广宁县新旧气象站观测资料对比分析

邓静华，李蕾，陈汉烈，莫火娇

（广宁县气象局，广东广宁 526300）

广宁县国家基本气象站（59271）于1956年9月1日启用，位于广宁县南街镇环城西路11号，1956年9月开始有观测记录，截止到2015年底，已有59年的气象观测资料。建站初期，观测场周围环境的气象观测数据能较好地反映当地较大范围的气象要素特点。随着广宁县城的发展，旧站周围私人住宅、商住楼等高层建筑日益增多，导致旧站四周的气象探测环境遭到破坏。广宁站经国家局批准同意，于2015年1月1日迁移至新址，按照地面气象观测规范和迁站相关文件规定，台站搬迁需要进行为期一年的对比观测［1］。国内已有相关研究表明，气象观测站的搬迁会造成该站气象要素在搬迁前后存在一定的差异，并且对观测资料的连续性造成一定的影响［2-5］。从探测环境和气象学两方面入手，分析两地气象要素差异原因［6］。本研究通过对比2015年新旧两站的本站气压、海平面气压、气温、相对湿度、降水量、风向风速等要素的差异，并对产生这种现象的原因进行分析，为预报业务中气象要素的准确预报和气候分析、气象服务、科研工作中资料的正确使用提供参考。

1 资料及方法

本研究采用的资料为2015年1—12月新、旧站址同期气压（月平均气压、月极端最高气压、月极端最低气压）、气温（月平均气温、月极端最高气温、月极端最低气温）、相对湿度（月平均相对湿度、最小相对湿度）、降水、风向风速（2 min平均风速、最大风速、极大风速）等观测资料。采用差值统计方法（用旧站的要素数值减去新站要素数值）、列表法，分析新旧两站各要素的变化。

2 两站观测地理环境比较

旧站地理位置为 23°38′14″N，112°25′27″E，观测场海拔高度57.3 m，气压表感应部分拔海高度57.3 m，风速感应器距地高度11.1 m，地理环境为小山岗，位置特征是城镇，探测环境评分是 75.2分。新站地理位置为 23°37′49″N，112°26′04″E，观测场海拔高度 92.7 m，气压表感应部分拔海高度93.6 m，风速感应器距地高度11.1 m，地理环境为山岗，位于城镇北方，在旧站的西北方，与旧站的直线距离为1 300 m。

3 气象要素对比分析

3.1 气压

据统计，新站月平均气压、月平均最高（低）气压、月极端最高（低）气压均比旧站低，差值在3.9～4.2 hPa之间。月平均气压差值为3.9～4.2 hPa，月平均最高气压差值为4.0～4.3 hPa，月平均最低气压差值为3.9～4.5 hPa之间。月极端最高气压差值为4.0～4.4 hPa，月极端最低气压差值为3.8～4.2 hPa。月极端最高、最低气压均出现在的时间一致（表1）。

表1 2015年1—12月新旧站本站各月气压比较 hPa

3.2 气温

由表2可知，1—12月的平均气温新站比旧站略低，但是差值不大，在0.5～1.0℃之间。月平均最高气温，1、5、7月差值较小，在0.1～0.2℃之间，2、3、8月的差值较大，在2.9～4.3℃之间，而1—5、11—12月平均最高气温，新站比旧站要低，6—10月，新站则比旧站高。月平均最低气温，2—4、8—10月，新站比旧站高，其余月份新站比旧站低。极端最高气温1—11月新站比旧站要低，差值在0.2～1.0℃之间，12月新站比旧站略高0.1℃。极端最低气温1—12月，新站均比旧站低，差值在0.5～1.5℃之间。用平均最高、最低气温得出新旧两站的日较差，1、5—10月新站日较差比旧站要大，其余月份反之。

