九台区新旧气象站址主要气象要素对比分析

刘瑞琪，李佳，刘芳

（长春市九台区气象局，吉林 长春 130500）

九台区气象站建于1957年11月，位于九台区前进路六十四号（郊外）（125°48′E，44°10′N，观测场拔海高度1745m），2014年1月迁至九台区九郊街道办事处新立村（郊区）（125°48′E，44°07′N，观测站拔海高度 1736m），观测环境改变较大，两个观测场之间的直线距离为4km，海拔高度相差9m。

1 新、旧站址观测环境

九台区气象站（54069）为国家一般气象站，20世纪80年代后期开始，随着九台城市化发展，气象站逐渐被建筑物包围，观测环境不符合《中华人民共和国气象法》及有关气象观测环境保护的法规、规章和规范性文件要求，观测资料逐渐失去了代表性、准确性与比较性[1]。

2014年1月九台区气象局完成了迁站工作，新站址位于旧站西南部4km左右的郊区，占地面积约30000m2，除观测场南侧的3层业务楼外，东、西、北侧均为水稻田，四周空旷平坦，无陡坡、洼地或高大建筑物等，空气质量良好，满足地面气象观测场的各项环境要求。

2 资料

本文以九台市气象站2014年对比观测中1月、7月、10月3个月日平均气温、日极端最高气温、极端最低气温、日平均相对湿度和日平均风速为分析对象，数据选自地面观测月报表，资料通过质量控制，服从正态分布。

3 新、旧站气象要素比较

3.1 总体差异分析

将新、旧两站2014年1月、7月、10月三个月的日平均气温、日极端最低气温、日极端最高气温、日平均相对湿度、日平均风速资料组成一个样本，利用单因素方差分析法分析各要素整体差异。5种气象要素都通过了方差齐性检验，数据具有一致性，可以进行方差分析；从5种气象要素通过方差齐性检验假设成立的概率来看，九台市新、旧两测站日平均风速和日平均相对湿度都存在显著差异，日平均气温、日极端最低气温和日极端最高气温差异程度依次递减。

3.2 各月气象要素差异分析

为了进一步研究两站在不同季节的气象要素差异，将同月的同一要素作为一个样本，进行单要素方差分析。除秋季日平均风速外，其他都通过了信度为0.05的方差齐次性检验。冬季两站日极端最低气温、日平均相对湿度存在显著差异；秋季两站日平均风速存在显著差异；夏季两站日极端最高气温差异较大，而秋季两站日极端最高气温差异最小。

3.3 各月气温要素差值对比

新、旧两站2014年气温变化趋势和分布状况基本一致，新站年平均气温为5.9℃，较旧站偏低0.7℃；年最高气温35.2℃，比旧站低0.4℃，年最低气温-31.2℃，比旧站低2.7℃。年极端最高气温均出现在6月1日，年极端最低气温均出现在12月18日。

对新、旧站1月、7月、10月平均气温、月极端最高气温、月极端最低气温进行对比分析。冬季两站平均气温和极端最低气温相差较大，达1.5℃；夏季两站极端最高温度差异明显，达0.5℃，与各月气象要素差异分析结果一致。新、旧站月极端最高气温出现日期一致，7月两站月极端最低气温出现日期不同。

综上，新站气温总体低于旧站，冬季极端最低气温、平均温度和夏季极端最高气温表现明显，引起这种差异的主要原因可能是九台新、旧站址相距4km，新站位于郊区，接近自然变化；而旧站位于城区，受城市热岛效应的影响较大。热岛效应对最低温度升高效果显著，很好地解释了冬季两站极端最低气温差异[2]。此外，冬季气温低，大气层结稳定，郊区植被干枯，地表裸露，空气流通，辐射冷却更为剧烈，失热多于城区，故两站冬季平均温度相差较大。夏季湿度大，降水多，不利于热岛的形成和发展，平均气温和极端最低气温差异较冬季明显减小。夏季新、旧两站极端最高气温差异较大，主要由于下垫面的差异，两站热量收支状况不同，并且太阳能对城区地面加热较其他季节更明显。

3.4 各月相对湿度和风速的对比

新站相对湿度较旧站略高，大致维持在5%左右。新站平均风速高于旧站，冬、夏两季差异略小于秋季，与各月气象要素差异中分析结果一致。两站风速的变化趋势一致，新站风速整体高于旧站。两站年最多风向频率有差异，旧站为南南西方向，而新站为正南方向。

两站相对湿度的差异主要是由于旧站多为水泥地，植被覆盖率低，排水良好，加之热岛效应，空气湍流较强，水汽输送快，导致相对湿度较低；而新站被水稻田包围，植被覆盖率高，水分不易散失。秋季两站平均风速的差异较其他季节大，与九台秋季大风天气多的背景有关；同时旧站周围建筑物多，摩擦力相对大，对风造成的扰动程度大；且城市热岛环流对风速也有一定影响。

4 结语

新、旧两站2014年气温变化趋势和分布状况基本一致，冬季两站平均气温和极端最低气温相差较大，达1.5℃；夏季两站极端最高温度差异明显，达0.5℃。新站相对湿度较旧站略高，维持在5%左右；两站风速变化趋势一致，新站风速整体高于旧站，秋季最为明显；年最多风向频率存在差异，旧站为南南西方向，而新站为正南方向。

利用方差齐次性检验、单因素方差检验等统计方法进行新、旧站气象要素对比，发现九台市新、旧两测站日平均风速和日平均相对湿度存在显著性差异。日平均相对湿度、冬季日极端最低气温和秋季日平均风速都存在显著差异，夏季除日极端最高气温外，其他要素差异均较秋、冬两季小很多。