氣象站氣象要素異同論述

1、氣壓差異分析

在2011年11月至2012年10月的定時(shí)觀測(cè)資料中，舊址的有效數(shù)據(jù)為8784個(gè)，新址的有效數(shù)據(jù)為8755個(gè)。通過(guò)對(duì)比分析兩地每日的定時(shí)觀測(cè)氣壓，及日最高、最低氣壓發(fā)現(xiàn)：（1）二者之間的變化趨勢(shì)是一致的，其相關(guān)性為0.9992;（2）在對(duì)比分析的時(shí)段，2012年1月20日20時(shí)差異最大達(dá)2.5hpa，2012年4月19日14時(shí)差異最小達(dá)1.3hpa;（3）新址的氣壓普遍比舊址的氣壓偏高，一年統(tǒng)計(jì)下來(lái)平均偏高1.884hpa，其中1月差異最大為2.11hpa，8月差異最小為1.71hpa，如圖3（a）;（4）按時(shí)統(tǒng)計(jì)的時(shí)可以看出白天的差異要大于夜間，其中10時(shí)的差異最大，平均有1.93hpa的偏差，20時(shí)的差異最小，平均有1.85hpa的偏差，如圖3（b）;（5）日最高氣壓新址比舊址平均偏高約1.88hpa，日最低氣壓新址比舊址平均偏高約1.89hpa，兩站極值出現(xiàn)的時(shí)間基本是一致的，極值出現(xiàn)時(shí)間相差20分鐘的日數(shù)占到了76%左右。

2、濕度差異分析

在2011年11月至2012年10月的定時(shí)觀測(cè)資料中，舊址的有效數(shù)據(jù)為8784個(gè)，新址的有效數(shù)據(jù)為8755個(gè)。通過(guò)對(duì)比分析兩地每日定時(shí)觀測(cè)的相對(duì)濕度，及日最低相對(duì)濕度發(fā)現(xiàn)：（1）二者之間的相關(guān)性為0.5701;（2）新址比舊址相對(duì)濕度偏低的時(shí)次有3319個(gè)時(shí)次，占到有效時(shí)次的37.91%，偏低的時(shí)次主要集中在0時(shí)到8時(shí)之間，偏高的時(shí)次有4852個(gè)時(shí)次，占到有效時(shí)次的55.42%，偏高的每個(gè)時(shí)次分布比較均勻，持平的時(shí)次主要集中在21到8時(shí)，如圖4;（3）新址的相對(duì)濕度比舊址偏高的時(shí)次較多，但一年統(tǒng)計(jì)下來(lái)新址的相對(duì)濕度比舊址的偏大均值為1.24%，5～10月為偏低月份，其中以10月偏低值最大為11.86%，6月最小為0.58%，11月到次年的4月為偏高月份，其中11月偏高最大為16.02%，3月最小為6.27%，如圖5（a）;（4）按時(shí)統(tǒng)計(jì)的時(shí)可以看出差異表現(xiàn)為雙峰形式，9時(shí)和18時(shí)為差異最大的兩個(gè)時(shí)段，差異值分別為2.01%、2.29%，如圖5（b）;（5）新址與舊址日最小相對(duì)濕度出現(xiàn)的時(shí)間基本是一致的，主要集中在13到17時(shí)、20時(shí)這幾個(gè)時(shí)間段，兩者之間的差異平均值約為1.08%，其中新址最小相對(duì)濕度比舊址偏大的月份主要集中在11月到次年的4月，特別是11～12月全月每天都偏大，偏小的月份集中在7～10月，特別是7月、9月全月每天都偏小，如圖6.3.410分鐘風(fēng)向風(fēng)速差異分析在2011年11月至2012年10月的定時(shí)觀測(cè)資料中，舊址的有效數(shù)據(jù)為8784個(gè)，新址的有效數(shù)據(jù)為8755個(gè)。通過(guò)對(duì)比分析兩地每日定時(shí)觀測(cè)的10分鐘風(fēng)向風(fēng)速發(fā)現(xiàn)：（1）一般來(lái)講，新址的10分鐘風(fēng)速比舊址的大，其中偏大的時(shí)次占到了89.88%，一年統(tǒng)計(jì)下來(lái)新址的風(fēng)速比舊址的偏大均值為0.99m/s;（2）在可用于對(duì)比分析7142個(gè)方向數(shù)據(jù)中，新址風(fēng)向與舊址的風(fēng)向差異均值為14.65°，其中舊址出現(xiàn)靜風(fēng)的時(shí)次有1464次，新址出現(xiàn)靜風(fēng)的時(shí)次有320次，新址出現(xiàn)的最多風(fēng)向?yàn)镹NE、其次為N和NE，舊址出現(xiàn)的最多風(fēng)向?yàn)镹E、其次為ENE和NNE，如圖7;（3）從按月統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來(lái)看，風(fēng)速差異表現(xiàn)為雙峰形式，4月、9月是其兩個(gè)峰值，12月的差異最小為0.81m/s，舊址10月到次年的1月最多風(fēng)向?yàn)镹、2到5月為ENE、7到9月為E，新址11月到次年的5月及7月與9月最多風(fēng)向?yàn)镹E、6月與8月為WSW、10月為NNE;（4）從按時(shí)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來(lái)看，風(fēng)速差異表現(xiàn)為正弦波形式，9時(shí)的差異最小為0.54m/s，16時(shí)的差異最大為1.59m/s，而且夜間的差異明顯要小于白天的差異，無(wú)論是舊址還是新址，其靜風(fēng)主要出現(xiàn)在夜間，而且夜間主要是西南方向的風(fēng)，白天多東北方向的風(fēng)。

