為58.8分，氣象探測環(huán)境嚴重惡化。2012年起，陽泉站站址正式遷移，新址位于舊址東北方的郊區(qū)偏僻農村，四周視野開闊，可視范圍內以農田、村莊和遠山為主，基本沒有建筑物，探測環(huán)境綜合調查評估為95.0分。兩個站址位于同一氣候帶，兩站址緯度相差05′，經度相差04′，海拔高度新址比舊址高27.0 m，兩站水平直線距離為9.8 km。

2顯著性檢驗

利用陽泉站舊址1992—2011年的月（年）平均值樣本序列x1，x2，…，xi，…，xn，n=20，對新址2012年的相應月（年）資料x0進行顯著性檢驗。檢驗要素包括氣溫、降水量、相對濕度和風速。

（1）

式（1）中： ；

.

當顯著水平a=0.05，自由度n=20，t檢驗臨界值ta=2.09.當|t|>ta時，則表示新址x0與舊址平均值差異顯著，結果如表2所示。

從表2中可以看出，平均氣溫12月和年值差異顯著；平均風速4月、6月、9月、11月和年值均差異顯著；平均相對濕度、降水量月值和年值均通過檢驗，差異不顯著。在分析的4個要素中，有2個要素的年值差異顯著，由此可見，陽泉站站址遷移對新、舊站址觀測資料的均一性產生了一定程度的影響。

表2陽泉站新址t檢驗結果分布

時間 平均氣溫/℃ 平均相對濕度/% 平均風速/（m/s） 降水量/mm

1月 －1.69 1.1 0.4 －0.21

2月 －1.9 －0.83 0.91 －1.11

3月 －1.62 0.46 1.43 －0.16

4月 0.34 －0.27 2.16* 0.27

5月 0.79 －0.16 0.73 －1.3

6月 －1.22 0.03 3.08* 0.62

7月 －1.18 0.78 1.88 1.45

8月 －1.48 0.64 1.05 －1.04

9月 －1.92 －0.17 2.39* 0.22

10月 －0.53 －1.57 2.08 －0.81

11月 －1.77 －0.65 2.91* －0.33

12月 －3.84* 0.99 1.14 0.7

年 －3.95* －0.03 2.39* －0.2

注：在數字右上角標記*表示差異顯著。

表3陽泉站新址與舊址各要素月（年）差值平均值、差值標準差

要素

時段 平均氣溫/℃ 最高氣溫/℃ 最低氣溫/℃ 相對濕度/% 風速/（m/s）

差值平均值 差值標準差 差值平均值 差值標準差 差值平均值 差值標準差 差值平均值 差值標準差 差值平均值 差值標準差

1月 －1.57 0.6 －1.12 1.09 －2.02 0.85 6.13 3.06 0.79 0.56

2月 －1.54 0.56 －1.27 0.76 －1.95 0.88 4.69 2.97 0.88 0.92

3月 －1.09 0.44 －1.33 0.7 －1.35 0.63 4.42 3.01 1.42 1.09

4月 －1.04 0.53 －0.98 0.67 －1.58 1.22 3.87 3.56 0.97 0.85

5月 －0.94 0.52 －1.05 0.46 －1.23 0.65 3 3.06 0.78 0.6

6月 －1.21 0.6 －1.34 0.68 －1.37 0.75 5.6 3.89 0.63 0.7

7月 －1.08 0.37 －1.4 0.49 －1.15 0.56 5.06 2.31 0.52 0.54

8月 －0.99 0.51 －1.32 0.58 －1.15 0.64 4.13 2.8 0.41 0.44

9月 －0.91 0.47 －1.07 0.37 －1.39 0.74 3.03 2.52 0.83 0.78

10月 －0.79 0.62 －0.81 0.53 －1.22 0.78 1.26 2.89 0.66 0.92

11月 －1.29 0.59 －0.95 0.65 －1.61 0.87 4.03 2.74 0.84 0.79

12月 －1.57 0.66 －1.09 0.62 －1.98 0.93 6.35 4.1 0.84 0.78

年 －1.17 0.55 －1.14 0.68 －1.5 0.85 4.3 3.25 0.8 0.79

3差值平均值和標準差

3.1統(tǒng)計方法

設Ui，Ai分別為新、舊址某要素同期觀測值，則差值xi、差值平均值 、差值的標準差σ計算公式分別為：

xi=Ui－Ai. （2）

（3）

（4）

3.2差值平均值和標準差統(tǒng)計結果

分別計算2012-01-01—12-31新、舊址逐日日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日平均相對濕度和日平均風速5個要素的差值，在此基礎上計算5個要素月差值平均值和差值標準差。為了避免二次平均帶來的誤差，本文年差值沒有采用12個月差值平均值求取，而是采取了用上述5個要素的逐日差值計算各要素的年差值平均值和差值標準差，結果詳見表3.

