多种温度对比观测分析

尹佳莉，张 曼，姜 涛，崔 炜，范雪波

(北京市气象探测中心，北京 100176)

0 引言

为保障国庆70周年庆祝活动圆满成功，加强观礼舒适度预报的准确性，北京市气象探测中心于2019-09-24T06：00开展天气现象、云量、云高、柏油路面、塑料椅面、头发、百叶箱外气温、百叶箱内气温和太阳辐射的观测，模拟天安门庆祝活动现场的环境，并与百叶箱空气温度进行对比分析，为重大活动期间专项预报提供数据支撑，同时，对大型赛事活动现场观测要素自定义配置及要素相关性组合的实现方法进行了初步探索。

1 观测方法

1.1 观测项目

截至2019-09-30共观测6种温度，5种太阳辐射。其中，6种温度分别为模拟柏油路面温度、模拟塑料椅面温度、头发1(真发碎发)温度、百叶箱外气温(距地面1.5 m高度处)、百叶箱内气温和28日15：30后新增头发2(真发发套)温度；5种太阳辐射分别为总辐射辐照度、净全辐射辐照度、直接辐射辐照度、散射辐射辐照度和反射辐射辐照度[1，2]。

1.2 实现方法

采用铂电阻温度传感器对多种观测项目进行自动测量，具体实现方法为：将传感器分别置于柏油路面、塑料椅面、头发表面及露天距地面1.5 m高度处。

1.3 数据采集与传输

以每日06：00为日界，探测中心值班员于每小时00 min、30 min对观测结果进行记录和整理，同时，每5 min向气象台自动传输1组数据，每日08：00前上报前1日《多种温度对比观测情况分析日报》及《温度对比观测记录表》。

2 观测结果统计分析

2019-09-24-2019-09-30，天气实况24-28日以晴为主，无云或少量高云，29、30两日以多云为主，27-30日出现短时霾天气。对24-30日多种温度观测数据进行统计分析。

2.1 温度最高值分析

2.1.1 变化趋势分析

2019-09-24-2019-09-30，多种温度的日变化趋势较一致，表现为日出(近几日日出时间05：58-06：05)后1 h开始增温明显，正午前后达到日最高值，至日落时分降温，日落时刻(近几日日落时间17：54-18：01)是一个明显的转折点，之后降温平缓。以30日数据为例，各项温度变化曲线如图1所示。

图1 2019-09-30多种温度曲线

2.1.2 最高值统计分析

统计各项温度当日最高值变化可以得出：

1)塑料椅面温度日最高值出现在9月26日且稳定保持在46 ℃以上，最高可达51.9 ℃；

2)柏油路面温度日最高值在26日后低于塑料椅面温度日最高值，分析原因为受霾天气影响；

3)头发温度中，人造假发温度日最高值高于真发碎发与真发头套的日最高值，最高值可达63.1 ℃，真发碎发温度最高值为49.8 ℃，真发头套最高值为42.6 ℃；

4)百叶箱内、外气温日最高值变化一致性较好。

2.1.3 最高值出现时间统计分析

各项温度最高值出现时间在11：30-14：30，其中出现在12：30的次数为最多。

2.2 太阳辐射与温度最高值对应分析

对比最高值出现时段相邻时刻的太阳辐射，总辐射辐照度、净全辐射辐照度、直接辐射与散射辐射辐照度之和的日最大值，几乎与温度最高值同时出现，或早于温度最高值30 min。

在9月30日多种温度曲线上叠加总辐射辐照度变化曲线，如图2所示。

图2 2019-09-30多种温度与总辐射辐照度趋势对比图

2.3 温差统计分析

统计各温度与百叶箱内气温的日最大温差变化发现头发(人造假发)与百叶箱内气温温差最大，可达33.9 ℃；塑料椅面与百叶箱内气温温差平均最大且逐日变化稳定保持在19.0～24.6 ℃，百叶箱外气温与百叶箱内气温温差最小，温差最大时为6.7 ℃。

以30日数据为例，塑料椅面与百叶箱内气温逐时温差分布如图3所示。

图3 2019-09-30塑料椅面温度与百叶箱内气温差值

2.4 日变化幅度统计分析

统计各项温度逐日变化幅度最大值，发现变温幅度最大的是人造假发温度(24-25日使用)，最大值可达53.4 ℃；其次是塑料椅面温度、柏油路面温度、真发碎发温度和百叶箱外气温，日变化幅度最小的是百叶箱内气温；日变化幅度大而稳定的是塑料椅面温度，均保持在33.6 ℃以上。

2.5 材质温度变化分析

统计发现，塑料椅面温度升温、降温最快，其次是人造假发；温度在30 ℃以上，高温持续时间最长的是柏油路面温度。

3 结束语

文章通过对2019-09-24-2019-09-30在北京国家基本气象观测站开展的天气现象、云量、云高、柏油路面、塑料椅面、头发(人造假发)和百叶箱外气温观测，并与百叶箱气温和太阳辐射进行对比与相关分析，结果表明：

1)各项观测温度日最大值均出现在正午前后，常与太阳辐射辐照度同步达到日最大值。日变化最大的观测项目为人造假发温度，其次是柏油路面温度、塑料椅面温度和百叶箱外气温，日变化最小的观测项目为百叶箱内气温；

2)采用人造假发放置地表的观测方法所得数据的误差较大，增加真发碎发、真发发套温度观测使数据更具代表性；

3)塑料椅面与人造假发升温降温较快；温度较高时，柏油路面温度较其他观测表面高温持续时间长。