蚌埠民用機場臨時氣象觀測站和懷遠國家氣象觀測站氣象要素特征的對比分析

趙 閆，宋祖悅，李永存，劉肖肖

懷遠縣氣象局，安徽懷遠 233400

為了加快皖北協(xié)調(diào)發(fā)展，促進蚌埠經(jīng)濟社會健康快速發(fā)展，優(yōu)化華東地區(qū)機場布局、擴大航空運輸覆蓋面，適應通航發(fā)展趨勢，促進軍民融合、加強國防建設等需要，建設蚌埠民用機場是必要和可行的。蚌埠民用機場選址在懷遠縣淝河鄉(xiāng)滕湖村附近。懷遠縣位于安徽省北部，地處淮河中游北岸，屬亞熱帶季風氣候和溫帶季風氣候的交界地帶，四季分明、雨量適中、春溫多變、夏雨集中、秋高氣爽、日照充足、無霜期長，自然災害常見的有水、旱、風、雹、雪災。歷年平均氣溫為16.1 ℃，歷年平均降水量為955.7 mm。

從機場運行的角度出發(fā)，主要考慮機場凈空、空域及氣象條件。其中氣象條件是機場選址的重要依據(jù)。機場站屬暖溫帶向亞熱帶的過渡型氣候，氣溫、降水量、相對濕度、風向、風速均滿足機場設計要求，能夠保證未來機場的適航率。從溫度、降水量、氣壓、風向風速、能見度等方面對懷遠國家氣象觀測站（以下簡稱懷遠站）和蚌埠民用機場臨時氣象觀測站（以下簡稱機場站）進行了對比分析，以了解機場站的氣候特征及二者之間存在的差異[1-2]。

1 觀測環(huán)境概況和資料來源

機場站位于懷遠縣淝河鎮(zhèn)滕湖村附近，經(jīng)緯度為33°10′N，117°03′E，海拔高度為23.0 m。機場站于2016年8月建成，并于2016年9月正式開始觀測統(tǒng)計數(shù)據(jù)。觀測場周邊為耕地和村民集散居住地，耕地為冬小麥、玉米農(nóng)作。因周邊環(huán)境條件限制，該址氣象觀測要素易受居民活動和高大農(nóng)作物影響。懷遠站位于懷遠縣荊山鎮(zhèn)沈郢村西蚌埠現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)內(nèi)（32°59′N，緯度117°04′E），海拔24.5 m。懷遠站始建于1958年11月1日，站址位于縣西郊東十里鋪“郊外”（117°11′E，33°02′N），海 拔21.6 m。1960年12月1日，懷遠 站遷至懷遠縣城關鎮(zhèn)老城內(nèi)（117°11′E，32°58′N），海拔19.6 m。因建渦河三橋影響探測環(huán)境，于2006年1月1日遷到懷遠縣榴城鎮(zhèn)卞和路北段（117°11′39″E，32°59′11″N），海拔21.2 m。2017年1月1日遷至現(xiàn)址。該址氣象探測環(huán)境優(yōu)。機場站和懷遠站直線距離20.1 km。機場站和懷遠站氣象數(shù)據(jù)來源于懷遠縣氣象局。

2 兩測站資料對比分析

2.1 平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫

2020年，機場站年平均氣溫為15.7℃，懷遠站平均氣溫為16.0 ℃，機場站平均氣溫整體偏低0.3 ℃；機場站年極端最高氣溫為39.0 ℃，懷遠站年極端最高氣溫為37.7 ℃，機場站偏高1.3 ℃，機場站周邊為耕地和村居民集散居住地，受其影響，氣溫偏高。機場站年極端最低氣溫為-7.5 ℃，懷遠站2020年年極端最低氣溫為-6.9 ℃，機場站氣溫偏低0.6 ℃。機場站相對懷遠站，溫差較大，且兩站最高、最低氣溫出現(xiàn)在每年的6月和1月。

機場站月平均氣溫與懷遠站的月平均氣溫差值分別為0、-0.1、-0.8、-0.7、-1、-0.1、-0.5、-0.3、-0.3、0.1、-0.2、-0.3 ℃，機場站整體氣溫偏低，其中1月平均氣溫相當，10月平均氣溫略偏高；機場站月極端最高氣溫與懷遠站月極端最高氣溫差值分別為0.4、0、-0.1、-1.1、-0.4、1.3、0.8、1.5、0.9、2.5、1.1、0 ℃，機場站整體氣溫偏高，其中2月和12月氣溫相當，3—5月氣溫偏低；對比月極端最低氣溫，機場站與懷遠站的差值分別為-0.6、3.6、-2.3、-2.7、-2.6、-2.7、-2.1、-4.0、-5.9、-1.7、-1.3、-1.0 ℃，機場站的整體偏低，其中2月氣溫偏高（圖1）。兩測站各月氣溫的平均氣溫、極端最高氣溫和極端最低氣溫的相關性非常好，相關系數(shù)均達到0.99以上，通過99.9%的信度檢驗，機場站氣溫資料具有代表性[3-4]。整體而言，相比懷遠站，機場站平均氣溫整體偏低，年極端最高氣溫偏高，年極端最低氣溫偏低，年內(nèi)氣溫振幅較大。

圖1 機場站月平均氣溫與懷遠站的月平均氣溫

2.2 相對濕度

機場站平均相對濕度為78%，懷遠站平均相對濕度為80%，機場站偏低2%。從每月數(shù)據(jù)來看，機場站與懷遠站相對濕度差值分別為-2、-2、2、1、3、-2、-2、-2、-5、-8、-4、-3 ℃，機場站的整體偏低，其中3、4、5月相對濕度偏高，機場站和懷遠站相對濕度最高均在2月，分別為86%和88%，最小相對濕度均為69%，機場站為11月，懷遠站為5月。兩測站各月相對濕度的相關性好，相關系數(shù)均達到0.88以上，通過88.2%的信度檢驗，機場站相對濕度資料具有代表性（圖2）。整體月平均相對濕度兩站差異不大。

