观测环境的改变对气象要素影响分析

王安林 何春燕

（赫章县气象局，贵州 赫章 553200）

1 引言

影响改变气象观测是在自然条件下进行的,观测资料是具有区域代表性的真实气象记录,即观测资料的三性:代表性、准确性和比较性。在仪器性能良好,观测方法正确的前提下,资料的好坏主要决定于观测环境。良好的条件,资料准确可靠。环境遭受破坏,资料的真实性程度也受到影响,有时将失去其意义。县气象站建站以来的历史资料表明,较多气象要素值随观测环境的改变发生了变化。下面对从风向、风速、雷暴、气温、日照年际变化,及临时观测场内蒸发量的比较来谈谈观测环境的改变对气象要素的影响分析。

2 观测环境的改变对风的影响

2.1 历年年平均风速的变化

下图为县气象局历年来时间-风速年际变化曲线图,图上各点横从标所对应的数据为时间年,纵坐标对应的数据为该年的年平均风速。1960年～1998年49年中年平均风速为11m/s,从图中可知,1987年前,年平均风速都大于历年平均值,而1987年～1998年有6年年平均风速小于历年平均值,1999年后(含1999)年竟无一年超过历年平均值。一年年平均风速超过历年平均值11m/s。1960年～1986年年平均风速为1.42m/s,而1987年～1998年年平均风速为1.06m/s。而1999年～2008年仅为0.69m/s。

2.2 历年年最大平均风速的变化

1960年～1986年,27年年最大平均风速为11.6m/s,1987年～1998年为10.9m/s。1999年～2008年减少到7.31m/s。

2.3 年平均大风日数

1987年前为7.2日/年,1987年为2.0日/年。1999年以后未出现大风日照。

2.4 年最多风向及频率

1987年前,年最多风向及频率为C:40,NE:9。1987年～1998年,年最多风向及频率变为C:45,NNE:7.8。而1999年后,年最多风向及频率变为C:60,NE:8.0。影响这些数据变化固然有多种原因,造成的主要原因还是城市建筑物的影响。该站建于1959年,当时位于县城的西北方向,测站的东、西、南面是比较开阔的稻田和很少的3～4个低于测站的村庄,且离测站较远,站的北面是宽广的渔塘,渔塘后面距测站约700m的地方有一小山,在建站的当时无疑是符合观测条件的,四周可谓空旷平坦,且位于县城最多风向的上风方。但从20世纪80年代中期以后,县城不断开发,超过观测场的建筑群不断向县气象站包围过来,特别是1994年后,站的东西南面基本上被高楼包围,使本站观测场地形成以高大建筑为主体的“井”式场地。因而,使风速严重减少,年最多风向及频率也发生改变,也就是说建筑物的拔地而起影响了该站风的记录。

图1

图2 为各年雷暴记录日数年际变化曲线图

3 观测环境的改变对雷暴记录的影响

1960年～1998年39年中年平均雷暴记录日数为52天。从图可知,1987年前27年中小于平均数的仅7年,占26%;1987年后,22年中只有两年超过历年平均数,而有20年小于历年平均数,占91%。1987年前年平均雷暴日数为56天,而1987年后年平均为38天。这些数据表明,雷暴日数在逐年减少,这其中有较多原因,如空气动力对流的减少,但影响最大的原因还是城镇噪声的干扰。90年代后随着城市建设速度的加快,尤其是1994年后,该站的东面修成了建设路,南面有莲花路,还有县级综合性市场--中心市场,而且逐步繁荣,站围墙的西面虽只有简单的机耕道,车辆也来往不断,所以站的东西南面有嘈杂的车辆声;尤其是站的北面围墙外,1994年后还先后办起了两个木材加工厂,隆隆的机器声响过不停,有时吵得连气象报也传不出去,因简直无法听清对方的回音。据县环保部门统计,县城噪声的等效声级超过70dB的路段占70%(引自县环保局局长在“六·五”环境日座谈会上的讲话),该站的噪声一定不会少于70dB。在如此恶劣的噪声条件下,观测员的听力无疑受到影响,雷声不大时分辨不清,甚至无法听到,近些年来,该站雷暴记录日数的减少,这就是主要原因。

4 观测环境的改变对蒸发量的影响

1997年,该站南面围墙外的渔场提出建房,距站内观测场水平距离约30m,建筑物高度将超过观测场的规范技术要求,这将会严重影响该站气象要素的记录,如日照、地温、气温、风向风速等。为此,站领导就观测场改造加高及时向当地政府汇报情况,并得到了当地政府领导的重视和支持,1997年5月动工,1998年底完工。这期间气象观测搬进临时观测场。临时观测场位于该站办公楼前,面积大约50m2,北面距离两层办公楼约4m,东面距2m高的站围墙约10m,南面距新加高的观测场约8m,唯有西面距办公楼围栏稍远,这形似“井”底的观测场对该站1998年的蒸发量影响很大。众所周知,1998年8月份炎热高温期长,月平均气温达30.6℃,月日照时数长达300.4小时,这两项指标均在该站历史上排行第三位,理应蒸发量较大。1959年～1998年,8月份月平均蒸发量为212.3mm,1998年8月份也只有215.9mm,与历年同期基本持平。而1998年8月份蒸发量超过历年同期40%多,但该站超过同期的50%(市气象局1998年8月份气候概况),唯该站与历年同期持平。1966年、1992年、1998年8月份月平均气温分别为30.9℃、29.3℃、30.6℃,月日照时数分别为321、254、300小时,平均相对湿度和风速也基本相似,但蒸发量分别为 298.5、269.8、215.9mm,1998年比1966年少38%,比1992年少25%。

5 观测环境改变对气温的影响

1960年～1986年年平均气温历年平均值为17.9℃;1987年～1998年年平均气温历年平均值为17.8℃;1999年年平均气温历年平均值为18.3℃;从数据显示中可以看出1999年后随着周围建筑物的增多、增高,年平均明显增高。

6 观测场环境改变对日照的影响

1960年～1986年年平均日照时数为1577.2小时,日照百分率为35.7。1987年～1998年年平均日照时数为1554.0小时,日照百分率为35.2。1999年～2008年年平均日照时数为1452.9小时,日照百分率为32.8。由于县城的逐年繁荣,各高大建筑每年逐年增加,观测场四周的建筑物也增高增多,这就严重的影响了本站的日照,从数据显示可以看出,日照逐年减少的非常明显。分析表明:观测环境的改变对气象要素影响极大,要有准确可靠的气象资料,必须有一个符合一定技术要求的观测场,并保持长期不变。这就需要当地政府部门把气象观测环境和设施保护纳入城镇建设总体规划,一同研究,一同部署,严格保护气象探测环境和重要设施,确保观测环境附合气象观测规范要求。

[1]林振华，黎岳鹏.环境武器概论[J].硅谷，2010.01.08.