黃陵鄉(xiāng)鎮(zhèn)24小時(shí)氣溫預(yù)報(bào)方法探討

魏巧潔，李延平，劉蓓亮，李　坤

(黃陵縣氣象局，陜西黃陵　727300)

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黃陵鄉(xiāng)鎮(zhèn)24小時(shí)氣溫預(yù)報(bào)方法探討

魏巧潔，李延平，劉蓓亮，李坤

(黃陵縣氣象局，陜西黃陵727300)

摘要：利用黃陵縣1971—2014 年逐年逐月最高、最低氣溫資料和腰坪鄉(xiāng)、店頭鎮(zhèn)、隆坊鎮(zhèn)、田莊鄉(xiāng)2011—2014年自動(dòng)站氣溫資料，將黃陵縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)依據(jù)海拔高度、地貌和溫度分布劃分為五個(gè)氣候區(qū)域，通過對(duì)比分析鄉(xiāng)鎮(zhèn)代表點(diǎn)與縣站氣溫資料，發(fā)現(xiàn)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站的氣溫差值隨地形、海拔、季節(jié)不同差異明顯。氣候差異訂正法和變溫訂正法相比，氣候差異訂正法預(yù)報(bào)正確率較變溫訂正法預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率高?？晒┛h氣象站制作鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度預(yù)報(bào)時(shí)參考。

關(guān)鍵詞：鄉(xiāng)鎮(zhèn)；氣溫；預(yù)報(bào)；方法

溫度預(yù)報(bào)一直是公眾關(guān)注的重點(diǎn)[1]，隨著黃陵縣經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，黃陵各級(jí)政府對(duì)氣象工作越來越重視，不僅要求提供準(zhǔn)確的天氣信息，同時(shí)對(duì)預(yù)報(bào)精細(xì)化的要求也越來越高。黃陵境內(nèi)由于地形、地貌變化大，東西、南北溫度差異明顯，因此鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度預(yù)報(bào)備受關(guān)注。黃陵是著名的旅游景區(qū)，較為準(zhǔn)確的鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度預(yù)報(bào)是做好旅游氣象服務(wù)的重要基礎(chǔ)。目前，黃陵縣氣象局的氣溫預(yù)報(bào)僅代表縣城范圍內(nèi)的溫度狀態(tài)，還缺少準(zhǔn)確可用的鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度預(yù)報(bào)。現(xiàn)在大多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品是由粗網(wǎng)格數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品或縣氣象站所在地預(yù)報(bào)產(chǎn)品插值生成，與鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)際溫度偏差較大，而大量的鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域站資料卻沒有得到有效應(yīng)用。要做出準(zhǔn)確的鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度預(yù)報(bào)，需探索一套應(yīng)用區(qū)域站資料，結(jié)合縣站溫度預(yù)報(bào)指標(biāo)的溫度預(yù)報(bào)方法，以達(dá)到準(zhǔn)確預(yù)報(bào)鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度的目的。

1資料的選取

資料選用黃陵縣氣象局1971—1989年(站址為侯莊塬區(qū))、1990—2013年(站址為黃陵縣城)地面觀測(cè)資料和腰坪鄉(xiāng)、店頭鎮(zhèn)、隆坊鎮(zhèn)、田莊鄉(xiāng)2011—2014年區(qū)域自動(dòng)站的逐日氣溫資料。

2氣溫變化特點(diǎn)

從表1可以看出，2—7月為黃陵縣氣溫穩(wěn)定上升時(shí)段，8月至來年1月為氣溫穩(wěn)定下降時(shí)段。一年中最高和最低氣溫變化幅度最大的是4、10和11月，變化最小的是7、8月，其次是1月。其原因是春、秋兩季大陸氣團(tuán)和海洋氣團(tuán)相互更替控制本地，且以干燥的大陸氣團(tuán)為主，空氣濕度小、保溫性差，隨著太陽(yáng)高度角的變化，氣團(tuán)變性快，氣溫升降均比較劇烈。而夏季7—8月，受海洋氣團(tuán)影響，空氣濕度大、氣溫變化幅度小。冬季1月則以大陸干冷氣團(tuán)控制為主，氣團(tuán)性質(zhì)變化不大，除更冷的氣團(tuán)過境造成劇烈降溫外，最高、最低氣溫變幅不大。

3地域氣溫差異及變化

黃陵地處陜西中部，屬鄂爾多斯臺(tái)地，地貌多為黃土高原溝壑區(qū)，地勢(shì)西北高、東南低。西部有高大的子午嶺山脈，東部為平坦的塬區(qū)，海拔高度最高為1 762 m，最低為740 m，高差大于1 000 m。由于地形差異，形成了比較明顯的高原、川道、山地氣侯。因此，要做好鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣溫預(yù)報(bào)，必須分析統(tǒng)

