2015-2017年吳忠市國家基本氣象站與利通區(qū)區(qū)域自動站氣溫對比分析及訂正

陳迪　李娜　高英育　戴明晶　侯興祥　趙久順

摘要利用2015-2017年吳忠市1個(gè)國家基本氣象站和利通區(qū)40個(gè)區(qū)域自動氣象站日最高、最低氣溫資料，采用統(tǒng)計(jì)分析和線性擬合的方法，對比分析吳忠市國家基本氣象站（大監(jiān)站）與利通區(qū)區(qū)域自動氣象站（區(qū)域站）的氣溫差異，建立最低氣溫訂正模型。結(jié)果表明，大監(jiān)站最高氣溫與區(qū)域站最高氣溫的差異在正常范圍，最低氣溫差異明顯。因此，建立了最低氣溫訂正模型，經(jīng)檢驗(yàn)訂正模型效果較好。

關(guān)鍵詞 氣溫;對比分析;訂正;寧夏吳忠;利通區(qū);2015-2017年

中圖分類號 S161.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-5739（2019）05-0185-03

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，政府部]及群眾對氣溫的精細(xì)預(yù)報(bào)要求越來越高，而以往的公眾預(yù)報(bào)以市縣的站點(diǎn)預(yù)報(bào)為主，農(nóng)氣中心利用氣象臺的公眾預(yù)報(bào)產(chǎn)品，也就是針對大監(jiān)站的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，不僅準(zhǔn)確性不高、針對性不強(qiáng)，且服務(wù)效果也不理想。因此，這種“粗獷式”的預(yù)測產(chǎn)品已不能滿足各地作物的氣象服務(wù)需求。

為更好地發(fā)揮氣象服務(wù)作用、不斷推進(jìn)氣象事業(yè)現(xiàn)代化，應(yīng)不斷完善氣象觀測體系建設(shè)。截至2017年，吳忠市利通區(qū)在轄區(qū)1384km2的土地上共建成40個(gè)區(qū)域自動站氣象站（以下簡稱區(qū)域站）。區(qū)域站具有獲取氣象資料準(zhǔn)確度高、時(shí)空分辨率強(qiáng)、傳輸及時(shí)、空白區(qū)域資料易獲取等特點(diǎn)"，實(shí)現(xiàn)了氣象要素的連續(xù)動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測，預(yù)報(bào)員可根據(jù)區(qū)域站監(jiān)測系統(tǒng)隨時(shí)了解每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村的氣溫變化情況，為本區(qū)域氣溫精細(xì)化預(yù)報(bào)提供了必要條件2。但如何更精細(xì)地訂正區(qū)域站氣溫是預(yù)報(bào)人員迫切需要解決的問題。雖然寧夏正在努力實(shí)現(xiàn)精細(xì)化氣象要素格點(diǎn)預(yù)報(bào)，但目前剛起步，從市局預(yù)報(bào)服務(wù)工作出發(fā)，進(jìn)行氣溫的訂正仍然是主要工作職責(zé)之一，只有充分掌握吳忠市國家基本站（下文簡稱大監(jiān)站）和利通區(qū)區(qū)域站的最高氣溫、最低氣溫的差異規(guī)律，才能更高效地對利通區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行氣溫的訂正工作，才能為群眾提供更加精準(zhǔn)的氣溫預(yù)報(bào)服務(wù)，直接服務(wù)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級預(yù)報(bào)預(yù)警降低氣象災(zāi)害造成的損失，如夏季準(zhǔn)確預(yù)報(bào)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)最高氣溫，可提醒野外作業(yè)人員避免中暑和人員傷亡，農(nóng)民可避開高溫時(shí)間澆地、插秧移苗等。準(zhǔn)確預(yù)報(bào)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的最低氣溫可提醒農(nóng)民采取一些必要的防霜凍措施，以減輕、減少霜凍帶來的災(zāi)害。

近年來，很多專家利用自動站資料對氣溫和氣溫極值的變化特征進(jìn)行研究。結(jié)果表明，日出時(shí)間隨緯度經(jīng)度及季節(jié)不同，不同地點(diǎn)、不同季節(jié)是存在差異的。筆者分析吳忠市國家基本站與利通區(qū)區(qū)域自動站氣溫差異，建立區(qū)域站訂正模型，有助于提高氣溫預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，對合理安排工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、避免經(jīng)濟(jì)損失等也有較大意義。

