多種溫度對(duì)比觀測(cè)分析

尹佳莉，張 曼，姜 濤，崔 煒，范雪波

(北京市氣象探測(cè)中心，北京 100176)

0 引言

為保障國慶70周年慶?；顒?dòng)圓滿成功，加強(qiáng)觀禮舒適度預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，北京市氣象探測(cè)中心于2019-09-24T06：00開展天氣現(xiàn)象、云量、云高、柏油路面、塑料椅面、頭發(fā)、百葉箱外氣溫、百葉箱內(nèi)氣溫和太陽輻射的觀測(cè)，模擬天安門慶?；顒?dòng)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，并與百葉箱空氣溫度進(jìn)行對(duì)比分析，為重大活動(dòng)期間專項(xiàng)預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)，對(duì)大型賽事活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)要素自定義配置及要素相關(guān)性組合的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了初步探索。

1 觀測(cè)方法

1.1 觀測(cè)項(xiàng)目

截至2019-09-30共觀測(cè)6種溫度，5種太陽輻射。其中，6種溫度分別為模擬柏油路面溫度、模擬塑料椅面溫度、頭發(fā)1(真發(fā)碎發(fā))溫度、百葉箱外氣溫(距地面1.5 m高度處)、百葉箱內(nèi)氣溫和28日15：30后新增頭發(fā)2(真發(fā)發(fā)套)溫度；5種太陽輻射分別為總輻射輻照度、凈全輻射輻照度、直接輻射輻照度、散射輻射輻照度和反射輻射輻照度[1，2]。

1.2 實(shí)現(xiàn)方法

采用鉑電阻溫度傳感器對(duì)多種觀測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，具體實(shí)現(xiàn)方法為：將傳感器分別置于柏油路面、塑料椅面、頭發(fā)表面及露天距地面1.5 m高度處。

1.3 數(shù)據(jù)采集與傳輸

以每日06：00為日界，探測(cè)中心值班員于每小時(shí)00 min、30 min對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄和整理，同時(shí)，每5 min向氣象臺(tái)自動(dòng)傳輸1組數(shù)據(jù)，每日08：00前上報(bào)前1日《多種溫度對(duì)比觀測(cè)情況分析日?qǐng)?bào)》及《溫度對(duì)比觀測(cè)記錄表》。

2 觀測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析

2019-09-24-2019-09-30，天氣實(shí)況24-28日以晴為主，無云或少量高云，29、30兩日以多云為主，27-30日出現(xiàn)短時(shí)霾天氣。對(duì)24-30日多種溫度觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.1 溫度最高值分析

2.1.1 變化趨勢(shì)分析

2019-09-24-2019-09-30，多種溫度的日變化趨勢(shì)較一致，表現(xiàn)為日出(近幾日日出時(shí)間05：58-06：05)后1 h開始增溫明顯，正午前后達(dá)到日最高值，至日落時(shí)分降溫，日落時(shí)刻(近幾日日落時(shí)間17：54-18：01)是一個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，之后降溫平緩。以30日數(shù)據(jù)為例，各項(xiàng)溫度變化曲線如圖1所示。

圖1 2019-09-30多種溫度曲線

2.1.2 最高值統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)溫度當(dāng)日最高值變化可以得出：

1)塑料椅面溫度日最高值出現(xiàn)在9月26日且穩(wěn)定保持在46 ℃以上，最高可達(dá)51.9 ℃；

2)柏油路面溫度日最高值在26日后低于塑料椅面溫度日最高值，分析原因?yàn)槭荟蔡鞖庥绊懀?/p>

3)頭發(fā)溫度中，人造假發(fā)溫度日最高值高于真發(fā)碎發(fā)與真發(fā)頭套的日最高值，最高值可達(dá)63.1 ℃，真發(fā)碎發(fā)溫度最高值為49.8 ℃，真發(fā)頭套最高值為42.6 ℃；

4)百葉箱內(nèi)、外氣溫日最高值變化一致性較好。

2.1.3 最高值出現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析

各項(xiàng)溫度最高值出現(xiàn)時(shí)間在11：30-14：30，其中出現(xiàn)在12：30的次數(shù)為最多。

2.2 太陽輻射與溫度最高值對(duì)應(yīng)分析

對(duì)比最高值出現(xiàn)時(shí)段相鄰時(shí)刻的太陽輻射，總輻射輻照度、凈全輻射輻照度、直接輻射與散射輻射輻照度之和的日最大值，幾乎與溫度最高值同時(shí)出現(xiàn)，或早于溫度最高值30 min。

在9月30日多種溫度曲線上疊加總輻射輻照度變化曲線，如圖2所示。

圖2 2019-09-30多種溫度與總輻射輻照度趨勢(shì)對(duì)比圖

2.3 溫差統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)各溫度與百葉箱內(nèi)氣溫的日最大溫差變化發(fā)現(xiàn)頭發(fā)(人造假發(fā))與百葉箱內(nèi)氣溫溫差最大，可達(dá)33.9 ℃；塑料椅面與百葉箱內(nèi)氣溫溫差平均最大且逐日變化穩(wěn)定保持在19.0～24.6 ℃，百葉箱外氣溫與百葉箱內(nèi)氣溫溫差最小，溫差最大時(shí)為6.7 ℃。

以30日數(shù)據(jù)為例，塑料椅面與百葉箱內(nèi)氣溫逐時(shí)溫差分布如圖3所示。

圖3 2019-09-30塑料椅面溫度與百葉箱內(nèi)氣溫差值

2.4 日變化幅度統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)溫度逐日變化幅度最大值，發(fā)現(xiàn)變溫幅度最大的是人造假發(fā)溫度(24-25日使用)，最大值可達(dá)53.4 ℃；其次是塑料椅面溫度、柏油路面溫度、真發(fā)碎發(fā)溫度和百葉箱外氣溫，日變化幅度最小的是百葉箱內(nèi)氣溫；日變化幅度大而穩(wěn)定的是塑料椅面溫度，均保持在33.6 ℃以上。

2.5 材質(zhì)溫度變化分析

統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，塑料椅面溫度升溫、降溫最快，其次是人造假發(fā)；溫度在30 ℃以上，高溫持續(xù)時(shí)間最長的是柏油路面溫度。

3 結(jié)束語

文章通過對(duì)2019-09-24-2019-09-30在北京國家基本氣象觀測(cè)站開展的天氣現(xiàn)象、云量、云高、柏油路面、塑料椅面、頭發(fā)(人造假發(fā))和百葉箱外氣溫觀測(cè)，并與百葉箱氣溫和太陽輻射進(jìn)行對(duì)比與相關(guān)分析，結(jié)果表明：

1)各項(xiàng)觀測(cè)溫度日最大值均出現(xiàn)在正午前后，常與太陽輻射輻照度同步達(dá)到日最大值。日變化最大的觀測(cè)項(xiàng)目為人造假發(fā)溫度，其次是柏油路面溫度、塑料椅面溫度和百葉箱外氣溫，日變化最小的觀測(cè)項(xiàng)目為百葉箱內(nèi)氣溫；

2)采用人造假發(fā)放置地表的觀測(cè)方法所得數(shù)據(jù)的誤差較大，增加真發(fā)碎發(fā)、真發(fā)發(fā)套溫度觀測(cè)使數(shù)據(jù)更具代表性；

3)塑料椅面與人造假發(fā)升溫降溫較快；溫度較高時(shí)，柏油路面溫度較其他觀測(cè)表面高溫持續(xù)時(shí)間長。