3、差異成因分析

3.1兩氣象觀測(cè)站的海拔高度不同

氣壓、氣溫等氣象要素一般隨著海拔高度的升高而降低，由于海拔高度的差異造成的溫度差異可按大氣的平均溫度垂直遞減率0.65℃/100m來(lái)估算，氣壓差異可以按拉普拉斯氣壓高度差簡(jiǎn)化的訂正公式△P=-△H/8179.9m來(lái)估算，新址的海拔高度比舊址要低16.4m，從而可以計(jì)算溫度差異約0.11℃，氣壓差異約0.002hpa。由此可見(jiàn)海拔高度是造成兩站之間氣溫差異的主要原因，而不是氣壓差異的主要原因。

3.2觀測(cè)站周圍探測(cè)環(huán)境的差異

舊氣象觀測(cè)站位城市中心，人口相對(duì)稠密，四周建筑密集，交通比較繁忙。因城區(qū)受建筑物等有關(guān)設(shè)施的影響，其不但會(huì)阻擋風(fēng)的來(lái)向，還會(huì)使風(fēng)產(chǎn)生了繞流，因此舊站的平均風(fēng)速比新址小，主導(dǎo)風(fēng)向不如新址穩(wěn)定。由此可見(jiàn)觀測(cè)站周圍的探測(cè)環(huán)境是風(fēng)向、風(fēng)速差異的主要原因。

3.3觀測(cè)站周圍下墊面的不同

城市的熱島效應(yīng)與郊區(qū)的綠地降溫增濕是造成氣溫、濕度差異的原因之一。舊氣象觀測(cè)站位于城市中心，下墊面多為瀝青、水泥，熱容量和導(dǎo)熱率都很大;新的氣象觀測(cè)站位于城市的北郊，植物覆蓋率較高，而大量的研究分析表明植被有明顯的降溫增濕作用，因此，兩地下墊面環(huán)境不同，是導(dǎo)致新站址的濕度明顯高于舊址的主要原因。

4、結(jié)論

氣象臺(tái)站的搬遷造成探測(cè)環(huán)境變化較大，造成常規(guī)氣象觀測(cè)要素氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向風(fēng)速等存在一定的差異：新址比舊址的氣溫偏高0.11℃、氣壓偏高1.884hpa、相對(duì)濕度偏高1.24%，風(fēng)速偏大0.99m/s，新址的主導(dǎo)風(fēng)向要比舊址的穩(wěn)定;白天的差異要高于夜間。造成氣象要素之間差異的主要原因與氣象站的海拔高度、探測(cè)環(huán)境、城市的熱島效應(yīng)、綠地降溫增濕等密切相關(guān)。同仁縣氣象臺(tái)站的搬遷因環(huán)境變化造成常規(guī)氣象觀測(cè)要素有差異，這對(duì)本地區(qū)的氣象歷史資料時(shí)間序列均一性有影響，對(duì)今后相關(guān)的氣候影響評(píng)估等相關(guān)的業(yè)務(wù)有一定的影響，因此應(yīng)該采用相關(guān)方法對(duì)氣象要素進(jìn)行訂正，以保證歷史資料序列的穩(wěn)定，確保以后氣候影響評(píng)價(jià)、預(yù)警發(fā)布等的科學(xué)性。