表1　黃陵縣各月平均最高氣溫及變化表　℃

注：月變幅是指當(dāng)月月平均最高、最低氣溫與上月的差值；日變量是指月變幅平均到每日，即月變幅除以每月天數(shù)。

計(jì)黃陵不同氣候區(qū)域內(nèi)的氣溫資料，分析各區(qū)域氣溫變化規(guī)律。近年來，鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)站的建立為開展此項(xiàng)工作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)分析黃陵2011—2014年鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)氣象站的氣溫資料，結(jié)合1984年黃陵縣氣候區(qū)劃成果，從氣溫變化特點(diǎn)上將黃陵劃分為五個(gè)區(qū)域，涵蓋每一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這五個(gè)區(qū)域分別為：腰坪(包括腰坪鄉(xiāng)、雙龍鎮(zhèn))代表西部山區(qū)；店頭(包括店頭鎮(zhèn)、倉(cāng)村鄉(xiāng))代表西部川道；隆坊(包括隆坊鎮(zhèn)、太賢鄉(xiāng)、阿黨鎮(zhèn))代表北原區(qū)；田莊(包括侯莊鄉(xiāng)、田莊鎮(zhèn))代表南塬區(qū)；縣站(包括縣城橋山鎮(zhèn)、街道辦)代表縣城附近。

從黃陵各代表鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站月平均最高、最低氣溫差(表2 、表3)可以看出，黃陵各代表鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均最高、最低氣溫隨地理位置、季節(jié)不同差異明顯。全年平均最高氣溫高值區(qū)出現(xiàn)在店頭，比縣城偏高0.6 ℃，低值區(qū)出現(xiàn)在隆坊，較縣城偏低1.4 ℃，腰坪與縣城接近。全年平均最低氣溫從東部(田莊)到西部(腰坪)呈降低趨勢(shì)，最低值出現(xiàn)在腰坪，比縣城低2.1 ℃，最高值出現(xiàn)在田莊，比縣城低0.6 ℃。

表2　黃陵各代表鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站月平均最高氣溫差　℃

表3　黃陵各代表鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站月平均最低氣溫差　℃

注：平均最高、最低氣溫差值為鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動(dòng)站最高、最低氣溫與縣站最高、最低氣溫之差。

季節(jié)變化上，各地氣溫變化各不相同。(1)腰坪：最高氣溫12月—4月、10月較縣城明顯偏高， 5—9月、11月明顯低于縣城；最低氣溫全年均低于縣城，其中4—6月最低。(2)店頭:最高氣溫全年高于縣城，月平均高0.6 ℃，其中4月偏高最多為1.1 ℃；最低氣溫全年均低于縣城，月平均偏低1.4 ℃，4—7月較為突出，月平均偏低1.8～2.2 ℃。(3)隆坊、田莊:隆坊、田莊兩塬區(qū)由于海拔較高，全年最高(低)氣溫除4月外，其余月份均低于縣城，隆坊最高氣溫平均低于縣城1.4 ℃，田莊偏低0.7 ℃；最低氣溫隆坊平均低于縣城1.0 ℃，田莊偏低0.6 ℃，同樣是塬區(qū)，北塬隆坊氣溫又明顯低于南塬田莊，南北塬區(qū)氣溫與縣城的差值隨月份不同變化明顯，進(jìn)一步說明了氣候訂正值的有效性[1]。

為了準(zhǔn)確預(yù)報(bào)鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度，把不同天氣狀況下縣城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣溫差值分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用1、4、7、10四個(gè)月分別代表冬、春、夏、秋四個(gè)季節(jié)，得出不同季節(jié)、不同天氣狀況下的訂正指標(biāo)(表4、表5)。

表4　不同天氣狀況鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站平均

從表4、表5可以看出，日照、云量、降水對(duì)氣溫的影響較大，分季節(jié)、分天空狀況進(jìn)行鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度預(yù)報(bào)更客觀。

表5　不同天氣狀況鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站平均

注：表4、表5中最高、最低氣溫差值為鄉(xiāng)鎮(zhèn)最高、最低氣溫與縣城最高、最低氣溫差值。天氣現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)：日照時(shí)數(shù)>4 h，晴天；日照時(shí)數(shù)[1～4] h，多云；日照時(shí)數(shù)<1 h，且無降水為陰天；日照時(shí)數(shù)<1 h，且有降水時(shí)，按雨(雪)日統(tǒng)計(jì)。

4鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣溫預(yù)報(bào)方法

(1) 氣候差異訂正法

不考慮各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的天氣狀況差異，直接用縣城測(cè)站最高、最低氣溫預(yù)報(bào)值(T1)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站最高、最低氣溫差值(ΔTG1，ΔTD1)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算(通過表4、表5查得)，