3.3差值分析

風速差值均為正值，表明新址風速大于舊址，風速年平均偏大0.8 m/s，春季2—4月偏大較為明顯，平均月偏大1.1 m/s。分析其原因，主要是舊址處在城市中心，周圍建筑物較多，因而造成了舊址測站的風速較小。

氣溫差值均為負值，表明新址氣溫低于舊址，平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫新址分別比舊址年平均偏低1.17 ℃、1.14 ℃、1.5 ℃。季節(jié)變化規(guī)律比較明顯，冬季（11至次年2月），新址比舊址氣溫平均偏低1.49 ℃，3—10月份新址比舊址氣溫平均偏低1.01 ℃。氣溫差值標準差結果顯示，最低氣溫標準差相對較大，表明新址最低氣溫數據比舊址偏低很多。初步分析，出現這種情況的主要原因是受城市熱島效應的影響，加上新址海拔高度比舊址高27 m，所以，造成了新址日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫比舊址偏低。

相對濕度差值均為正值，表明新址相對濕度大于舊址，相對濕度年平均相差4%，其中，秋季差值略小，其余季節(jié)差值偏大。相對濕度差值標準差較大，說明個別時段內，新、舊址的相對濕度值差異是很大的，初步分析主要原因是由于舊址處在城市中心，四周被建筑物包圍，四周植被相對較少，而新址位于偏僻農村，周圍以農田為主，產生相對濕度這種差異是合理的。

4降水量相對差值分析

陽泉站新、舊址均在4—10月使用自動雨量傳感器進行降水量觀測，其余時間段停用。降水量只針對4—10月的觀測數據，并將4—10月的降水總量作為對比期降水量進行相對差值分析，具體結果詳見表4.

表4陽泉站新址與舊址降水量差值

時間 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 對比期

新址降水量/mm 31.6 12.6 87.9 208.1 44.6 74.2 8.4 467.4

舊址降水量/mm 39.6 12.5 67.6 231.1 46.0 106.7 16.3 519.8

相對差值/% －20 1 30 －10 －3 －30 －48 －10

6月新址降水量比原址多20.3 mm，4月、9月、10月新址降水量分別比原址少8.0 mm、32.5 mm、7.9 mm，相對差值較大。在對比期內，新址比舊址降水量偏少52.4 mm，相對差值為10%.

初步分析，新址與舊址距離較遠，降水的局地性分布特點使個別降水過程新、舊址降水量差值較大。

5結論

顯著性檢驗結果表明，新址和舊址氣溫、風速平均值差異顯著；新址和舊址相對濕度、降水量差異不顯著。

新址氣溫低于舊址，平均氣溫年偏低1.17 ℃，且季節(jié)變化規(guī)律比較明顯。冬季11月至次年2月，新址比舊址氣溫平均偏低1.49 ℃，其余月份平均偏低1.01 ℃；新址最低氣溫數據比舊址偏低較多，年平均偏低1.5 ℃。新址風速大于舊址，風速年平均偏大0.8 m/s；春季2—4月偏大較為為明顯，平均偏大1.1 m/s。新址相對濕度大于舊址，平均相對濕度年相差4.3%. 新址和舊址平均相對濕度一致性較好。降水量受新、舊址距離較遠和降水局地性分布特點的影響，個別月份差值較大，整個對比期內一致性較好。

通過以上分析可知，陽泉站舊址的觀測資料僅代表城市中心局部氣候狀況，而新址則反映了陽泉城郊大范圍的天氣氣候狀況。通過分析可以掌握新、舊站址因地理位置和觀測環(huán)境不同所造成的氣象要素差異，讓數據的使用用戶了解新、舊站址相關氣象要素差值大小、差值的時間分布，以便在連續(xù)使用該站觀測數據時，可以將由于測站的遷移而產生的差異考慮在內，必要時要予以訂正。

