台站迁移对铜仁市气温评价结果的影响及修正

谢仁波，代瑞华，黎凌云，聂 云

(1.贵州省印江县气象局，贵州 印江 555200；2.贵州省铜仁市气象局，贵州 铜仁 554300)

0 引言

随着气象服务精细化要求越来越高，气候分析和研究已成为气象业务工作不可或缺的重要组成部分[1]。历史观测数据的代表性、准确性在气候资料整编、气候变化业务服务和分析研究方面影响十分重大[2]。

铜仁市现有国家基本气象站和一般气象站10个。这些站多数始建于20世纪 50年代，20世纪60年代、70年代因工作环境需要改善或其他原因部分台站进行了搬迁。进入21世纪起至2019年1月初，因城乡规划建设、外部环境遭受破坏等原因6站已向地势高处搬迁，1站已列入搬迁规划，且随着时间推移，除万山站外，其台站都有被迫搬迁的可能。如此大量的搬迁，在一定程度上会造成部分观测数据的不连续，进而影响观测资料的均一性，使得气候评价的分析结果不能正确反映真实的气候变化，与公众的切身感受不一致。

本文在对铜仁市气象台站历史沿革分析的基础上，根据订正误差小、计算简便、满足业务需求等原则，选取参考台站，获得最优订正方法，对搬迁站的季、年平均气温进行订正，并将订正分析结果应用于气候评价，修正台站迁移对气温评价结果的影响。

1 资料和方法

整编资料采用贵州省信息保障中心整编的1981—2010年铜仁市10个地面观测站的数据，其他数据从各站A,Y文件整理获得，为了保持和历史资料一致，日均值来自4次观测平均，比较方法采取差值法，搬迁前后气温订正分别采用海拔订正法、对比观测法进行比较，取最优方法比较。

2 研究结果

2.1 新旧站对比观测情况

根据杨秀勋、胡蓉、周继先等对铜仁市的铜仁站、玉屏站、思南站搬迁前后对比分析结果[3-5]和自主统计，对部分搬迁(拟搬迁站)对比观测情况，进行计算得出温度的递减率如表1。

表1 铜仁市部分搬迁站对比观测资料推算的递减率(℃/100 m)Tab.1 Decline rate calculated from comparative observation data of some relocation stations in tongren city

从表1可以看出，玉屏的温度递减率最不稳定，碧江、思南递减率稳定度好。不稳定的原因可能是对比观测期间观测场仍在遭受破坏，稳定的原因可能是对比观测期间观测场没有继续遭受破坏。至于温度递减率远大于0.65 ℃/100 m，或与“热岛效应”关系最为密切。需要特别指出的是，印江由18个月对比观测期计算出的平均递减率仅为0.5 ℃/100 m。

2.2 站间对比观测情况

周成霞等[6]把江口作为“标准”站分析了铜仁气象要素变化。从观测场同处于“坝区”，1981—2010年未搬迁和破坏的情景出发，用印江、江口温度差和海拔差来分析温度递减率，由于梵净山对局地气候影响明显[7]，却会得出温度随海拔升高而升高的结论，这一结论明显不能用于推算其他台站搬迁后的气温变化情况。

2.3 订正方案的最终确定

2.3.1 铜仁搬迁站基本情况 从表2来看，印江搬迁距离最近，搬迁主要原因是城市扩容。因此，理论上用印江站新、老两站对比观测期间的平均温度来计算温度递减率相对可靠。

表2 铜仁搬迁站基本资料Tab.2 Basic information of Tongren relocation station

2.3.2 订正方案的最终确定 通过前面分析，如果把地面“禁锢”在观测场平面来看，搬迁前后温度传感器距离地面的高度基本一致，所测得的温度递减率小于0.65 ℃/100 m是可信的。因此，按印江推算出的0.5 ℃/100 m温度递减率将铜仁区域搬迁站温度订正到原址，再进行气候分析是合适的，与储召庆等人[8]早先的研究结果0.5～0.56 ℃/100 m也最为接近。

2.4 订正前后距平比较

2.4.1 订正前后年距平比较 从图1可知，订正前西部年均气温距平在-0.2～0.8 ℃之间，东部气温距平在0.4～1.0 ℃之间，订正后西部年均气温距平在0.3～0.8 ℃之间，东部气温距平在0.5～1.0 ℃之间，订正后同一气候区变化趋势一致性好于订正前。

图1 2018年铜仁10个站点气温距平比较(*为搬迁站)Fig.1 Comparison of temperature anomalies at 10 stations in tongren in 2018 (* is relocation station)

2.4.2 订正前后冬夏距平比较 图2给出了铜仁国家基本站冬季和夏季平均气温订正前后距平状况。从图中可知，冬季：订正前，西部平均气温距平在-0.6～0.4 ℃之间，东部气温距平在-0.2～0.6 ℃之间，同一气候区距平一致性差；订正后，西部平均气温距平在-0.1～0.4 ℃之间，都属于正常范围，东部气温在0.2～0.6 ℃，订正后同一气候区变化趋势一致性好于订正前。

图2 2018年铜仁气象站点订正前后冬、春季平均气温比较(*为搬迁后投入正式观测的台站)Fig.2 Comparison of winter and spring mean temperatures before and after the revision of the meteorological station in tongren in 2018 (* is the station put into formal observation after relocation)

2.5 订正前后气候评价比较

2.5.1 评价标准 考虑到目前贵州省气候中心进行评价时将高(低)于距平值1 ℃以上就称为特高(特低)过于宽泛，参照GBT 35562-2017[9]评价方法进行评价。其中季、年具体气温距平(ΔT)采用下面标准：

表3 固定阈值气候评价标准Tab.3 Criteria for fixed threshold climate assessment

2.5.2 评价结果 温度的正负距平在气象上很有用处，为了在评价时更好体现正负距平，同时便于比较，将正常范围又进行区分，将其中的正距平定义为“正常+”、负距平定义为“正常-”，距平为零的定义为正常。2018年各季及年评价结果见表4。

表4 2018年搬迁站与未搬迁站气候评价比较Tab.4 Comparison of climate assessment between the relocated station and the unrelocated station in 2018

从表4可以看出，订正前，铜仁冬季气温为偏低(德江)—偏高(江口)，订正后，大部分正常，只有江口偏高，其原因可归结为近年来江口站四周建筑物增多造成的增温明显。春季气温大部分订正前搬迁站为明显偏高，非搬迁站为异常偏高；订正后80%的站为异常偏高，20%的站为明显偏高。夏季订正前搬迁站是正常—偏高，非搬迁站是偏高—明显偏高，订正后，基本以偏高为主。秋季订正前，铜仁气温在明显偏低—正常范围，订正后变成了偏低—正常的区间。就年度而言，订正前德江为负距平，订正后为正距平，与其他台站趋势具有一致性。

3 结论

①《规范》[10]将对比观测的时间定位1 a，随着气象探测自动化水平的提高，对比观测可以适当延长，最少需要满足浅草平铺的观测场环境后才能进行对比观测或应成为今后的强制性规定。

②将搬迁后的气温观测结果订正到原站海拔高度后使用，其订正结果在气候评价中具有较好的应用价值；各台站受城镇化影响程度不同，订正结果有待进一步检验。

③铜仁市2019投入正式观测的江口、沿河站和即将搬迁的思南站，其搬迁前后海拔高差更大，更需要订正后才能用于气候评价。

④之前的若干台站搬迁属于观测环境已不符合《规范》要求后的无奈之举，旧站代表性、准确性都值得怀疑，根据城镇化发展规划而主动谋划搬迁事项是保障代表性、准确性、比较性的方法之一。