神木遷站前后觀測資料對比分析

邢向鋒

(神木縣氣象局，陜西神木　719300)

神木遷站前后觀測資料對比分析

邢向鋒

(神木縣氣象局，陜西神木719300)

摘要：對2013年神木氣象站遷址前(舊址)、后(新址)基本氣象要素的對比觀測資料進行對比分析得出，新址較舊址的氣溫、氣壓明顯偏低，風速明顯增大，風向有一定角度的偏轉(zhuǎn)，相對濕度略有升高，降水量略有減少。兩站氣象要素有顯著的非均一性。海拔高度、下墊面、地形、周圍環(huán)境等因素是造成氣象要素差異的主要原因。

關鍵詞：氣象站遷移；觀測資料；對比分析；神木

2013年1月1日，神木國家基本氣象站由城北五里墩(110°30′E，38°50′N，海拔高度941.1 m，稱舊址，下同)遷至麻家塔辦事處鏵山村(110°28′N，38°49′E，海拔高度1 098.0 m，稱新址，下同)。新址位于舊址的西南方，二者直線距離為2 700 m。新址海拔高度比舊址高156.9 m,氣壓傳感器海拔高度比舊址高156.9 m。為了了解氣象站遷移前、后觀測資料序列的差異，正確使用遷站前后觀測資料提供依據(jù)，按照《地面氣象觀測規(guī)范》要求，對新、舊站觀測資料進行對比分析[1]。

1資料來源

所用資料為2013年1—12月新、舊址氣象站同期氣溫(月平均氣溫、月平均最高氣溫、月平均最低氣溫、月極端最高氣溫、月極端最低氣溫)、氣壓(月平均氣壓、月平均最高氣壓、月平均最低氣壓)、相對濕度(月平均相對濕度、月最小相對濕度)、風向風速(月平均風速、最大風向風速、極大風向風速、最多風向)、5—9月降水量觀測數(shù)據(jù)。要素的差值均為新址減舊址。

2氣象要素差值分析

2.1溫度

表1表明，新址各月平均氣溫、月平均最高氣溫、月平均最低氣溫均低于舊址。月平均氣溫新址比舊址低0.9～1.5 ℃。月平均最高氣溫新址比舊址低1.1～1.7 ℃。月平均最低氣溫新址比舊址低1.1～1.7 ℃。月極端最高氣溫除3月新址比舊址高0.1 ℃外，其余11個月新址比舊址低0.7～2.0 ℃，出現(xiàn)日期有6個月相同。月極端最低氣溫新址均低于舊址，差值在-0.5～-2.1 ℃之間，出現(xiàn)日期有10個月相同。全年新址日平均氣溫低于舊址日平均氣溫的日數(shù)占97%，新、舊址氣溫日變化趨勢一致。

表1　2013年1—12月神木新、舊址氣溫對比　℃

2.2氣壓

表2表明，新址本站氣壓的月平均、月平均最高及月平均最低值均低于舊址。本站氣壓的月平均值新址比舊址低15.9～18.3 hPa，月平均最高值新址比舊址低16.0～18.4 hPa，月平均最低值新址比舊址低15.6～17.7 hPa。本站氣壓的月平均、月平均最高及月平均最低值均表現(xiàn)為溫度高時，新、舊址氣壓差異小，溫度低時，新、舊址氣壓差異大，即冬季差異最大，春秋次之，夏季最小。月最高本站氣壓、最低本站氣壓出現(xiàn)日期新、舊址相同。同一個月，平均最高本站氣壓差異最大，平均本站氣壓次之，平均最低本站氣壓差異最小。各個時刻月平均本站氣壓溫度低時新、舊址差異大，溫度高時差異小。新、舊址本站氣壓日變化趨勢一致。

表2　2013年1—12月神木新、舊址氣壓對比　hPa

2.3相對濕度

表3表明，月平均相對濕度1—8月新址比舊址大1%～5%，9—11月新址比舊址小2%～3%，12月新、舊址相同。月最小相對濕度除5月新、舊址相同外，其余月份新址均比舊址大，差值為1%～5%。日平均相對濕度1—7月中新址大于舊址的日數(shù)占68%～100%；8月新址大于舊址的占45%，新址小于舊址的占32%；9月新址大于舊址的占30%，新址小于舊址的占60%；10、11月新址大于舊址的占10%、20%，新址小于舊址的占84%、70%；12月新址大于舊址的占35%，新址小于舊址的占45%。新、舊址相對濕度日變化趨勢基本一致。

表3　2013年1—12月神木新、舊址相對濕度和降水量對比

注：因10—4月自動站雨量傳感器停用，故只比較5—9月降水量。

2.4風向風速

表4表明，月平均風速3—6月新址比舊址大1.0～1.5 m/s，其它各月大0.4～0.8 m/s。月最多風向有7個月新址較舊址順時針旋轉(zhuǎn)了22.5°～45°，有4個月新、舊址相同，1個月新址較舊址逆時針旋轉(zhuǎn)了67.5°；月最多風向出現(xiàn)頻次新址比舊址少5～23次。月極大風速新址較舊址大1.6～14.4 m/s。月極大風速對應的風向，新址主要為W～NNW，占83%，舊址主要為NW～N，占83%。月最大風速新址較舊址大2.5～8.2 m/s。

