黃龍國家氣象站遷移對比觀測資料差異分析

摘 要：利用黃龍站（53946）新、舊兩址2022年1—12月平行觀測期間的氣象資料，采用統(tǒng)計分析方法，對比分析黃龍站遷站后新舊站氣溫、降水、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向的差異。結(jié)果表明：（1）新址的月平均氣溫冬半年比舊址高，夏半年比舊址低；月最高氣溫均比舊址低；月最低氣溫5、6月基本一致，7—9月比舊址低，其余月份均比舊址高；年平均氣溫、年最高氣溫均比舊址低，而年最低氣溫比舊址高，但差值較小。（2）5—9月總降水量新址比舊址少，月降水量新、舊址差值在0.3～12.5 mm之間。（3）1—12月新、舊址相對濕度偏差在0%～2.1%之間，除3、4、12月新址比舊址小外，其余月份新址均略大舊址。（4）新址主要風(fēng)向為N，舊址的主要風(fēng)向為NNW，新址風(fēng)速較舊址略偏大，主導(dǎo)風(fēng)向與舊址相差22.5°。氣象要素出現(xiàn)差異的主要原因是探測環(huán)境、海拔、地形地貌及下墊面性質(zhì)不同。

關(guān)鍵詞：遷站對比觀測；氣象資料；對比差異；局地小氣候

中圖分類號：P412 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）08–0-03

氣候變化研究的基礎(chǔ)是均一性的連續(xù)數(shù)據(jù)，積累具有代表性、比較性且準(zhǔn)確性高的資料是氣象觀測的目標(biāo)。黃龍縣國家基本氣象站（53946）于1956年10月1日啟用，位于陜西省延安市南部黃龍縣中心西街，1956年10月開始有觀測記錄，截至2021年底，已有65年的氣象觀測資料。建站初期，觀測場周圍環(huán)境的氣象觀測數(shù)據(jù)能較好地反映當(dāng)?shù)剌^大范圍的氣象要素特點。隨著黃龍縣的發(fā)展，舊站所在地段已處于城市發(fā)展建設(shè)的重要位置，周圍私人住宅、商住樓等高層建筑日益增多，導(dǎo)致舊站四周的氣象探測環(huán)境遭到破壞。

黃龍站經(jīng)國家局批準(zhǔn)同意，于2021年12月31日遷移至新址，按照地面氣象觀測規(guī)范和遷站相關(guān)文件規(guī)定，臺站搬遷需要進行為期一年的對比觀測[1]。國內(nèi)已有相關(guān)研究表明，氣象觀測站的搬遷會造成該站氣象要素在搬遷前后存在一定的差異，并且對觀測資料的連續(xù)性造成一定的影響[2-8]。通過對比2022年新、舊兩站的氣溫、相對濕度、降水量、風(fēng)向風(fēng)速等要素的差異，并對產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因進行分析，為氣象要素的準(zhǔn)確預(yù)報和氣候分析、氣象服務(wù)、科研工作資料的正確使用提供參考[9-14]。

1 新、舊站址環(huán)境差異

黃龍國家氣象站原址位于黃龍縣中心西街，隨著黃龍社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，縣氣象站舊站所在地段已處于城市發(fā)展建設(shè)的重要位置。舊觀測站南、西、北3個方位氣象探測環(huán)境均遭到了嚴(yán)重破壞，且無法采取有效補償措施，探測環(huán)境評分僅為42.4分，根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》《氣象設(shè)施和氣象探測保護條例》規(guī)定，縣氣象觀測站的探測環(huán)境已經(jīng)不符合規(guī)范要求。2021年12月31日遷站至新址，位于舊址西北偏北方向，為原縣藥材公司養(yǎng)鹿場，距現(xiàn)站址直線距離

265 m，共占地約0.8 hm2，四周視野開闊，周邊近處以低層住房為主，保護范圍內(nèi)無各類干擾、污染源和障礙物，探測環(huán)境良好，探測環(huán)境得分為92.6分，符合國家一般氣象站選址要求。根據(jù)該片的專項規(guī)劃，后期受城市規(guī)劃的影響較小，利于后期探測環(huán)境長期保護。新舊址對比來看：新站址地形、地貌、土壤、植被與舊址初建站時相似，下墊面基本相同，并處于同一氣候區(qū)，因此，新站址能夠代表舊址所代表區(qū)域的天氣氣候特征。新、舊址地理位置信息如表1所示。