即

TG=T1+ΔTG1，

TD=T2+ΔTD1。

其中，TG、TD分別為鄉(xiāng)鎮(zhèn)24小時(shí)最高、最低氣溫預(yù)報(bào)值；T1、T2分別為縣站24小時(shí)最高、最低氣溫預(yù)報(bào)值；ΔTG1、ΔTD1為鄉(xiāng)鎮(zhèn)與測(cè)站24小時(shí)最高、最低氣溫差值。

(2)變溫訂正法

同樣不考慮各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的天氣狀況差異，直接用鄉(xiāng)鎮(zhèn)當(dāng)日24小時(shí)最高、最低氣溫實(shí)況值和24小時(shí)氣溫變量(使用縣站未來24小時(shí)氣溫變量)相加，進(jìn)行第二天最高、最低氣溫的預(yù)報(bào)。

5試用檢驗(yàn)

用2014年8月—2015年7月氣象資料對(duì)氣

候差異訂正法和變溫訂正法預(yù)報(bào)結(jié)果分別進(jìn)行了檢驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)，假設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)天氣與縣城天氣狀況一致。天氣判定標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)預(yù)報(bào)天氣為晴間(轉(zhuǎn))多云、多云間(轉(zhuǎn))晴時(shí)按晴天對(duì)待；多云、陰天或局部陣雨按多云對(duì)待；陰天有雨雪按雨雪對(duì)待。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為預(yù)報(bào)值與實(shí)況差值在±2 ℃以內(nèi)為正確，否則為錯(cuò)誤。

通過表6、表7可以看出：(1)氣候差異訂正法預(yù)報(bào)最高、最低氣溫平均預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率為70%～73%，最高為84%，最低為58%；變溫訂正法預(yù)報(bào)最高、最低氣溫平均準(zhǔn)確率為64%～66%，最高為74%，最低為52%，氣候差異訂正法明顯優(yōu)于變溫訂正法。(2)最高氣溫預(yù)報(bào)正確率一般低于最低氣溫預(yù)報(bào)正確率。(3)4、7、10月預(yù)報(bào)正確率明顯低于其他月份，可能是因?yàn)?、10月冷暖空氣活躍，氣溫變化較快，預(yù)報(bào)誤差較大，7月局部對(duì)流較多，不同天氣狀況造成的氣溫差異不穩(wěn)定，致使預(yù)報(bào)誤差較大。(4)塬區(qū)預(yù)報(bào)質(zhì)量一般高于山地，由于塬區(qū)距離縣城較近，與縣城天氣狀況接近，兩地氣溫差值比較穩(wěn)定；而腰坪一帶遠(yuǎn)離縣城，屬于山地氣候，局地對(duì)流較多，預(yù)報(bào)難度較大，因而預(yù)報(bào)質(zhì)量較差。

表6　氣候差異訂正法預(yù)報(bào)鄉(xiāng)鎮(zhèn)最高(最低)氣溫預(yù)報(bào)正確率　%

表7　變溫訂正法預(yù)報(bào)鄉(xiāng)鎮(zhèn)最高(最低)氣溫預(yù)報(bào)正確率　%

6小結(jié)

(1) 通過對(duì)比分析鄉(xiāng)鎮(zhèn)代表點(diǎn)與縣站氣溫資料，發(fā)現(xiàn)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣站的氣溫差值隨地形、海拔、季節(jié)不同差異明顯。

(2) 通過統(tǒng)計(jì)分析黃陵各鄉(xiāng)鎮(zhèn)代表點(diǎn)自動(dòng)站與縣站氣溫差異，建立氣候差異訂正預(yù)報(bào)法和變溫訂正預(yù)報(bào)法，為縣局預(yù)報(bào)員制作鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)提供了依據(jù)，使鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣溫預(yù)報(bào)更為客觀。檢驗(yàn)結(jié)果表明，氣候差異訂正法預(yù)報(bào)正確率較高。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類號(hào)：P457.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

基金項(xiàng)目：陜西省氣象局預(yù)報(bào)員專項(xiàng)(2015Y-2)

作者簡(jiǎn)介：魏巧潔(1963—)，女，山東菏澤人，工程師，主要從事預(yù)報(bào)服務(wù)、科技服務(wù)。

收稿日期：2015-10-13

文章編號(hào)：1006-4354(2016)02-0010-05

巧潔，李延平，劉蓓亮，等. 黃陵鄉(xiāng)鎮(zhèn)24小時(shí)氣溫預(yù)報(bào)方法探討[J].陜西氣象，2016(2)：10-14.