圖2 機場站與懷遠站月平均相對濕度

2.3 氣壓

氣壓在1 000.5～1 026.8 hPa范圍內(nèi)變化。機場站平均氣壓為1 014.1 hPa，比懷遠站（1 013.5 hPa）偏高0.6 hPa，兩站氣壓最高、最低值對應出現(xiàn)在1月和7月（圖3）。從同步資料相關分析結果可以看出，機場站的平均海平面氣壓與懷遠站海平面氣壓的相關系數(shù)達0.99以上，通過99.9%的信度檢驗。由于機場站海拔偏低，月平均氣壓較懷遠站偏高約0.6 hPa。

圖3 機場站與懷遠站月平均氣壓

2.4 降水量

機場站累計降水量為532.6 mm，較懷遠站（630.9 mm）同期偏少98.3 mm，機場站月累計降水量機場站較懷遠站偏少約8 mm，此數(shù)據(jù)沒有考慮儀器差異及夏季局地陣雨差異。降水集中在6月和8月，機場站月平均降水量分別為151.4和137.6 mm；6月平均降水量最多，為167.7 mm，3月最少，為4.8 mm（圖4）。從兩站數(shù)據(jù)相關分析結果可以看出機場站的月累計，降水量與懷遠站月累計降水量的相關系數(shù)達0.98 以上，通過98.6%的信度檢驗?？梢钥闯?，機場站降水資料具有代表性。

2.5 風

統(tǒng)計分析2020年機場站風資料，年平均風速為2.3 m/s，比懷遠站年平均風速（2.7 m/s）偏小0.4 m/s；機場站3月和12月平均風速較大，最大月平均風速為2.6 m/s，懷遠站最大月平均風速為3.1 m/s，出現(xiàn)在4月，機場站最大月平均風速偏小0.5 m/s。機場站9月平均風速最小，為 1.8 m/s；懷遠站9月和10月平均風速較小，為2.2 m/s，機場站偏小0.4 m/s。從機場站和懷遠站兩站月平均風速差值（-0.4、-0.6、-0.4、-0.6、-0.6、-0.2、-0.6、-0.5、-0.4、-0.3、-0.1、-0.1/m/s）來看，機場站月平均風速整體較小。

對比兩站最大風速，機場站最大風速為13.5 m/s，懷遠站最大風速為12.5 m/s，機場站偏大1.0 m/s，機場站與懷遠站最大風速差值分別為0、-1.3、-0.5、-1.1、-0.2、-0.7、-3.4、-0.4、-0.5、-1.6、2.4，機場站整體偏小，1月風速相當，12月風速偏大。從極大風速來看，機場站最大極大風速為21.1 m/s，懷遠站為21.4 m/s，機場站偏低0.3 m/s，對比機場站和懷遠站月極大風速差值（-1.5、-2.1、1.2、-2.4、-0.9、0.3、-6.5、-0.9、-1.7、-3.3、2.2、1.4/m/s）可 以 看出，機場站極大風速整體偏小，其中6月極大風速相當，3月、1月和12月極大風速偏大。整體而言，機場站因地勢相對懷遠站偏低，周邊有村居，故風力較懷遠站略偏小，極大風速多為陣風，影響因素多，波動較大（圖5）。

表4 機場站與懷遠站月累計降水量

圖5 機場站與懷遠站月平均風速

2.6 能見度對比分析

機場站能見度低于1.0 km共出現(xiàn)137次，出現(xiàn)頻率約37.4%，懷遠站能見度低于1.0 km共出現(xiàn)57次，出現(xiàn)頻率約15.6%，機場站能見度較懷遠站略差。機場站周邊為耕地和村民集散居住地，受高大農(nóng)作物和居民樓房影響，風速明顯偏小，導致能見度降低。機場站能見度儀的觀測分辨率高于懷遠站的設備。機場站是芬蘭VAISALA公司生產(chǎn)的PWD20型前向散射能見度儀，最小觀測能見度為10 m。懷遠站能見度儀為安徽藍盾光電子股份有限公司生產(chǎn)的DNQ2前向散射式能見度儀，最小觀測能見度30 m（圖6）。機場站記錄的能見度數(shù)據(jù)明顯低于懷遠站的數(shù)據(jù)。

圖6 機場站與懷遠站月能見度＜1 km及≥10 km的日數(shù)

3 結束語

（1）與懷遠站相比，機場站氣溫偏低，海平面氣壓偏高，降水量偏少等，這些差異可能是由地勢和地理環(huán)境的不同造成的。

（2）機場站與懷遠站平均氣溫、年極端最高氣溫、年極端最低氣溫偏低差值分別為-0.4、0.58、-1.9 ℃，且相關系數(shù)達0.99以上，通過99.9%的信度檢驗。

（3）機場站累計降水較懷遠站偏少，降水集中在6月和8月。此數(shù)據(jù)沒有考慮儀器差異及夏季局地陣雨差異。

（4）機場站和懷遠站的主導風向分別為東北風偏東風，整體平均風速、最大風速和極大風速比懷遠站偏小，這種差異可能是由地勢和環(huán)境不同造成的，且極大風速多為陣風，影響因素多，波動較大。

（5）機場站比懷遠站能見度偏低，能見度小于1.0 km的日數(shù)多，可能是受到機場站周邊環(huán)境的影響，風速明顯偏小，導致能見度降低。

（6）氣候是大氣物理特征的長期平均狀態(tài)，需要進行長期的氣象觀測。