表2 2015年1—12月新旧站各月气温比较 ℃

3.3 降水量

2015年新站年降水量为1 824.1 mm，旧站为1 969.4 mm，差值为145.3 mm。月降水中，仅2月差值最小，为0.2 mm，7月差值最大，旧站比新站多117.4 mm。3—8月，新站降水较旧站小，其余月份反之（表3）。由于降水这个要素局地性差异较大，查询2015年7月新旧站月报表发现，旧站偏大的原因是其中一天出现了局地强降水的天气，时雨量达52.8 mm，而新站并未出现。两站直线距离1 300 m，观测场均在山岗上，海拔高度相差35.4 m，存在一定的地域性的差距，但总体对降水的影响相差不大。相差较大的月份出现在降水集中期，秋冬两季降水差别不大，主要是因为夏季对流性降水较多，局地性较强，所以会出现月降水量差距较大现象；而秋冬季稳定性降水较多，属于大范围系统性降水，所以降水趋势基本一致。

表3 2015年1—12月新旧站各月降水比较 mm

3.4 相对湿度

从各月新旧站的平均相对湿度看，新站比旧站要高，差值在2%～6%之间，差别不大，7—10月差值均在6%左右。月最小相对湿度，新站均比旧站要高，差值在2%～7%之间。两站月最小相对湿度出现的时间一致（表4）。

表4 2015年1—12月新旧站各月相对湿度比较 %

3.5 风向风速

从图1中可看出，新旧两站的主导风向有所差异，新站的年最多风向为 NNE，出现频率为14%，旧站年最多风向为N，出现频率为13%，差值为 22.5°。

从表5可以看出，新站平均风速、最大风速比旧站要高，极大风速除1和12月外，新站均比旧站要高，差值较大的月份出现在5、7、11月，极大风速出现的日期，新旧站均一致。年平均风速差值在0.0～0.3 m/s之间，最大风速差值在0.9～5.5 m/s之间，极大风速差值在0.1～7.2m/s之间。

图1 新站（a）和旧站（b）2015年各风向年平均频率玫瑰图

表5 2015年1—12月新旧站各月风速、主导风向比较

4 气象要素产生差异的原因分析

4.1 气压

由于气压值总是随着海拔高度的增加而降低，而新站的气压感应部分拔海高度比旧站要高36.3 m，从第3章分析可知，新站气压比旧站气压要低，这与气压随海拔高度的变化规律符合。依据《地面气象观测规范》中本站气压高度差订正方法，可用公式ΔP=-Δh/8计算气压高度差［2］，计算得出 ΔP=-4.5 hPa，其值与实际测量的差值3.9～4.2 hPa比较接近，可见本站气压的差异其主要原因是海拔高度不同所致。

4.2 气温

空气温度是代表空气冷热程度的物理量，它的变化能够反映局地环境的改变。气温随海拔高度的变化可按平均温度垂直递减率为每100 m降低0.65℃计算［7］。由于新站海拔比旧站高35.4 m，理论上气温要低0.23℃，从第3章分析可知，1—12月，新站平均温度要比旧站低0.5～1.0℃之间，与理论值差0.27～0.77℃。这与近地面层气温随高度的变化规律相符，比理论值还要低一些。可见温度除了海拔高度的因素，还受其它因素的影响。新站的观测场位于小山岗上，森林覆盖面积大，植被多，观测场周围空旷、空气流通。旧站位于县城城区的中心地带，人口多，四周为房屋包围，下垫面水泥地面偏多，因此新旧站下垫面性质的差异也是导致两地气温有一定变化的主要因素。

4.3 相对湿度

经第3章对比分析可知，新站比旧站的相对湿度要高。旧站的小山岗的绿地面积与新站相比较少，新站的下垫面土壤、植物蒸腾作用较大［8］，绝对湿度相同时，温度高相对湿度小，而新站气温低于旧站。因此，新站相对湿度高于旧站。

4.4 风向风速

风向受高层建筑的影响因素较大，由于旧站的探测环境遭到了破坏，四周高楼林立，对风向有很大的影响，而新站四周空旷，这也是造成新站的月平均风速比旧站大的原因。从海拔高度上看，新站海拔高度比旧站高，风速受海拔高度也有一定的影响。

通过对比分析得知，新站月平均气压、月平均最高（低）气压、月极端最高（低）气压均比旧站低，平均气温新站比旧站要略低，相对湿度新站比旧站高，风速新站高于旧站，降水量相比旧站属于偏少，新站主导风向与旧站相差22.5°。气象要素出现差异的原因主要是海拔高度、探测环境、地形地貌以及下垫面性质不同所导致的。