1資料與方法

本文選取吳忠市1個(gè)國家基本氣象站（53612）和利通區(qū)40個(gè)區(qū)域自動氣象站2015-2017年日最高最低氣溫資料，采用統(tǒng)計(jì)分析方法，對比分析大監(jiān)站與區(qū)域站的氣溫差異。建立線性回歸方程，通過歷史回帶對方程的可用性進(jìn)行檢驗(yàn)。

除吳忠市國家基本氣象站外，區(qū)域站均使用GSM手機(jī)卡傳輸數(shù)據(jù)、太陽能板供電，因受傳輸條件限制及冬季降雪覆蓋太陽能板未及時(shí)清掃造成供電不足等，均會使研究時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)有部分缺測，對缺測1d的氣溫?cái)?shù)據(jù)用前、后2d數(shù)據(jù)內(nèi)插求得，按正常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);對連續(xù)缺測2d及以上的仍按缺測處理;統(tǒng)計(jì)得A氣溫缺測率為2.49%。

2結(jié)果分析

2.1氣溫對比差值

氣溫對比差值是大監(jiān)站氣溫與區(qū)域站氣溫之間的差值，且認(rèn)為對比差值應(yīng)保持在+2C之間，否則認(rèn)為偏差超出正常范圍。設(shè)D;為第i天大監(jiān)站氣氣溫;Q為第i天區(qū)域站氣溫，則第i天的氣溫對比差值計(jì)算公式如下：

2.1.1氣溫對比差值在+29C之間的比例。計(jì)算2015-2017年日氣溫對比差值處于+2C之間的次數(shù)占總有效觀測數(shù)據(jù)次數(shù)的比例，發(fā)現(xiàn)最高=氣溫的比值普遍高于最低氣氣溫的比值。最高氣溫1月、11-12月，比值>90%，其余月份均在80%左右;最低氣氣溫2毗值最高，達(dá)到99.8%，其余1月、3-8月、12月比值變化幅度不大，在55%左右，9-11月持續(xù)上升，11月達(dá)到波峰（圖1）。

2.1.2對比差值為正、負(fù)比值的月變化規(guī)律。統(tǒng)計(jì)各月氣溫對比差值為正值（大監(jiān)站>區(qū)域站）和負(fù)值（大監(jiān)站<區(qū)域站）的次數(shù)，并分別計(jì)算最高、最低氣溫的正、負(fù)值與總有效觀測次數(shù)的比例。從圖2（a）和圖2（b）可以看出，最高氣溫2-6月9-10月負(fù)值偏大，其余月份正負(fù)值相當(dāng);最低氣氣溫明顯正值>負(fù)值，說明大監(jiān)站最低氣溫>區(qū)域站最低氣溫的次數(shù)明顯偏多。

以上分析發(fā)現(xiàn)，大監(jiān)站與區(qū)域站最高氣溫差值普遍在2C以內(nèi)，2-6月9-10大監(jiān)站普遍低于區(qū)域站，其凃月份無明顯偏向;最低氣t溫差值除2月在2C以內(nèi)，其余月份有45%是超出正常范圍的，且以大監(jiān)站最低氣溫大于區(qū)域站最低氣溫為主。由此可見，大監(jiān)站與區(qū)域站最低氣溫存在明顯差異，為更好地訂正各區(qū)域站最低氣t溫，下文利用大監(jiān)站最低氣溫建立區(qū)域站預(yù)報(bào)方程，精細(xì)訂正區(qū)域站最低氣溫，使服務(wù)產(chǎn)品更有個(gè)性和對性。

2.2利通區(qū)區(qū)域站最低氣溫訂正模型

利用2015-2017年吳忠市利通區(qū)40個(gè)區(qū)域自動站日最低氣溫與吳忠基本氣象站日小時(shí)最低氣溫建立預(yù)報(bào)關(guān)系模型（表1）。結(jié)果顯示，吳忠大監(jiān)站與利通區(qū)各區(qū)域站最低氣溫存在明顯的線性關(guān)系，回歸方程擬合較好。

