觀測環(huán)境的變化對氣象要素的影響分析

閆飛龍 王金波 蔡蕾 宋菊花

摘 要：通過對同心國家基本氣象站2001～2015年部分氣象要素的對比分析，發(fā)現(xiàn)從2009年至2013年觀測場周圍探測環(huán)境逐年變化，年平均氣溫、平均水氣壓都存在不同程度的變化過程，低能見度的日數(shù)逐漸增多、大風日數(shù)減少，導致有些觀測項目數(shù)據(jù)的代表性受到一定的影響。

關鍵詞：氣象觀測；環(huán)境變化；要素影響

地面氣象的觀測場就是地面氣象資料取得的主要場所，地點應設在能較好地反映本地較大范圍的氣象要素特點的地方，避免局部地形的影響。通常地面氣象的探測環(huán)境都是避開所有的干擾，以保證地面氣象具體探測設施能夠準確地獲得氣象信息，地面氣象的觀測儀器大都是集中在觀測場所，所以說地面氣象探測環(huán)境就是準確獲取氣象資料的最小環(huán)境。對一個氣象臺站而言，地面氣象探測環(huán)境的條件好與壞直接決定了氣象資料的準確性和應用層次的深度和廣度。從同心國家基本氣象站遷站以來的歷史資料中可以看出，隨著城市建設的跨越式發(fā)展，較多氣象要素值隨觀測環(huán)境的改變發(fā)生了變化。我站的觀測環(huán)境隨城市化進程受到影響，對氣象記錄的代表性、比較性、準確性造成了一定的影響。

一、觀測場環(huán)境現(xiàn)狀

同心國家基本氣象站始建于1955年，現(xiàn)址建成正式運行于2004年1月1日，觀測場位于北緯36度58分，東經(jīng)105度54分，海拔高度1339.7米，建站以來由于城市化進程導致探測環(huán)境不斷受到影響。2003年建站時觀測場周圍500米范圍內無住戶，位于同心縣縣城的郊區(qū)，周圍視野開闊，氣象環(huán)境和自然環(huán)境相吻合；2007年后四周建筑物逐漸增多，特別是2009年觀測場周圍100米外建成預海湖后形成一個大型水體，觀測場探測環(huán)境逐步受到影響。影響日照計東西方障礙物的最大仰角為東方3.0度，西方3.3度，這與中國氣象局批準頒發(fā)了《氣象探測環(huán)境和設施保護辦法》在日落和日出方向障礙物的一般高度角為≤5°是相符的，觀測場周圍沒有不符合要求的障礙物。2004年1月1日臺站地理位置也由原來的“城鎮(zhèn)”改為“郊區(qū)”。2008年5月與同心縣人民政府簽訂了氣象臺站環(huán)境保護責任書，2009年《同心區(qū)氣象探測環(huán)境保護專項規(guī)劃》已經(jīng)同心縣人民政府審批執(zhí)行，近年來我們加大了執(zhí)法的力度，先后制止了多起影響觀測場探測環(huán)境的違規(guī)建設，在2011年10月阻止了在同心國家基本氣象站觀測場正北方向開發(fā)建設修理廠、家屬樓等建筑物。

二、資料分析

1.氣溫

從數(shù)據(jù)分析中可以得出，年平均氣溫總體保持在13℃左右，2001-2006年氣溫呈逐步上升趨勢，同時受2009年周圍觀測環(huán)境的變化，在2009-2012年之間，平均溫度呈逐年下降趨勢，2012年之后氣溫呈正常波動趨勢。 2006年比2003年平均氣溫要高1.7℃，主要是四周建筑物日間吸收大量太陽輻射熱能，且不易擴散，令環(huán)境迅速升溫。夜間這些建筑物又是一個熱源，其放出的長波輻射也會使觀測場上空的氣溫升高，從而造成觀測站氣溫偏高。自2009年以后，隨著周圍觀測環(huán)境的變化，城市綠化、樹木及水體的增加，氣溫呈逐漸回落趨勢。