2 資料來源

選取的資料為2022年新、舊測站月平均氣溫、月最高氣溫、月最低氣溫、月降水量（5—9月）、月平均相對濕度和月平均風(fēng)速風(fēng)向，所有數(shù)據(jù)均按實有記錄統(tǒng)計并平均。文中各要素的對比差值為新站觀測的數(shù)值與舊站觀測的數(shù)值之差。

2.1 氣溫

由表2可以看出，2022年1—12月月平均氣溫差值，冬半年基本為正值，差值在0～0.2 ℃，差值最大新址比舊址高0.2 ℃；夏半年為負(fù)值，差值在0.3～0.5 ℃之間，差值最大新址比舊址低0.5 ℃。月最高氣溫，新址均比舊址要低，偏低0.1～0.9 ℃，差值最大值在6月，最小值在10、11月。月最低氣溫，7—9月新址比舊址偏低，5、6月新舊址基本一致，其余月份新址均比舊址偏高，偏高0.2～0.4 ℃。

新址的年平均氣溫、年最高氣溫均比舊址低，而年最低氣溫比舊址高，但差值較小，均在1 ℃以內(nèi)。一方面，由于新址海拔比舊址高16 m，按平均海拔升高100 m氣溫下降0.6 ℃計算，新址應(yīng)比舊址氣溫低0.1 ℃；另一方面，由于舊址下墊面多為水泥地，白天升溫快，而新址位于森林公園附近，多綠色植被，比熱容小、升溫慢，新址氣溫與舊址差值在合理范圍內(nèi)。

2.2 降水

黃龍站舊址由于未安裝稱重式雨量計，2022年1—4月和10—12月無觀測降水，因此只對5—9月新、舊站址降水資料進行對比分析。

表3中，2022年5—9月舊站總降水量為404.6 mm，新站總降水量為384.8 mm，新站比舊站總降水量偏少，19.8 mm。針對月降水量，5—9月新舊站址降水量差值在0.3～12.5 mm之間，8月差值最小0.3 mm，7月差值最大12.5 mm。6—8月為降水豐沛的夏季，夏季對流性降水較多，可能受到局地小氣候影響，造成新、舊址的降水頻次和降水量差異較大。

2.3 相對濕度

表4中，年平均相對濕度差值為0.4%。黃龍縣新、舊站1—12月相對濕度差值在0%～2.1%之間，其中，7月差值最大為2.1%，2月最小為0%。3、4、12月新址相對濕度小于舊址，2月持平，其余月份均大于舊址。舊址的綠地面積與新站相比較少，新站的下墊面土壤、植物蒸騰作用較大，而新站年平均氣溫和年最高氣溫要低于舊站，故新站年相對濕度要高于舊站[8]。

2.4 風(fēng)向風(fēng)速

2.4.1 風(fēng)速差值

新、舊兩站1—12月月平均風(fēng)速差值均為正值（表5），差值在0.2～0.6 m/s之間，表明新址風(fēng)速大于舊址。年平均風(fēng)速新址比舊址偏大0.5 m/s，冬半年（0.5～0.6 m/s）比夏半年（0.2～0.5 m/s）略偏大。舊址周圍建筑物較多，受其阻擋風(fēng)速較小，而新址周圍地勢空曠無遮擋且海拔較高，風(fēng)力較大。

2.4.2 風(fēng)向相符率統(tǒng)計

風(fēng)向相符率采用以下統(tǒng)計方法：只有觀測風(fēng)速＞0.2 m/s時，才能統(tǒng)計風(fēng)向相符率。新址與舊址風(fēng)向角度差＜22.5°，即認(rèn)為兩者相符。

