香格里拉大气本底站11、12月份草温数据的变化分析

2014-07-07杜丽英沈营华

中低纬山地气象 2014年2期

杜丽英，余珂，沈营华

(云南省气象信息中心，云南昆明 650034)

1 引言

香格里拉大气本底站为无人自动观测站。它是中国气象局确定的全国3个新建区域本底站之一，它的建立填补了我国西南地区基准大气本底监测的空白。该站位于28°01'N，99°44'E，海拔高度3 554.2 m，自动气象观测仪器于2005年12月安装，2006年1月正式开始投入使用，实现了气压、气温、湿度、液态降水、风、地温(地表、浅层)、草温的无人自动观测，其气象要素资料对分析研究我国南方地区大气原始成份以及全球气候变迁具有极其深远的重要意义。

2 2011年11月18日—2012年1月1日气温、0 cm地温、草温部份资料及分析

表1 2011年11月18日—2012年1月1日草温、气温、0 cm地温部份资料 (单位:0.1℃)

续表1 2011年11月18日—2012年1月1日草温、气温、0 cm地温部份资料 (单位:0.1℃)

从2011年11月18日—2012年1月1日(表1)45 d 13时、14时、15时的草温、气温、0 cm地表温度数据资料中可以看出:①当14时气温＞13时气温(或接近)，14时0 cm地表温度＞13时0 cm地表温度且都≥19.0℃，这时13时的草温≥18.0℃，14时的草温却在 18.0℃以下(有个别在 19.0℃)，比13时的草温低10.0℃左右，正常情况14时的草温应比13时的要高，因此可判断测量出现了异常。45 d记录中出现该异常情况的概率为76﹪(34/45)，此34 d出现日期分别为11月18日—12月3日、12月5日—6日、12月12日、12月17日—24日、12月26日—2012年1月1日。②14时的气温＞13时，14时的0 cm地表温度＞13时的且14时的0 cm读数＞20.0℃(12月有8日与9日2 d)。这样，正常情况14时的草温要＞13时的且也应在20.0℃以上，但实际却比13时的草温还低，只在10.0℃左右。45 d中出现概率为4﹪(2/45)。以上2种情形，在程序与人工审核时都判定14时的草温读数是错误的，要按内插处理后代替。③13时与14时气温在2.0℃以下或14时的气温＞13时的气温，13时与14时0 cm地表温度在10.0℃以下，这时13时与14时的草温读数在10.0℃左右。45 d中出现的概率为20﹪(9/45)。这在程序与人工审核时判定这14时的草温读数是正确的。由此可知:2011年11月18日—2012年1月1日，45 d记录中14时草温读数的正确率只有20﹪，错误率为80﹪。

3 2012年11月10日—2013年1月7日草温、气温、0 cm地温部份资料及分析

表2 2012年11月10—30日气温、0 cm地温、草温部份资料 (单位:0.1℃)

从2012年11月10日—2013年1月7日(表2)59 d 13时与14时草温、气温、0 cm地温数据资料中可以看出:①14时气温＞13时的气温，0 cm地表温度14时的＞13时的且都＞16.0℃或13时的气温稍＞14时的气温，13时0 cm地表温度＞14时0 cm地表温度且＞15.0℃。这时，14时的草温只在10.0℃左右，比 13时的草温低 10.0℃以上。分别出现在11月10—24日，11月27日—12月10日，12月12日，12月14—25日，12月17—30日，2013年1月1—7日，59 d中出现的概率为90﹪。②13时与14时气温呈上升趋势(或接近)，14时0 cm地表温度＞13时的且14时的地表温度值＞16.0℃。这时，正常情况14时的草温要比13时的高，可实际14时草温比13时的草温值低，比正常值低10.0℃左右。59 d中出现的概率为5﹪，出现在11月26日，12月11日、13日。以上2种情形在程序与人工审核时，判断这14时的草温读数是错误的。③13时、14时气温在2.0℃以下或14时0 cm地温读数在14.0℃左右(或以下)时，14时草温读数在10.0℃左右，出现概率为5%。出现在11月25日，12月26日，12月31日，这在人工与程序审核时草温的读数是正确的。由此可知，2012年11月10日—2013年01月07日，59 d中14时草温读数的正确率只有5﹪，错误为95﹪。

4 2011与2012年11、12月份14时草温读数异常的原因分析

香格里拉大气本底站由于是无人自动观测站，没有天气现象、人工读数的对比观测，因此，审核时草温出现的疑误只有与同时间的气温、风速、地表温度进行对比、分析、判断。从该站有资料年分析:2006—2010年01—12月气温、地表温度、草温要素间变化都相互一致，审核时也没有疑误发生。但从2011年开始，11、12月间，每当13时与14时气温高时，13时与14时0 cm地温读数也升高，13时的草温也相应升高，而14时的草温值反而降低，只有10.0℃左右，比 13 时的草温值低 10.0℃ ～20.0℃。13时与14时气温越高，则13时与14时的草温差越大。只有当13时、14时的气温在2.0℃以下或14时0 cm地温读数在14.0℃以下时，14时的草温读数才是正确的。该问题因连续2 a同期都出现，且错误率不断上升(2011年错误率为80﹪，2012年错误率为95﹪)，我们查询地州、台站，请其认真查找原因。后证实是:在11、12月份期间，每天14时照在草温感应器位置上的太阳被观测场外围SW方向的一棵柳树档住。即当13时、14时气温高时，0 cm地温读数也升高，13时草温也升高，正常情况14时的草温值也应升高，但因14时草温感应器处在阴凉位置，其读数也就偏低，13时与14时气温越高，则13时与14时草温差值也就大。只有13时与14时气温在2.0℃以下或14时0 cm地温在14.0℃以下，即为阴冷天或14时没有太阳光时，14时的草温读数才正确。找到原因后，台站于2013年1月28日将这棵树砍悼，随后14时草温读数异常现象消失，资料恢复正常。