歷史回帶檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在利通區(qū)40個(gè)區(qū)域站中，有87.5%的站點(diǎn)預(yù)報(bào)方程的絕對誤差在3C以內(nèi)，有70%的站點(diǎn)在2C以內(nèi)，57.5%的站點(diǎn)在19C以內(nèi)。

2.3實(shí)況檢驗(yàn)方程的可用性

2018年4月6-7日清晨吳忠市最低氣溫在-9～-29C范圍內(nèi)，全市出現(xiàn)了霜凍天氣，其中利通區(qū)在4月6日最低氣溫為-2.4C。利用此次典型霜凍過程的日最低氣溫，運(yùn)用表1區(qū)域站最低氣溫訂正模型將大監(jiān)站最低氣溫帶人后計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與4月6日區(qū)域站實(shí)況最低溫度進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，所有區(qū)域站訂正模型計(jì)算出的區(qū)域站最低氣溫與對應(yīng)實(shí)況偏差均在3C以內(nèi)，其中偏差2C以內(nèi)的達(dá)85%，1C以內(nèi)的達(dá)60%，由此可見，所建訂正模型可用來訂正區(qū)域站最低氣氣溫。

3結(jié)論

（1）大監(jiān)站與區(qū)域站最高氣溫差值普遍在2C以內(nèi)，2-6月9-10月可根據(jù)大監(jiān)站最高氣溫將區(qū)域站氣溫調(diào)高1～2C開展氣象服務(wù)，其余月份可直接將大監(jiān)站最高氣溫服務(wù)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級預(yù)報(bào)預(yù)警。

（2）最低氣溫中大監(jiān)站與區(qū)域站存在明顯差異（2月除外）。

（3）本文所建立的最低氣溫訂正模型可信度較高，可根據(jù)大監(jiān)站最低氣溫，通過最低氣溫訂正模型訂正區(qū)域站最低氣溫。

4參考文獻(xiàn)

[1]王承軍，王琪珍，卜慶雷.區(qū)域自動氣象站資料在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，15（13）：165-166.

[2]許顯花，李延林.基于區(qū)域自動站的同仁縣氣溫特征分析[J].青?？萍?，2018，25（1）：63-67.

[3]趙婧敏，段中夏.最高最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2014，37（4）：86-89.

[4]郭志梅，繆啟龍，李雄，等.中國北方地區(qū)近50年來氣溫變化特征的研究[J].地理科學(xué)，2005，25（4）：448-454.

[5]謝軍飛，許蕊北京不同站點(diǎn)氣象要素的日與月際變化特征分析[D].氣象與環(huán)境科學(xué)，2014，37（1）：20-28.

[6]王書冰，周順武，馬悅，等近54年辛集市氣溫及降水變化特征[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2014，37（1）：40-47.

[7]婁德君，李治民，王冀，等.近50a齊齊哈爾市極端氣候事件分析[J].黑龍江氣象，2009，26<1）：6-9.

[8]龔強(qiáng)，汪宏宇，李輯，等.近半個(gè)世紀(jì)遼寧省氣溫降水極值特征分析[J]高原氣象，2008，27（4）：830-837.

[9]孫艷，楊晶：桓仁縣氣候極值特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（27）：15137-15139.

[10]潘曉華，翟盤茂.氣溫極端值的選取與分析[J].氣象，2002，28（10）：28-31.

[11]王翠花，李雄繆啟龍.中國近50年來日最低氣溫變化特征研究[J].地理科學(xué)，2003，23（4）：441-447.

[12]繆啟龍，周自江.中國近半個(gè)世紀(jì)最高氣溫變化特征[J].氣象科學(xué)，1998，18（2）：103-112.

[13]張磊，段曉鳳，衛(wèi)建國，等寧夏灌區(qū)日光溫室內(nèi)氣溫變化規(guī)律與最低氣溫預(yù)測模式[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（11）：121-126.

[14]陳迪，陳豫英，張磊，等.賀蘭山東麓葡萄園區(qū)國家級觀測站與自動氣象站最低氣溫的對比分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，34（30）：110-117.

[15]許顯花，李延林.基于區(qū)域自動站的同仁縣氣溫特征分析[J].青?？萍迹?018，25（1）：63-67.