新址與舊址年風(fēng)向相符率為54%，最大相符率在4、6月，為58%，最小相符率在2月，僅37%（表6），可見兩站風(fēng)向一致性剛超過50%，風(fēng)向一致性一般。從新址與舊址的風(fēng)玫瑰圖（圖1）可見，2022年新站址主要風(fēng)向為N，而舊站址的主要風(fēng)向為NNW，整體有22.5°的偏差，導(dǎo)致風(fēng)向相符率偏低，舊址受周邊城市化影響較嚴(yán)重，風(fēng)向受局地環(huán)境的影響較大。

3 結(jié)束語

（1）新址的月平均氣溫冬半年比舊址高，夏半年比舊址低；月最高氣溫均比舊址低，偏低0.1～0.9 ℃；月最低氣溫5、6月基本一致，7—9月比舊址低，其余月份均比舊址高，偏高0.2～0.4 ℃。年平均氣溫、年最高氣溫均比舊址低，而年最低氣溫比舊址高，但差值較小，均在0.5 ℃以內(nèi)。

（2）2022年5—9月新站比舊站總降水量偏少19.8 mm。

月降水量差值在0.3～12.5 mm之間，8月差值最小0.3 mm，7月最大12.5 mm。6—8月為主汛期，可能受對流局地性降水影響，造成新舊址的降水量差異較大。

（3）新址和舊址1—12月的相對濕度偏差在0%

～2.1%之間，其中，2月新舊址相對濕度相當(dāng)，3、4、12月新址比舊址偏少，其余月份新址均略大舊址，整體上看，年平均相對濕度新址略大于舊址。

（4）新址風(fēng)速較舊址略偏大，年平均風(fēng)速偏大0.5 m/s，1—12月差值在0.2～0.6 m/s之間，冬半年比夏半年偏大明顯。年風(fēng)向相符率為54%，剛超過50%，一致性一般。新址主導(dǎo)風(fēng)向與舊址相差22.5°，新站址主要風(fēng)向為N，舊址主要風(fēng)向為NNW。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 張祿，吳洋，趙玥，等.津南國家氣象觀測站遷站數(shù)據(jù)對比分析及評估[J].氣象水文海洋儀器，2020，37（3）：36-37，42.

[3] 夏雪梅，魏哲花，隆永蘭.庫爾勒氣象站遷站前后氣象要素特征及成因分析[J].沙漠與綠洲氣象，2020，14（5）：130-135.

[4] 鄧靜華，李蕾，陳漢烈，等.廣寧縣新舊氣象站觀測資料對比分析[J].廣東氣象，2020，42（5）：27-30.

[5] 曾琛，羅烜坤，馬月，等.云陽國家氣象站遷站資料對比分析及均一化檢驗[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2021（2）：126-127，129.

[6] 張曉平，周春珍，郝傳靜，等.平陰國家氣象站遷移對比觀測資料差異分析[J].山東氣象，2009，29（3）：29-31.

[7] 王秋香，劉衛(wèi)平，劉葉，等.吐魯番氣象站遷移前后資料的差異分析[J].干旱區(qū)地理，2016，39（1）：22-32.

[8] 劉燕.氣象站遷站前后主要氣象要素的差異性分析及對預(yù)報服務(wù)工作的影響[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2017，40（2）：138-143.

[9] 王雅萍，韓海濤，金紅梅.甘肅省碌曲氣象站遷站前后氣象資料對比分析[J].氣象水文海洋儀器，2022，39（1）：1-4.

[10] 資晶，肖藝琳，嚴(yán)晶.仁和氣象站遷站前后溫濕對比分析[J].陜西氣象，2021（4）：57-60.

[11] 姚揚，李華宇，吳紫靜.東至國家基本氣象站遷移觀測資料分析[J].湖北農(nóng)機化，2021（12）：47-48.

[12] 楊波，張昆，尹玉利.寧河國家氣象觀測站遷站數(shù)據(jù)對比分析及評估[J].氣象水文海洋儀器，2020，37（1）：24-27.

[13] 吳騰格爾，尤莉，王沛.烏拉特后旗氣象站遷站以來氣溫的對比分析[J].內(nèi)蒙古氣象，2019（6）：28-30.

[14] 孔婷.新疆呼圖壁氣象站遷站后新舊站氣溫對比分析[J].熱帶農(nóng)業(yè)工程，2019，43（5）：150-152.