————————

作者簡介：溪玉香（1967—），女 ，山西翼城人， 2006年畢業(yè)于西南交通大學計算機科學與技術專業(yè)，高級工程師。

〔編輯：白潔〕

Impact on Observational Data Migration Analysis Yangquan Station Site

Xi Yuxiang, Zhang Hui, Wu Jie

Abstract: Meteorological Station Site Migration is one of the important reasons for meteorological data homogeneity effects. Use of Yangquan station site 1992-2011 average annual temperature, precipitation, relative humidity and average wind speed average observation data sequence corresponding to the new site in 2012 significant test data were analyzed to migrate to the station site meteorological data generated homogeneity affected. Use of Yangquan station 2012 new, old station site observational data on air temperature, relative humidity and wind speed were the difference between the mean and standard deviation difference analysis, the relative difference between precipitation analysis, quantitative analysis of the migration of the Station Site its temperature, relative humidity and wind speed generated by the impact, and gives the station a new application is recommended site observations.

Key words: station address changes; observations; homogeneity; difference

（上接第124頁）

4結束語

知識自由是圖書館的一個基本理念，應通過以優(yōu)質的服務為中心的圖書館實踐活動來維護讀者的知識自由，同時，知識自由又能促進圖書館實踐活動的進行，提升圖書館員的職業(yè)理念，推動圖書館事業(yè)的發(fā)展。

〔編輯：王霞〕

Introduction to the Intrinsic Value of the Intellectual Freedom in the Library

Qiao Jianping

Abstract: The paper introduces the intellectual freedom in the library of legitimacy, rationality and scientific nature, intellectual freedom and library services, the relationship between the importance of intellectual freedom.

Key words: intellectual freedom; library; concept; right

3.3差值分析

風速差值均為正值，表明新址風速大于舊址，風速年平均偏大0.8 m/s，春季2—4月偏大較為明顯，平均月偏大1.1 m/s。分析其原因，主要是舊址處在城市中心，周圍建筑物較多，因而造成了舊址測站的風速較小。

氣溫差值均為負值，表明新址氣溫低于舊址，平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫新址分別比舊址年平均偏低1.17 ℃、1.14 ℃、1.5 ℃。季節(jié)變化規(guī)律比較明顯，冬季（11至次年2月），新址比舊址氣溫平均偏低1.49 ℃，3—10月份新址比舊址氣溫平均偏低1.01 ℃。氣溫差值標準差結果顯示，最低氣溫標準差相對較大，表明新址最低氣溫數據比舊址偏低很多。初步分析，出現這種情況的主要原因是受城市熱島效應的影響，加上新址海拔高度比舊址高27 m，所以，造成了新址日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫比舊址偏低。

相對濕度差值均為正值，表明新址相對濕度大于舊址，相對濕度年平均相差4%，其中，秋季差值略小，其余季節(jié)差值偏大。相對濕度差值標準差較大，說明個別時段內，新、舊址的相對濕度值差異是很大的，初步分析主要原因是由于舊址處在城市中心，四周被建筑物包圍，四周植被相對較少，而新址位于偏僻農村，周圍以農田為主，產生相對濕度這種差異是合理的。

4降水量相對差值分析

陽泉站新、舊址均在4—10月使用自動雨量傳感器進行降水量觀測，其余時間段停用。降水量只針對4—10月的觀測數據，并將4—10月的降水總量作為對比期降水量進行相對差值分析，具體結果詳見表4.

表4陽泉站新址與舊址降水量差值

時間 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 對比期

新址降水量/mm 31.6 12.6 87.9 208.1 44.6 74.2 8.4 467.4

舊址降水量/mm 39.6 12.5 67.6 231.1 46.0 106.7 16.3 519.8

相對差值/% －20 1 30 －10 －3 －30 －48 －10

6月新址降水量比原址多20.3 mm，4月、9月、10月新址降水量分別比原址少8.0 mm、32.5 mm、7.9 mm，相對差值較大。在對比期內，新址比舊址降水量偏少52.4 mm，相對差值為10%.

