1998-2017年阜南站多次遷站與氣象要素變化分析

施丹 王海東 王凱俊

摘 要：本文通過選取阜南氣象觀測站的近三次遷站，對比周邊3個測站（阜陽、太和和臨泉）的同期歷史資料，分析阜南站遷站對氣象要素的影響。分析表明：阜南站的最大風速受探測環(huán)境變化影響最大，其次是月最低氣溫，月降水量不連續(xù)的月份最少。

關鍵詞：遷站;探測環(huán)境;氣象要素

近年來，由于城市化的迅速發(fā)展，臺站周圍環(huán)境變化加劇，氣象觀測站存在被迫遷移的情況，這就會有可能對氣象觀測資料的準確性和連續(xù)性產(chǎn)生影響，目前文獻大多分析單次遷移的氣象要素的影響[1-2]，對多次遷站的分析較少，本文通過阜南三次遷站的資料來分析遷站導致的探測環(huán)境對氣象資料連續(xù)性好和一致性影響情況。

一、阜南站站址遷移過程

阜南氣象觀測站1957年1月1日于阜南縣冷家寺建站，至今已搬遷4次。本文以近三次遷站時間為節(jié)點選取1998-2003年，2004-2013年和2014-2017年3個時間段，對比周邊3個測站（阜陽、太和和臨泉）的同期歷史資料進行分析。

二、遷站對氣象要素的影響

站址變化可能對氣象要素的準確性和連續(xù)性產(chǎn)生一定影響，為了檢驗阜南觀測站幾次遷站對氣象數(shù)據(jù)的影響，在這里，通過等均值法（兩組數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差測試）和趨勢分析進行測試。

1.等均值法檢驗

氣象要素的突變可能是自身存在的常規(guī)突變，但是這種規(guī)律在不同站點的變化趨勢一般應一致，因此，本文應用系統(tǒng)誤差的檢驗方法（t-test） 進行檢驗。假定當阜南與周圍測站（阜陽、太和、臨泉）均能或均不能通過兩組系統(tǒng)誤差檢驗，說明阜南與周圍測站變化趨勢一致，數(shù)據(jù)是連續(xù)的;如果阜南能通過檢驗，而大部分周邊站點不能通過檢驗，說明阜南與周圍測站變化趨勢不一致，前后的數(shù)據(jù)不連續(xù)，則認為是由測站環(huán)境的變化引起的。

本文中統(tǒng)一使用置信度α=0.05，為了檢驗結(jié)果更直觀，用0表示兩組數(shù)據(jù)沒有系統(tǒng)誤差，通過檢驗，用1表示兩段數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差。

（1）月平均氣溫檢驗結(jié)果。1998-2003年與2004-2013年月平均氣溫（見表1）與周圍其他測站變化趨勢一樣;1998-2003年與2014-2017年（見表2）6月未通過檢驗，且變化趨勢與周圍多數(shù)測站不一致，所以認為是測站環(huán)境變化導致;2004-2013年與2014-2017年（見表3）1月和6月未通過檢驗，但與周圍測站變化趨勢一樣，因此認為不是測站環(huán)境變化引起的。

（2）月最低氣溫檢驗結(jié)果。通過上述方法對比檢驗月最低氣溫：1998-2003年與2004-2013年與周圍大多數(shù)測站變化趨勢一樣;1998-2003年與2014-2017年1月、3月和11月未通過檢驗，且與周圍其他測站的變化趨勢不一致，所以認為測站環(huán)境變化產(chǎn)生的;2004-2013年與2014-2017年1月未通過檢驗，但與周圍其他測站變化趨勢一樣。

（3）月最高氣溫檢驗結(jié)果。1998-2003年與2004-2013年9月和10月未通過檢驗，但與周圍大多數(shù)測站變化趨勢一樣;1998-2003年與2014-2017年和2004-2013年與2014-2017年均是1月未通過檢驗，但與周圍其他測站的變化趨勢一致，所以認為是氣候變化引起的。

（4）月降水量檢驗結(jié)果。1998-2003年與2004-2013年6月和10月未通過檢驗，但與周圍大多數(shù)測站變化趨勢一樣;1998-2003年與2014-2017年與周圍其他測站的變化趨一致;2004-2013年與2014-2017年雖然7月未通過檢驗，但與周圍其他測站變化趨勢一樣。

（5）月最大風速檢驗結(jié)果。月最大風速檢驗結(jié)果較為復雜，1998-2003年與2004-2013年阜南站各月均未通過檢驗，且除9月和11月外，其余月份與周圍大多數(shù)測站變化趨勢不一樣，而此時段阜南站的實際站址位置距離僅120米;1998-2003年與2014-2017年4月和6月與周圍其他測站的變化趨勢不一致;2004-2013年與2014-2017年11月和12月未通過檢測，但與周圍大多數(shù)測站變化趨勢一樣。

2.阜南與周圍測站氣象要素的趨勢分析

這里選用不連續(xù)和可能存在不連續(xù)的兩種樣本的要素進行趨勢分析。從圖1看來，1998-2003年的6月月平均氣溫的3年滑動平均顯著偏離其他兩個站的滑動平均值，而2014年-2017年之間的3年滑動平均線基本貼近其他兩個站的滑動平均值，因此1998-2003年～2014-2017年6月的數(shù)據(jù)存在不連續(xù)。

從圖2來看，對于可能不連續(xù)的時段或要素，特征主要體現(xiàn)為多的時段和不同的偏離幅度，如1998-2003年，2004-2007年，2013-2015年趨勢跟幅度變化不一。

三、結(jié)語

通過不同時間的阜南站及周圍測站點各要素同期數(shù)據(jù)的T檢驗和趨勢分析，得出以下結(jié)論：

1.月最大風速不連續(xù)的月份最多，且變化較為復雜，其次是月最低氣溫，表明阜南站近3次遷站影響最大的是風速，這可能一是因為風速變化隨機性較大;二是因為臺站搬遷多是因為探測環(huán)境遭到破壞，且一般都是障礙物的影響，搬遷后探測環(huán)境改善，無障礙物遮擋后，風速變化更大;

2.月降水量沒有不連續(xù)的月份，說明阜南站近3次遷站造成的探測環(huán)境變化對降水沒有明顯的影響;

3.不連續(xù)時間段的三年滑動平均的趨勢線明顯偏離其他站點的趨勢線;可能不連續(xù)的月或要素存在趨勢變換時段多、偏離幅度明顯不一的特征。

參考文獻：

[1] 袁云貴，寧彥棠. 都勻市氣象局遷站對比觀測各氣象要素差異分析[J]. 貴州氣象，2008，32（2）：33-35.

[2] 朱武英，王慶玲.汝城縣氣象要素及其變化研究. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2013.（12）.21;126-127.

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