2.平均水氣壓

年平均水氣壓趨勢以主體下降、局部上升為主。由于觀測場四周10米范圍內是土地，不是水泥地， 植被覆蓋較好，水分不易散失，所以年平均水氣壓減小不是太明顯，但是隨著周圍綠化和大型水體的出現(xiàn)，年平均水氣壓是一個逐年緩慢上升的過程。2001～2003年平均水氣壓均值為7.9，2004～2008年平均水氣壓均值為7.0，2009～2015年平均水氣壓均值為7.7。

3.能見度

由于測站周圍500米以外的建筑物等變化價款，有許多觀測能見度的目標物不能繼續(xù)觀測，能見度目標物2003年共測26個，同心國家基本觀測站能見度目標物控制圖中繪制了16個，以前的多數(shù)已看不見，2009年11月重新測得9個可用能見度目標物，因周圍目標物離得近而影響能見度的判斷，會造成大氣透明度好時能見度偏小，大氣透明度差時能見度偏大，霧日明顯增多，具體為2001～2008年平均天數(shù)為9.5d，2009～2015年平均天數(shù)為15.4d，后者比前者偏少5.9d。

4.大風

從測站搬遷以來，這幾年如浮塵、揚沙、沙塵暴等視程障礙現(xiàn)象明顯減少，由于新建建筑物、樹木對風場的阻尼作用，一般會使風速減小，2001～2008年2分鐘平均風速為3.1m.s-1，2008～2015年平均風速為2.8m.s-1，后者比前者偏少0.3m.s-1， 大風日數(shù)明顯減少，2001～2008年平均大風日數(shù)為19.1d，2009～2015年平均大風日數(shù)為12.4d，后者比前者少6.7d，大風日數(shù)有明顯的下降，2001～2008年最大平均風速為15.3m/s，2009～2015年為13.7m/s，相比減少了1.6m/s。剛開遷站時測站位于縣城最多風向的上風方，隨著城市建設的進一步發(fā)展，年最多風向和頻率有變化，但是主導風向還是SE。

三、結語

1.通過對同心國家基本氣象站2001-2015年的年平均氣溫、年平均水氣壓、惡劣能見度、大風等記錄的分析，說明同心國家基本氣象站觀測環(huán)境的變化對觀測數(shù)據(jù)的“代表性”造成了一定的影響，所以我們面臨的形勢十分嚴峻，氣象探測環(huán)境保護工作任重道遠，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)建設不斷擴展，原本具有很強代表性環(huán)境的氣象觀測站周圍不斷有建筑物、水泥地蔓延開來，對探測資料的代表性產(chǎn)生了一定的影響。我們應當采取多種形式，加大對全社會的宣傳力度，切實提高全社會對氣象探測環(huán)境保護重要性的認識，同時多與建設規(guī)劃部門進行協(xié)作溝通，嚴格審批制度，從源頭制止破壞氣象探測環(huán)境的行為，確保觀測環(huán)境符合氣象觀測規(guī)范的要求。

2.全球氣候變暖[3-4]，雖是不爭的實事，但大氣候變暖的速度并沒有那么快，從對氣象資料的統(tǒng)計數(shù)字表明，城市化進程造成氣象觀測環(huán)境破壞。通過多次與當?shù)卣块T的銜接，已經(jīng)把氣象觀測環(huán)境和設施保護納入城市建設總體規(guī)劃中，原計劃在觀測場南面規(guī)劃的建材市場已改為公園。

參考文獻：

[1]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范﹝M﹞.北京：氣象出版社，2003.

[2]中國氣象局第七號令，《氣象探測環(huán)境和設施保護辦法》，2004.

[3]秦大河，氣候變化對我國經(jīng)濟，社會和可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)[J]，外交評論，2007（97）；6-14.

[4]梁桂玲，淺談全球變暖及其對我國經(jīng)濟的影響[J]，科技信息，2007（22）；306.

作者簡介：閆飛龍（1981-）男，寧夏同心人，綜合氣象觀測工程師，研究方向：自動氣象站維護與保障。