環(huán)境變化對三門峽國家基站氣象要素影響分析

方紅娟

（三門峽市氣象局，河南 三門峽 472000）

氣象探測環(huán)境是為避開各種干擾， 保證氣象探測設(shè)施準(zhǔn)確獲得氣象探測信息所必需的最小距離構(gòu)成的環(huán)境空間[1]，是觀測數(shù)據(jù)代表性、準(zhǔn)確性、比較性的重要保證。但隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，探測環(huán)境不斷受到影響和破壞，觀測數(shù)據(jù)逐漸失去代表性、比較性、準(zhǔn)確性[2]。

氣象臺站的觀測資料是天氣預(yù)報、氣象服務(wù)、氣象研究的基礎(chǔ)，臺站的觀測資料必須具有代表性、準(zhǔn)確性、比較性，不僅要反映觀測點的氣象狀況，而且要反映周圍一定范圍內(nèi)的平均氣象狀況。

氣象臺站站址的代表性和探測環(huán)境的長期穩(wěn)定性及不受干擾性是獲取有價值觀測數(shù)據(jù)的根本保證[3]。 世界氣象組織（WMO）認(rèn)為，探測環(huán)境變化破壞所造成的誤差通常大于儀器觀測誤差， 完全可以淹沒氣候變化的信號[4]。近年來， 隨著城市建設(shè)和地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 城鄉(xiāng)規(guī)劃、居民住房建設(shè)和國土資源不斷得到開發(fā)和利用，原來地處偏僻郊區(qū)和農(nóng)村的氣象觀測站， 已有不少被高樓大廈所包圍， 導(dǎo)致氣象臺站探測環(huán)境受到的影響和破壞日趨嚴(yán)重。 本文利用三門峽市觀測站1971-2013年觀測資料，統(tǒng)計氣溫、相對濕度、日照、風(fēng)速等各氣象要素的變化，分析探測環(huán)境變化對三門峽站氣象要素的影響。

三門峽站屬于國家基本氣象站，位于黃河南岸（111°12′E，34°48′N），測站海拔高度309.9m，屬暖溫帶半干旱內(nèi)陸性氣候，四季分明。 隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，原來位于郊區(qū)被農(nóng)田、菜地及分散低矮民房包圍的觀測站，現(xiàn)在已被樓房和樹木所包圍。 觀測環(huán)境已遭到了嚴(yán)重破壞。其地平圈遮蔽圖和障礙物仰角圖見圖1。

圖1 三門峽市觀測站觀測場四周可視范圍內(nèi)遮蔽物仰角圖

1 探測環(huán)境變化對氣象要素的影響

1.1 溫度的變化

圖2 三門峽站1971—2013年平均氣溫變化曲線

圖3 三門峽站1971—2013年相對濕度變化曲線

圖4 三門峽站1971—2013年平均風(fēng)速變化曲線

由圖2 三門峽站1971—2013年平均氣溫變化曲線可以看出， 三門峽歷年平均氣溫為14.1，該站年平均氣溫總體呈上升趨勢。 1971-1994年的24年間， 僅有2年的年平均氣溫大于歷年平均氣溫， 而在1995-2013年的19年間，由于這個時間段內(nèi)觀測場周圍建筑和樹木增多，探測環(huán)境變差，致使氣溫呈增溫趨勢，只有4年的年平均氣溫小于歷年平均值。 造成氣溫升高的原因主要有以下幾個方面：城市熱島效應(yīng)、觀測場周圍建筑物散熱增溫、建筑物反射陽光增溫、居民消耗能源增溫、通風(fēng)不暢增溫、氣候變暖自然增溫。 除氣候變暖自然增溫外，其他幾個因素都可以歸結(jié)為觀測環(huán)境惡化所致[5]。

1.2 相對濕度的變化

由圖3 三門峽站1971—2013年相對濕度變化曲線可以看出，歷年平均相對濕度為61%，1995-2013年間， 除2003年的年平均相對濕度為69%外，其余年份年平均相對濕度普遍比1995年前低。 這是因為觀測場四周建筑物增多， 地面硬化，植被覆蓋率低，排水良好，加之熱島效應(yīng)，水汽向外輸送較快，導(dǎo)致相對濕度呈下降趨勢。

