1998-2017年阜南站多次迁站与气象要素变化分析

施丹 王海东 王凯俊

摘 要：本文通过选取阜南气象观测站的近三次迁站，对比周边3个测站（阜阳、太和和临泉）的同期历史资料，分析阜南站迁站对气象要素的影响。分析表明：阜南站的最大风速受探测环境变化影响最大，其次是月最低气温，月降水量不连续的月份最少。

关键词：迁站;探测环境;气象要素

近年来，由于城市化的迅速发展，台站周围环境变化加剧，气象观测站存在被迫迁移的情况，这就会有可能对气象观测资料的准确性和连续性产生影响，目前文献大多分析单次迁移的气象要素的影响[1-2]，对多次迁站的分析较少，本文通过阜南三次迁站的资料来分析迁站导致的探测环境对气象资料连续性好和一致性影响情况。

一、阜南站站址迁移过程

阜南气象观测站1957年1月1日于阜南县冷家寺建站，至今已搬迁4次。本文以近三次迁站时间为节点选取1998-2003年，2004-2013年和2014-2017年3个时间段，对比周边3个测站（阜阳、太和和临泉）的同期历史资料进行分析。

二、迁站对气象要素的影响

站址变化可能对气象要素的准确性和连续性产生一定影响，为了检验阜南观测站几次迁站对气象数据的影响，在这里，通过等均值法（两组数据的系统误差测试）和趋势分析进行测试。

1.等均值法检验

气象要素的突变可能是自身存在的常规突变，但是这种规律在不同站点的变化趋势一般应一致，因此，本文应用系统误差的检验方法（t-test） 进行检验。假定当阜南与周围测站（阜阳、太和、临泉）均能或均不能通过两组系统误差检验，说明阜南与周围测站变化趋势一致，数据是连续的;如果阜南能通过检验，而大部分周边站点不能通过检验，说明阜南与周围测站变化趋势不一致，前后的数据不连续，则认为是由测站环境的变化引起的。

本文中统一使用置信度α=0.05，为了检验结果更直观，用0表示两组数据没有系统误差，通过检验，用1表示两段数据存在系统误差。

（1）月平均气温检验结果。1998-2003年与2004-2013年月平均气温（见表1）与周围其他测站变化趋势一样;1998-2003年与2014-2017年（见表2）6月未通过检验，且变化趋势与周围多数测站不一致，所以认为是测站环境变化导致;2004-2013年与2014-2017年（见表3）1月和6月未通过检验，但与周围测站变化趋势一样，因此认为不是测站环境变化引起的。

（2）月最低气温检验结果。通过上述方法对比检验月最低气温：1998-2003年与2004-2013年与周围大多数测站变化趋势一样;1998-2003年与2014-2017年1月、3月和11月未通过检验，且与周围其他测站的变化趋势不一致，所以认为测站环境变化产生的;2004-2013年与2014-2017年1月未通过检验，但与周围其他测站变化趋势一样。

（3）月最高气温检验结果。1998-2003年与2004-2013年9月和10月未通过检验，但与周围大多数测站变化趋势一样;1998-2003年与2014-2017年和2004-2013年与2014-2017年均是1月未通过检验，但与周围其他测站的变化趋势一致，所以认为是气候变化引起的。

（4）月降水量检验结果。1998-2003年与2004-2013年6月和10月未通过检验，但与周围大多数测站变化趋势一样;1998-2003年与2014-2017年与周围其他测站的变化趋一致;2004-2013年与2014-2017年虽然7月未通过检验，但与周围其他测站变化趋势一样。

（5）月最大风速检验结果。月最大风速检验结果较为复杂，1998-2003年与2004-2013年阜南站各月均未通过检验，且除9月和11月外，其余月份与周围大多数测站变化趋势不一样，而此时段阜南站的实际站址位置距离仅120米;1998-2003年与2014-2017年4月和6月与周围其他测站的变化趋势不一致;2004-2013年与2014-2017年11月和12月未通过检测，但与周围大多数测站变化趋势一样。

2.阜南与周围测站气象要素的趋势分析

这里选用不连续和可能存在不连续的两种样本的要素进行趋势分析。从图1看来，1998-2003年的6月月平均气温的3年滑动平均显著偏离其他两个站的滑动平均值，而2014年-2017年之間的3年滑动平均线基本贴近其他两个站的滑动平均值，因此1998-2003年～2014-2017年6月的数据存在不连续。

从图2来看，对于可能不连续的时段或要素，特征主要体现为多的时段和不同的偏离幅度，如1998-2003年，2004-2007年，2013-2015年趋势跟幅度变化不一。

三、结语

通过不同时间的阜南站及周围测站点各要素同期数据的T检验和趋势分析，得出以下结论：

1.月最大风速不连续的月份最多，且变化较为复杂，其次是月最低气温，表明阜南站近3次迁站影响最大的是风速，这可能一是因为风速变化随机性较大;二是因为台站搬迁多是因为探测环境遭到破坏，且一般都是障碍物的影响，搬迁后探测环境改善，无障碍物遮挡后，风速变化更大;

2.月降水量没有不连续的月份，说明阜南站近3次迁站造成的探测环境变化对降水没有明显的影响;

3.不连续时间段的三年滑动平均的趋势线明显偏离其他站点的趋势线;可能不连续的月或要素存在趋势变换时段多、偏离幅度明显不一的特征。

参考文献：

[1] 袁云贵，宁彦棠. 都匀市气象局迁站对比观测各气象要素差异分析[J]. 贵州气象，2008，32（2）：33-35.

[2] 朱武英，王庆玲.汝城县气象要素及其变化研究. 产业与科技论坛. 2013.（12）.21;126-127.

[3]徐家良.上海近百年来两次增暖期的特征对比及成因[J].地理学报，2000，55（4）：393-403.

[4]高林，高左雷.FORTRAN实用算法汇编[M].北京.学苑出版社，1994（3）：310-313.