崂山国家一般站迁站数据对比分析
2017-08-24魏明明李杰
魏明明+李杰
摘 要:利用崂山区国家一般站2015年新、旧站观测资料,对比分析迁站前后气温、相对湿度、降水量及风向风速差异。得出新站气温低于旧站,相对湿度和风速高于旧站,产生气象要素差异的主要原因为新、旧探测环境、探测下垫面及海拔高度影响。
关键词:迁站;气象要素;差异;崂山国家一般站
中图分类号:P41 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170733202
崂山国家一般站始建于1948年1月,1980年1月迁址现址。近年来城市快速建设,对现址观测环境造成严重破坏,已不符合《地面气象观测规范》和《气象设施和气象探测环境保护条例》要求,影响气象要素准确性。2011年开始在现址东南方向,直线距离10.8km处建立新址。为尽快掌握因迁站导致新站旧站间气象要素差异及国家相关文件中站址迁移和对比观测要求,对崂山站新、旧站2015年1—12月同期实测气象资料对比分析,以期掌握迁站对各气象要素的影响,为资料延续使用及气候分析、气象服务、科研工作中资料正确使用提供参考依据。
1 新、旧站观测环境
新站址观测场22600~27000′方向距自然山体较近,距离615m、仰角10.8°外,其余四周视野开阔,下垫面均为自然绿植覆盖,东南方距海≤2800m。而旧址观测场29142~7442方向,距離44.7m、仰角1330′;8430~9542方向,距离93m、仰角8°54均有民房,其余周围均高楼林立,观测环境被严重破坏。
2 资料与方法
选取2015年1—12月新、旧站同期气温(平均气温、极端最高气温、极端最低气温)、相对湿度(平均相对湿度、最低相对湿度)、降水量、风向风速(2min平均风速、最多风向、最大风向风速)。
2.1 崂山新、旧站观测资料序列完整性分析
新、旧站对比观测期间平均气温、最高气温、最低气温、降水量、平均相对湿度、平均风速(2min)缺测率按照月值和公式1统计,分为4类,1类总缺测率0%,序列完整;2类<0.5%,完整性较好;3类为0.5%~3%,完整性一般;4类>3%,完整性较差。
按照上述标准对各要素完整性进行分类评估。6个要素缺测率均为0,分类结果均属1类,各要素完整性评估结果均为序列完整,因此认为崂山新、旧气象观测站现址观测资料均序列完整。
3 新旧站气象资料对比分析
统计新旧气象观测站气温、相对湿度、降水量和2分钟风向风速的2015年气象资料,采用差值比较和趋势比较两种方法进行对比分析。
3.1 气温
其中Ai和Ui分别代表拟迁站(新站)和本站(旧站)第i月观测值。
新站1—12月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、极端最高气温、极端最低气温均低于本站同期要素值。月平均气温差值范围为-1.4~-0.1℃,差值平均值=-0.9,新站平均气温偏低。
月平均最高气温差值范围-2.3~-0.1℃,6月份差值最大;月平均最低气温差值范围-1.4~0.0℃,5月份差值最大;极端最高气温差值范围-2.5~-0.3℃,6月份差值最大,差值为-2.5℃;极端最低气温差值范围-1.4~0.0℃,5月份差值最大(表1)。
主要原因为新站址靠近大海,受海洋性气候影响,远离城市,人口较少的郊外,地貌特征较好,四周无污染源。而旧站址所处城区,人口密集,周围建筑物多,热岛效应明显。拟迁站附近均被植被覆盖,四周有自然山体,森林覆盖面积较大。旧站址四周被房屋包围,下垫面为水泥路面,新旧站址下垫面性质不同也是导致两地气温差异的因素之一。
3.2 相对湿度
相对湿度同样采用差值比较法,能直观的反映两站之间湿度的相对偏差,同时对逐月最小相对湿度进行了统计和对比。新站月平均相对湿度、月最小相对湿度均高于旧站,差值范围均在1%~9%,差值最大在6月为9%(图2)。新站年平均相对湿度70%,旧站年平均相对湿度65%,新站高于旧站5%。主要原因为拟迁站周围绿植覆盖面积较高,靠近海洋,水汽输送较多,而本站则因城市热岛效应和绿植覆盖面积少,偏低湿度。
3.3 降水量
降水量采用差值比较法,能直观反映2站降水量的相对偏差。其中4—10月采用翻斗式雨量传感器,11—12月采用称重式降水传感器。新、旧站4—12月降水量差值-38.6(表3)。
3.4 风向风速
根据中国气象局综合观测司《关于国家级地面气象观测站站址迁移有关事宜的通知》(气测函[2011]89号)要求,观测风速>0.2m/s时统计风向相符率,新站与本站风向角度差<22.5°时即认为两者相符。统计2015年新、旧站1—12月逐月平均风速、平均风速差可知,新站平均风速最低值2.9m/s,出现在8月;旧站平均风速最低值1.8m/s,出现在1、9、11月,均>0.2m/s最低要求,符合统计风向相符率条件。
新站秋冬季最多风向为西北风,春夏季大致为东南风,新旧站秋季风向偏差较大,应为2站地理环境差异明显,地形风和海陆风影响所致。新旧站逐月最大风和极大风差异较大,旧站最大、极大风速仅为新站的50%左右,这主要归因于台站周围环境及海拔高度的明显不同。
参考文献
[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003 (7):9.
[2]李又君,梁国坚,杨士恩,等.气象站迁站前后气温同期观测资料对比[J].气象科技,2010,38(05).
作者简介:魏明明(1985-),男,甘肃省庆阳市正宁县人,本科,助理工程师,从事观测业务工作。