1.3 風(fēng)速的變化

由圖4 三門峽站1971—2013年平均風(fēng)速變化曲線， 可以看出，1971—2013年三門峽歷年平均風(fēng)速為2.2m/s。 從年平均風(fēng)速和5年滑動平均值可發(fā)現(xiàn)，年平均風(fēng)速都呈明顯的遞減趨勢，受觀測場周圍建筑物和樹木的影響，2002年至2013年年平均風(fēng)速變化不大，尤其是2010-2013年連續(xù)4年的年平均風(fēng)速沒有變化， 都為1.7m/s。

1.4日照的變化

由圖5 三門峽站1971—2013年日照時數(shù)變化曲線可以看出，1971—2013年三門峽歷年平均日照時數(shù)為2130.3 小時。年平均日照時數(shù)呈波動變化，但是整體呈下降的趨勢。 位于觀測場ESE 和WSW 方位的建筑物對三門峽站日照的影響較大，近幾年隨著觀測場周圍樹木的增長，日照時數(shù)有明顯減少趨勢。 可見，探測環(huán)境變化對日照有一定的影響。

1.5 降水量的變化

圖5 三門峽站1971—2013年日照時數(shù)變化曲線

圖6 三門峽站1971—2013年降水量變化曲線

由圖6 三門峽站1971—2013年降水量變化曲線可以看出，1971-2013年三門峽歷年平均降水量為550mm。年降水量變化不大，即使在探測環(huán)境日益嚴(yán)重的近幾年，年降水量的增減趨勢也不明顯，這說明探測環(huán)境變化情況對降水量的影響不大。

1.6 能見度

由于測站周圍高樓、樹木的阻擋，從觀測場可以看到的目標(biāo)物數(shù)量從原來的十幾個， 減少到現(xiàn)在僅能從觀測場南面才能看到南山等寥寥幾個目標(biāo)物。 目前，觀測場可謂是“坐井觀天”，所取得的氣象觀測資料已完全失去了代表性與比較性[6]。

2 結(jié)語

通過對三門峽站1971-2013年的氣溫、濕度、風(fēng)等氣象要素的分析，可以看出三門峽站氣溫、風(fēng)速、日照、相對濕度受探測環(huán)境變化影響顯著。 探測環(huán)境變化、下墊面的變化改變了地氣的相互作用條件和大氣中的成分， 各種氣象要素也隨之改變。 三門峽站氣象探測環(huán)境破壞日益嚴(yán)重，觀測場漸漸形成了特殊的局地小氣候條件，獲得的觀測資料已不能代表當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，失去了“代表性”，那么其“準(zhǔn)確性”和“比較性”也就沒有意義了，利用沒有了“代表性”的氣象觀測資料作預(yù)報分析，可信度可想而知了[7]。

［1］高常飛，趙軍，郎咸明.人工強(qiáng)化生態(tài)濾床技術(shù)在條子河水體改善中的應(yīng)用研究 ［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（30）:17006-17008，17023.

［2］韓潤平，陸雍森，楊健，等.復(fù)合床生態(tài)濾池處理城市污水中試研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004，24（3）:450-454.

［3］李欣，金蓮姬，郭建俠.淺談探測環(huán)境對氣象要素測量值的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（27）:17105-17108，17113.

［4］陳貴川，卞林根，李平，等.國家氣候觀象臺建設(shè)觀測環(huán)境問題［J］.氣象科技，2008，36（2）:244-248.

［5］李艾卿，戴宇，賀捷顏，等.城鎮(zhèn)化建設(shè)對氣象觀測資料的影響分析［J］.儀器儀表學(xué)報，2007，28（8）:440-443.

［6］蔡玲玲.提高地面遙測站月報表質(zhì)量的對策［J］.廣東氣象，2008，30（2）:62.

［7］楊伍琳，趙曉利，羅祖紅，等.兩套不同型號自動氣象站采集的氣象數(shù)據(jù)的差異［J］.廣東氣象，2008，30（3）:49-50.