廖滿庭,何書情
(1.宜春市氣象局,江西 宜春 336000;2.樟樹市氣象局,江西 樟樹 331200)
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,基層氣象臺的工作越來越重要.氣象臺氣象預報工作的準確性,不僅可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣象信息,保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量提升,而且還可以預防一些氣象災害,降低了氣象災害對人們生活和工作帶來的影響[1]。樟樹市國家基本氣象觀測站1957年1月1日建站,是作為全球氣象數(shù)據(jù)交換基本站點。隨著城市化的加快以及政府的規(guī)劃實行,樟樹國家基本氣象觀測站四周公用建筑及住房逐漸增加,對探測環(huán)境造成極大的破壞,因此,在上級氣象主管機構(gòu)、省委省政府及地方政府的指導支持下開展了遷站工作。用最終結(jié)果來表明樟樹市氣象站觀測資料序列完整且均一性較好,擬選站址符合相關(guān)要求,搬遷后能繼續(xù)為樟樹市的防災減災提供重要的數(shù)據(jù)支撐[2]。因條件所限,于2017年7月至12月在綠植豐富,周圍開闊的新址建設六要素區(qū)域自動站進行對比觀測,以保證氣象要素數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性,(見表1)。
表1 樟樹國家基本站新、舊址氣象探測環(huán)境對比
2017年新址7-12月月平均氣溫、月平均最高氣溫和月平均最低氣溫均低于舊址,其中月平均最高氣溫舊址更顯著高于新址。其中月平均氣溫相比,新址較舊址偏低, 差值變化范圍在-0.5~-0.1℃,氣溫在極端變化的情況下, 新、舊址的溫差變化會較為明顯,(見表2)。
2017年7-12月期間,新址日平均氣溫低于舊址日平均氣溫的日數(shù)占100%,(見圖1),新址和舊址氣溫日變化趨勢基本一致。可看出新舊址氣溫的空間一致性較好。
圖1 新、舊址日平均氣溫變化趨勢
2017年7-12月期間月平均相對濕度,新站較舊站偏高5~8%,月最小相對濕度對比,7月至12月新址均較舊址偏高,(見表3)。日平均相對濕度作比較,各月最小相對濕度出現(xiàn)日期均相同,由此可見,新站、舊站相對濕度日變化趨勢基本一致。
表2 2017年7-12月樟樹國家基本站新、舊址址月平均氣溫對比(單位:℃)
表3 2017年7-12月樟樹國家基本站新、舊址相對濕度、降水量對比
通過數(shù)據(jù)對比分析7-12月降水量可知(見表3),新址較舊址偏少35.7 mm,其中新址降水量最多月份為8月,降水量為209.2 mm,舊址降水量最多月份為8月,降水量240.3 mm,新址降水量以12月最少,降水量為39.1 mm,舊址降水量最少為12月,降水量34.7 mm。2017年7-12月期間,新、舊址降水量分布均勻。
新址對比觀測期間氣壓的月平均值、月平均最低值、月平均最高值、最高、最低平均值全部都低于原址,低于的差值基本一致,具有十分明顯的規(guī)律性,而且從各月數(shù)據(jù)資料來看,新址和舊址極端最高本站氣壓和最低本站氣壓出現(xiàn)的日期基本一致[3](見表4)。
表4 2017年7-12月樟樹國家基本站新、舊址氣壓對比(單位:hPa)
2017年7-12月新址平均風速、最大風速、極大風速均顯著高于舊址,差值分別在0.6 ~0.7 m/s、2.9~ 4.3 m/s、2.3~ 6.0 m/s之間, 新、舊址最多風向、最大風向、極大風向也有些許差異,最多風向頻率無太大差異, 最大風和極大風出現(xiàn)日期除了9月其他月份相同(見表5)。
表5 2017年7-12月樟樹國家基本站新、舊址風速對比(單位:m/s)
通過分析遷站前后數(shù)據(jù)可知,氣象臺站搬遷后,主要的氣象要素都發(fā)生了變化,造成差異性形成主要原因是:
1)氣溫的差異性:空氣溫度是代表空氣冷熱程度的物理量,其變化能夠反應局地環(huán)境的改變。氣溫隨海拔高度變化可按溫度垂直遞減率0.65℃/100 m計算,由于樟樹市新址海拔比舊址高了36.1 m,氣溫應降低0.23℃, 這一數(shù)值與所統(tǒng)計的實測差值仍有一定差異, 說明兩站氣溫的差別不僅僅是由海拔高度變化引起的。所以考慮站周邊探測環(huán)境的影響,舊址址位于老城忠中心, 由于城區(qū)人口稠密, 四周建筑密集,工業(yè)生產(chǎn)、居民生活、交通運輸所排放出的熱量直接增暖了大氣, 空氣中的 CO2等溫室氣體濃度較大, 阻擋了地面長波輻射的外逸, 城市熱島效應較強 ;而新址位于城郊山坡臺地,綠化覆蓋率較高,遠離居民生活區(qū), 再加上受人類活動影響較小, 觀測場地勢較高, 四周開闊。而綠地之所以具有降溫效果 ,是因為綠地的大量蒸散 即植被蒸騰與土壤蒸發(fā)之和大約要消耗60%-70%的凈輻射能量 ,從而大大削弱了向大氣輸送的湍流熱通量。而非綠化地區(qū)則與此恰恰相反 ,湍流熱通量約占地面凈輻射通量的80%。因此新站的氣溫普遍比舊站低。因此城市熱島效應與城郊綠地降溫增濕是擴大了新舊站址的氣溫差異, 并造成新站址的氣溫相對低于舊站址的主要原因之一。[4]
2)濕度的差異性:新站氣溫大部分時間高于舊站,絕對濕度相同時,溫度高則相對濕度小,因此新站相對濕度低于舊站。
3)降水量的差異性:舊址處于城區(qū),隨著城市規(guī)模不斷擴大,城市人口增多,產(chǎn)生的城市熱島效應增大空氣熱對流性,而且城市內(nèi)下墊面與城郊有差別,因此降水存在一定差距。同時,受到中、小尺度天氣系統(tǒng)影響時,降水也會增多。另外,新址建成后,相應的觀測儀器也有了一定升級更新,觀測儀器不同也會對降水量測量造成一定影響。但整體看,遷站對于降水量影響不大。風向風速的變化則由站點海拔、周圍建筑物遮擋,環(huán)境變化差異造成。
4)氣壓的差異性:氣壓指的是大氣壓強或壓力,氣壓與水汽含量、風速、對流強度等密切相關(guān)。氣壓隨海拔高度的升高而降低,氣壓差是根據(jù)拉普拉斯簡化訂正公式:△P=﹣△H/8計算出的。樟樹市新址與舊址氣壓值變化不明顯,基本一致,由于新、舊址氣壓感應器海拔高度相差36.1 m,計算可得氣壓差為-4.5 hPa,表明遷站后與遷站前產(chǎn)生了的氣壓差異,其原因主要是海拔高度造成的。
5)風的差異性:城郊空曠,城區(qū)受建筑物的影響是造成風速 、風向頻率有差異的主要原因。新站位于空曠的市郊的小山頂 ,其周圍無建筑物等有關(guān)設施阻擋 ,對風向無阻擋作用 ,舊站處于老城區(qū)中心位置,周圍有建筑物較為密集,城區(qū)多高層建筑,在一定程度上起到阻擋作用,還會使風有繞流作用,因此舊站的平均風速比新站小 ,然而兩站風向卻受外界影響不大。
樟樹市國家基本觀測站遷站后較遷站前,氣溫略有偏低,降水量減少,氣壓相對偏低,風速較之前偏大,風向有一定變動的差異,相對濕度略升高。造成差異的主要原因與地理環(huán)境的變化密切相關(guān),城區(qū)的熱島效應與城郊的綠地降溫增濕作用是造成氣溫、濕度差異的主要原因觀測環(huán)境周圍是否有建筑群等阻擋是造成風速、風向大小變化的主要原因[5]。
鑒于目前差異性產(chǎn)生的問題,提出以下發(fā)展對策:
1)確保數(shù)據(jù)準確、長時并具有對比參考依據(jù),由于新址建站時間較短,觀測數(shù)據(jù)年份較少,氣象要素變化分析存在一定的誤差,為了保證歷史資料序列的穩(wěn)定 ,確保以后氣候影響評價、預警發(fā)布等的科學性。要獲取更為準確的變化差異分析,需要較長的資料序列,今后將進一步加強研究分析,延長觀測對比時間,取得較長并具有連續(xù)性、對比性數(shù)據(jù),并應用相關(guān)的方法對各要素進行訂正。
2)加強對搬站前后地點選擇的勘探及考察,選址要求主要來自于氣象觀測記錄必須具有代表性、準確性、比較性的要求,確定其周邊100米范圍內(nèi)無任何建筑物,無污染源,服務、通信、生活、交通條件十分便利,并嚴格按照《氣象探測環(huán)境和設施保護辦法》新址氣象探測環(huán)境調(diào)查評估現(xiàn)狀進行評分,確保其達到要求。
3)提高政府對保護探測環(huán)境的力度,加強政府重視對當前探測環(huán)境的高度重視,在當前以經(jīng)濟建設為中心的前提下,城市的發(fā)展規(guī)模急劇膨脹,當前城建與保護探測環(huán)境有所沖突,希望當?shù)卣谧ズ媒?jīng)濟建設為前提的發(fā)展模式下能夠同時加強對探測環(huán)境的保護。