表4　2013年1—12月神木新、舊址平均風速和最多風向?qū)Ρ?/p>

各風向年平均風速，除SE方向新、舊址相同外，其它方向新址均大于舊址，S～SSW、WSW～NNW新址比舊址大1.2～1.9 m/s，其它方向大0.6～0.8 m/s。新址全年出現(xiàn)大風28 d，分布在2—8月，舊址出現(xiàn)大風4 d，分布在4—6月。新、舊址風的日變化規(guī)律一致。季節(jié)性風向變化規(guī)律一致，均為冬季盛行偏N風，夏季盛行偏SE風(圖1)；季節(jié)性風速變化規(guī)律一致，均為春季、夏初(3—6月)大于其它季節(jié)。

圖12013年神木新、舊址冬、夏、全年風向頻率/%玫瑰圖

2.5降水

由表3可看出，5、6月降水量新址比舊址偏多，5月差值較大，為舊址降水量的67%。7—9月降水量新址少于舊址，7月偏少較多，為舊址降水量的10%。陣性降水時新、舊址的過程降水量差異較大，穩(wěn)定性降水時差異較小。

3氣象要素差異成因分析

3.1氣溫

隨著海拔高度的升高，氣溫降低。按照高度每升高100 m氣溫下降0.65 ℃計算，新址觀測場海拔高度較舊址高156.9 m，因此新址氣溫應比舊址的低1.0 ℃左右。舊址位于地處窟野河河谷中心的神木縣城，河谷風力較小，白天熱量不易散失，夜間不易冷卻，同時縣城工業(yè)生產(chǎn)、人類活動導致溫室效應[2-3]，溫度較高；新址位于縣城西面的山上，人煙稀少，地形開闊，風力大，白天熱量容易散失，夜間空氣冷卻劇烈，因此溫度較低。

3.2氣壓

在近地層中，氣壓隨海拔高度的變化可根據(jù)拉普拉斯氣壓高度差簡化訂正公式ΔP=-ΔH/8來計算，由于新址比舊址高156.9 m，海拔高度造成的新、舊址氣壓差值為ΔP=-19.6 hPa，同實際的氣壓差值差異不大，又由于新、舊址之間相距不遠，所受的天氣系統(tǒng)影響基本相同，因此新、舊址氣壓差異主要由海拔高度差異造成。

3.3相對濕度

舊址地面、建筑物等所用的材料基本不滲水，降雨過后水基本流入排水管道，綠地面積較少，水分蒸發(fā)、蒸騰較少，相反新址下墊面土壤、植物蒸騰較大；絕對濕度相同時，溫度高相對濕度小，而新址氣溫低于舊址。因此，新址相對濕度大于舊址

3.4風向、風速

隨著高度的升高風速增大，新址比舊址海拔高度高，風速明顯大于舊址；新址地勢平坦，風向基本不受地形影響，使主導風向出現(xiàn)的頻率小于舊址。舊址東、西兩山對風形成了阻擋，而且周圍高樓林立，使得風速明顯偏??；舊址所處的窟野河流向呈NNW—SSE走向，因而主導風向呈NW(NNW)—SE(SSE)走向，且風向單一。

3.5降水差異

舊址位于城市，城市熱島效應增強了空氣的熱對流；下墊面粗糙度大，增強了大氣湍流，使市區(qū)上升氣流加強，又由于城市大氣中凝結核多，使降水增加[2]；受中、小尺度天氣系統(tǒng)影響時，也會造成兩站降水量有較大差別。另外，舊址使用CAWS600型自動站，新址使用CAWS3000新型自動站，觀測儀器的不同也會對降水量的測量造成一定的影響。

4小結與討論

(1) 神木縣氣象局遷站后新址的氣溫、氣壓比舊址明顯偏低，風速明顯增大，風向有一定角度的偏轉(zhuǎn)，相對濕度略有升高，降水量略有減少。

(2)新舊址氣溫差異主要是由兩地海拔高度的差異造成的，地形差異、城市熱島效應也對氣溫差異造成了一定的影響；氣壓差異主要由兩地海拔高度差異造成；相對濕度差異由新舊址下墊面及氣溫差異造成；風向風速差異由海拔高度、地形、周圍環(huán)境差異造成；降水量差異由新舊址周圍環(huán)境差異、較小尺度降水系統(tǒng)影響及降水觀測儀器不同造成。

(3)在神木氣象站資料序列中， 2013年及以后的資料為新址的資料，氣溫、氣壓、相對濕度、風向風速、降水量等要素新、舊址有顯著的非均一性。因此最好將前后兩部分的資料，作為兩個站的觀測資料處理。若需要某站較長的資料序列，可將另一部分數(shù)據(jù)加以訂正。

參考文獻：

[1]李仲龍，陳學君，李臘平，等.合水站址遷移前后主要氣象要素對比分析[J].陜西氣象，2014(6)：35-39.

[2]楊晚生，郭晶，阮彩琴，等.廣州不同地表覆蓋物熱反應變化規(guī)律研究[J].廣東工業(yè)大學學報，2006，23(2)：127-131.

[3]高紹鳳，陳萬隆，朱超群，等.應用氣候?qū)W[M].北京：氣象出版社，2008：192-194.

張智，林莉. 寧夏高空規(guī)定等壓面風數(shù)據(jù)質(zhì)檢分析及評估[J].陜西氣象，2015(1)：26-29.

中圖分類號：P416.2

文獻標識碼：A