初步分析，新址與舊址距離較遠，降水的局地性分布特點使個別降水過程新、舊址降水量差值較大。

5結論

顯著性檢驗結果表明，新址和舊址氣溫、風速平均值差異顯著；新址和舊址相對濕度、降水量差異不顯著。

新址氣溫低于舊址，平均氣溫年偏低1.17 ℃，且季節(jié)變化規(guī)律比較明顯。冬季11月至次年2月，新址比舊址氣溫平均偏低1.49 ℃，其余月份平均偏低1.01 ℃；新址最低氣溫數據比舊址偏低較多，年平均偏低1.5 ℃。新址風速大于舊址，風速年平均偏大0.8 m/s；春季2—4月偏大較為為明顯，平均偏大1.1 m/s。新址相對濕度大于舊址，平均相對濕度年相差4.3%. 新址和舊址平均相對濕度一致性較好。降水量受新、舊址距離較遠和降水局地性分布特點的影響，個別月份差值較大，整個對比期內一致性較好。

通過以上分析可知，陽泉站舊址的觀測資料僅代表城市中心局部氣候狀況，而新址則反映了陽泉城郊大范圍的天氣氣候狀況。通過分析可以掌握新、舊站址因地理位置和觀測環(huán)境不同所造成的氣象要素差異，讓數據的使用用戶了解新、舊站址相關氣象要素差值大小、差值的時間分布，以便在連續(xù)使用該站觀測數據時，可以將由于測站的遷移而產生的差異考慮在內，必要時要予以訂正。

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作者簡介：溪玉香（1967—），女 ，山西翼城人， 2006年畢業(yè)于西南交通大學計算機科學與技術專業(yè)，高級工程師。

〔編輯：白潔〕

Impact on Observational Data Migration Analysis Yangquan Station Site

Xi Yuxiang, Zhang Hui, Wu Jie

Abstract: Meteorological Station Site Migration is one of the important reasons for meteorological data homogeneity effects. Use of Yangquan station site 1992-2011 average annual temperature, precipitation, relative humidity and average wind speed average observation data sequence corresponding to the new site in 2012 significant test data were analyzed to migrate to the station site meteorological data generated homogeneity affected. Use of Yangquan station 2012 new, old station site observational data on air temperature, relative humidity and wind speed were the difference between the mean and standard deviation difference analysis, the relative difference between precipitation analysis, quantitative analysis of the migration of the Station Site its temperature, relative humidity and wind speed generated by the impact, and gives the station a new application is recommended site observations.

Key words: station address changes; observations; homogeneity; difference

（上接第124頁）

4結束語

知識自由是圖書館的一個基本理念，應通過以優(yōu)質的服務為中心的圖書館實踐活動來維護讀者的知識自由，同時，知識自由又能促進圖書館實踐活動的進行，提升圖書館員的職業(yè)理念，推動圖書館事業(yè)的發(fā)展。

〔編輯：王霞〕

Introduction to the Intrinsic Value of the Intellectual Freedom in the Library

Qiao Jianping

Abstract: The paper introduces the intellectual freedom in the library of legitimacy, rationality and scientific nature, intellectual freedom and library services, the relationship between the importance of intellectual freedom.

Key words: intellectual freedom; library; concept; right

3.3差值分析

風速差值均為正值，表明新址風速大于舊址，風速年平均偏大0.8 m/s，春季2—4月偏大較為明顯，平均月偏大1.1 m/s。分析其原因，主要是舊址處在城市中心，周圍建筑物較多，因而造成了舊址測站的風速較小。

氣溫差值均為負值，表明新址氣溫低于舊址，平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫新址分別比舊址年平均偏低1.17 ℃、1.14 ℃、1.5 ℃。季節(jié)變化規(guī)律比較明顯，冬季（11至次年2月），新址比舊址氣溫平均偏低1.49 ℃，3—10月份新址比舊址氣溫平均偏低1.01 ℃。氣溫差值標準差結果顯示，最低氣溫標準差相對較大，表明新址最低氣溫數據比舊址偏低很多。初步分析，出現這種情況的主要原因是受城市熱島效應的影響，加上新址海拔高度比舊址高27 m，所以，造成了新址日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫比舊址偏低。

相對濕度差值均為正值，表明新址相對濕度大于舊址，相對濕度年平均相差4%，其中，秋季差值略小，其余季節(jié)差值偏大。相對濕度差值標準差較大，說明個別時段內，新、舊址的相對濕度值差異是很大的，初步分析主要原因是由于舊址處在城市中心，四周被建筑物包圍，四周植被相對較少，而新址位于偏僻農村，周圍以農田為主，產生相對濕度這種差異是合理的。

4降水量相對差值分析

陽泉站新、舊址均在4—10月使用自動雨量傳感器進行降水量觀測，其余時間段停用。降水量只針對4—10月的觀測數據，并將4—10月的降水總量作為對比期降水量進行相對差值分析，具體結果詳見表4.

