长治县基本站迁站前后观测数据对比分析论文_刘小卫1,段娟1,雒瑞阳1,张磊1,程波范2

1长治县气象局 山西长治 047100; 2 长子县气象局 山西长治 046600

摘要:此文通过对长治县基本站迁站前后气压、气温、相对湿度、风向风速等观测资料对比分析,发现部分气象要素差异明显。分析发现造成气压差异的主要原因是海拔高度;造成气温、相对湿度、风向风速差异的主要原因是地形改变造成的,与海拔高度变化关系不大。

关键词:气象站;迁站;差值;对比分析

引言

长治县国家基本站前身是国家一般站,始建于1972年7月,1973年1月1日正式开始观测,1986年1月1日由一般站调整为国家基本站,2013年以来观测场西南方向新建一幢高层建筑,严重破坏了探测环境,加之县城将向东部扩展,旧站周围建筑将不断增多,人口活动也日益密集,观测环境已经不具备地面气象观测要求的条件。探测环境变化一般包括逐渐影响和站址迁移两个阶段,而尤其以站址迁移对资料序列均一性最为显著,逐渐影响阶段是渐进过程,对气象要素的影响更为复杂。为了保证气象观测资料的代表性、准确性和比较性,改善探测环境,长治县国家基本站于2014年1月由长治县经坊村(称旧站、下同)迁至长治县黎岭村(称新站、下同)。为掌握新、旧站地理位置和周围环境不同而形成的两站气象要素的差异,根据中国气象局《国家级地面气象观测站迁建撤暂行规定》的要求,于2014年1-12月进行了相关要素的对比观测,进而分析迁站对气象要素的影响,为资料序列的连续性和订正提供依据,也更好地为地方经济建设提供气象决策依据。

1 新、旧站址观测环境概况及自动站类型

旧站地理位置为东经113°04′、北纬36°03′,观测场海拔高度991.8m、气压传感器海拔高度991.4m,风速传感器距地高度为10.4m,观测场周围较平坦,地理环境为乡村;新站地理位置为东经113°02′、北纬36°04′,观测场海拔高度为1046.9m、气压传感器海拔高度1047.9m,风速距地高度为10.5m,观测场较高,周围较低,地理环境为乡村,新站位于旧站正西方位,二者直线距离3.5Km。新站为DZZ5型自动站,旧站为DYZ2型自动站。’

2 资料与方法

采用的资料为2014年1-12月同期气压(月平均本站气压、月平均最高(低)气压、月极端最高(低)气压)、气温(月平均气温、月平均最高(低)气温、月极端最高(低)气温)、相对湿度(月平均相对湿度、月最小相对湿度)、风速(2min月平均风速、月最大风速、月极大风速)和月最多风向。采用差值统计方法,1-12月各要素差值为新站观测值减旧站观测值。

3 气象要素对比分析

3.1 本站气压

据统计新站月平均本站气压、月平均最高(低)气压、月极端最高(低)气压均比旧站偏低,1-12月平均本站气压差值为6.0-6.7hPa,平均最高、最低气压差值为6.0-6.7 hPa、5.9-6.6 hPa ,月极端最高、最低气压差值为6.0-6.9 hPa、5.8-6.6 hPa,两站极端最高、最低气压出现日期各有一个月不同,其余各月相同。新、旧站气压的时间一致性较好(图1)。

3.2气温

对新、旧站气温资料分析可知:1、8-12月新站比旧站高0.1-1.4℃,2、4-6月新站比旧站偏低0.1-0.3℃,3、4月新旧站持平;月平均最高气温新站比旧站偏低0.4-1.1℃;月平均最低气温新站比旧站偏高0.5-3.0℃;月极端最高气温新站比旧站偏低0.1-1.7℃,月极端最低气温3月偏低0.1℃,8月偏低0.6℃,其余月份偏高0.7-4.2℃;月极端最高气温出现日期全年相同,月极端最低气温出现日期有5个月相同。

3.3相对湿度

据统计,6月相对湿度新、旧站持平,其余月份新站比旧站偏低1%-6%。月最小相对湿度1、3、5-6、10月新旧站持平,2、4月偏低1%、9月偏低2%、7-8月偏高2%、11月偏高1%。

3.4 风向、风速

分析可知新、旧站的风速差异较大。新站的月平均风速,月最大风速及月极大风速均高于旧站,差值分别为1.0-2.0m/s、2.7-7.8m/s和1.0-7.0m/s。月最多风向新站以南风为主,旧站以东南偏东风为主,当出现大风天气现象时差异尤为明显,新站2014年出现大风18次,旧站仅出现2次。

4 新、旧站气象要素差异分析

4.1 新、旧站气压差异分析

气压就是大气压强或压力,气压与水汽含量、风速、对流强度等密切相关。气压随海拔高度的升高而降低,气压差可根据拉普拉斯简化订正公式:

△P=﹣△H/8来计算。新、旧站气压感应器海拔高度相差56.5m,计算可得气压差为-7.1hPa,1-12月平均本站气压差值为6.0-6.7hPa,表明产生气压差异的原因主要是海拔高度造成的。

4.2新、旧站气温差异分析

空气温度是代表空气冷热程度的物理量,它的变化能够反应局地环境的改变。气温随海拔高度变化可按温度垂直递减率0.65℃/100m计算,由于新站海拔比旧站高了56.5m,气温应降低0.37℃,而实际新站平均气温大部分时间高于旧站,最高温度低于旧站,最低温度高于旧站,说明两站的温差与海拔无关,而是由地形不同造成的。旧站周围较平坦,周围有一定数量的建筑,空气流动性差,热量不易交换,而新站观测场最高,四周均低于观测场,空气流动性好,热量容易交换,所以造成新站最高温度低于旧站,最低温度高于旧站。

4.3 新、旧站相对湿度差异分析

新站气温大部分时间高于旧站,绝对湿度相同时,温度高相对湿度小,因此新站相对湿度低于旧站。

4.4 新、旧站风向风速差异分析

旧站周围较平坦,周围有一定数量的建筑,空气流动性差,热量不易散发,造成旧站风速小,而新站四周空旷,高度也高于四周,造成风速较大,新、旧站风向受外界影响不大。

5结论

新、旧站都位于乡村,周围下垫面性质基本相同,而新站平均温度高于旧站,最高温度低于旧站,最低温度高于旧站、湿度小于旧站、风速大于旧站,分析形成原因主要是地形不同造成。两气压站相差6.0-6.7hPa,海拔高度是主要原因,于地形无关。

参考文献

[1]王秋香,周昊楠,陈晓燕.单站资料均一性对本地气候资料趋势结果的影响〔J〕.沙漠与绿洲气象.2010.4(4).

[2]刘卫平,王晓梅,张志平.塔城地区气象(候)站温度的均一性检验.〔J〕.沙漠与绿洲气象.2009.3(2).

[3]石登科,崔学祯.甘肃临夏人工与自动气象站气温观测差异对比及均一性研究〔J〕.干旱气象.2008.26(4).

第一作者简介

刘小卫(1972-),男,汉,山西长治县人,本科学历,高级工程师,从事大气观测工作。

作者简介

刘小卫(1972-),男,民族,汉,山西长治县人。2011年毕业于南京信息工程大学大气科学专业,高级工程师,主要研究方向为大气观测。地址:山西省长治县气象局,邮编:047100

论文作者:刘小卫1,段娟1,雒瑞阳1,张磊1,程波范2

论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期

论文发表时间:2017/10/16

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