表4陽泉站新址與舊址降水量差值

時間 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 對比期

新址降水量/mm 31.6 12.6 87.9 208.1 44.6 74.2 8.4 467.4

舊址降水量/mm 39.6 12.5 67.6 231.1 46.0 106.7 16.3 519.8

相對差值/% －20 1 30 －10 －3 －30 －48 －10

6月新址降水量比原址多20.3 mm，4月、9月、10月新址降水量分別比原址少8.0 mm、32.5 mm、7.9 mm，相對差值較大。在對比期內，新址比舊址降水量偏少52.4 mm，相對差值為10%.

初步分析，新址與舊址距離較遠，降水的局地性分布特點使個別降水過程新、舊址降水量差值較大。

5結論

顯著性檢驗結果表明，新址和舊址氣溫、風速平均值差異顯著；新址和舊址相對濕度、降水量差異不顯著。

新址氣溫低于舊址，平均氣溫年偏低1.17 ℃，且季節(jié)變化規(guī)律比較明顯。冬季11月至次年2月，新址比舊址氣溫平均偏低1.49 ℃，其余月份平均偏低1.01 ℃；新址最低氣溫數據比舊址偏低較多，年平均偏低1.5 ℃。新址風速大于舊址，風速年平均偏大0.8 m/s；春季2—4月偏大較為為明顯，平均偏大1.1 m/s。新址相對濕度大于舊址，平均相對濕度年相差4.3%. 新址和舊址平均相對濕度一致性較好。降水量受新、舊址距離較遠和降水局地性分布特點的影響，個別月份差值較大，整個對比期內一致性較好。

通過以上分析可知，陽泉站舊址的觀測資料僅代表城市中心局部氣候狀況，而新址則反映了陽泉城郊大范圍的天氣氣候狀況。通過分析可以掌握新、舊站址因地理位置和觀測環(huán)境不同所造成的氣象要素差異，讓數據的使用用戶了解新、舊站址相關氣象要素差值大小、差值的時間分布，以便在連續(xù)使用該站觀測數據時，可以將由于測站的遷移而產生的差異考慮在內，必要時要予以訂正。

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作者簡介：溪玉香（1967—），女 ，山西翼城人， 2006年畢業(yè)于西南交通大學計算機科學與技術專業(yè)，高級工程師。

〔編輯：白潔〕

Impact on Observational Data Migration Analysis Yangquan Station Site

Xi Yuxiang, Zhang Hui, Wu Jie

Abstract: Meteorological Station Site Migration is one of the important reasons for meteorological data homogeneity effects. Use of Yangquan station site 1992-2011 average annual temperature, precipitation, relative humidity and average wind speed average observation data sequence corresponding to the new site in 2012 significant test data were analyzed to migrate to the station site meteorological data generated homogeneity affected. Use of Yangquan station 2012 new, old station site observational data on air temperature, relative humidity and wind speed were the difference between the mean and standard deviation difference analysis, the relative difference between precipitation analysis, quantitative analysis of the migration of the Station Site its temperature, relative humidity and wind speed generated by the impact, and gives the station a new application is recommended site observations.

Key words: station address changes; observations; homogeneity; difference

（上接第124頁）

4結束語

知識自由是圖書館的一個基本理念，應通過以優(yōu)質的服務為中心的圖書館實踐活動來維護讀者的知識自由，同時，知識自由又能促進圖書館實踐活動的進行，提升圖書館員的職業(yè)理念，推動圖書館事業(yè)的發(fā)展。

〔編輯：王霞〕

Introduction to the Intrinsic Value of the Intellectual Freedom in the Library

Qiao Jianping

Abstract: The paper introduces the intellectual freedom in the library of legitimacy, rationality and scientific nature, intellectual freedom and library services, the relationship between the importance of intellectual freedom.

Key words: intellectual freedom; library; concept; right