昌吉站迁站对气象要素影响分析

王金风，王秀琴，卢新玉

（1.昌吉州气象局，新疆 昌吉 831100；2.新疆气象台，新疆 乌鲁木齐 830002）

昌吉站迁站对气象要素影响分析

王金风1，王秀琴1，卢新玉2

（1.昌吉州气象局，新疆 昌吉 831100；2.新疆气象台，新疆 乌鲁木齐 830002）

选取昌吉站旧址1981—2013年（其中1981—2008年为迁站前昌吉站资料，2009—2013年为旧址作为区域站Y5522所采集资料）、新址2009—2013年资料进行对比分析，并对新旧站址资料进行T检验，结果表明：迁站前后，新址与旧址气温、相对湿度、风速变化趋势基本一致，但变化幅度新址较旧址略大。两站气温差冬季变化最为明显，夏季变化最小；平均相对湿度新址较旧址偏高，各季差值在冬季最小；平均风速较旧址偏大0.9 m/s，最多风向新址为西风及西南风，旧址为西风；从年平均值的连续性看，年平均气温、年平均最低气温、年平均相对湿度连续性较差，年平均最高气温与年平均风速连续性相对较好。

迁站；要素影响；热岛强度

昌吉市气象站始建于1954年8月，现属国家一般气象站。随着社会经济的发展，昌吉市城市建设规模不断扩大，原气象站因城市规模的不断扩大，探测环境受到了严重破坏，于2009年1月1日搬迁至郊区昌吉市佃坝乡。由于站址的改变，观测场周围环境也发生了变化，因此引起了某些气象要素的变化。

为掌握新、旧两址观测站因地理位置、海拔高度及周围环境不同而形成的两站气象要素差异，根据旧址迁站前及迁站后作为区域站所取得的资料与迁站后新址资料进行分析，找出昌吉市气候变化规律，对迁站前后气象要素变化情况分析，并找出影响气象要素变化的原因，为气象服务及科研工作提供参考。

1 测站基本情况及资料选取

1.1 测站基本情况

昌吉旧站址位于昌吉市区（87°26＇E，44°01＇N），观测场拔海高度577.5 m（图1）。观测站四周为居民区，1996年起大规模兴建楼房，至2007年探测环境严重不符合要求，环境评估得分仅57.5分（图2a）。

新站址位于昌吉市北郊区（87°19＇E，44°07＇N），与旧站址直线距离10.0 km。新站观测场拔海高度515.7 m，与旧站相对高度差61.8m。观测站四周为大片农田及农村居民区。没有不符合要求的障碍物，2013年环境评估得分95.8分（图2b）。

图1 昌吉站迁站前后的地理位置

1.2 资料选取

采用旧址1981—2013年（其中1981—2008年为迁站前昌吉站资料，2009—2013年为旧址作为区域站Y5522所采集资料）、新址2009—2013年平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度及平均风速、最大风速、各风向频率等资料进行对比分析，所用资料来源于新疆气象局整编资料和昌吉市站气表1，新疆气象信息中心对此资料进行了质量控制。

图2 迁站前后站址四周遮蔽物仰角

2 迁站前后气象要素变化对比分析

2.1 气温

图3是昌吉站新旧址2009—2013年月平均气温分布图，由图可见，两站气温变化趋势基本一致，变化幅度新址较旧址略大。从图中可以出，4—10月新旧站月平均气温相差不多，新旧两站年平均气温的差距主要是冷季11—12月、1—4月的差值略大所致。

图3 新旧址2009—2013年月平均气温分布

图4为昌吉旧址与新址2009—2013年气温（共60个月平均气温、最高气温、最低气温）差值曲线图，从图中可以看出，迁站后的平均气温、最高气温、最低气温除2012年、2013年出现略高于旧址外，其它各月均低于旧址，且平均最低气温新址与旧址差距最为明显，平均值达2.9℃，平均最高气温新址与旧址差距最不明显，为0.8℃，因而新址比旧址气温日较差大。

表1是新旧站址各季气温差值表，各季平均气温差值中，冬季平均气温差值最为明显，其次为春季，夏季新旧站址平均气温差值最小，这与图3所得出的结果一致。

图4 新旧站址2009—2013年气温差值

表1 新旧站址各季气温差值表

2.2 相对湿度

图5是新旧站址各月相对湿度分布图，由图可知，新、旧站址月平均相对湿度曲线的变化基本同步，新址较旧址偏高，各月差值基本相差不大，差值范围除了1月之外，在3%～8%之间变动，年平均差值为5%。

由新旧站各月平均相对湿度差值表（表2）可以看出，新址5 a来各月月平均相对湿度比旧站偏高，差值年变化不大，基本在5%～6%之间。各月差值在冬季1月和2月，以及秋季10月最小，月平均差值在0%～3%之间；其余月份月平均差值在4%～8%之间。新旧站相对湿度的差值主要受观测场周围环境和下垫面性质的影响。因为，植物的蒸腾作用会使空气中的相对湿度增大。新站位于郊区，周围多农田；旧址位于城区，周围多楼房、道路，由于新站址环境的下垫面植被覆盖率显著高于旧站址，植物的蒸腾作用使得新站址空气中的相对湿度大（主要在暖季）。另外，气温对相对湿度的大小也有影响，气温越高相对湿度越小。冷季旧站气温高于新站，由此使得相对湿度小于新站（图3）。

图5 新旧站址各月相对湿度

表2 旧址与新址各月平均相对湿度差值

2.3 风向、风速

2.3.1 月平均风速

新站2009—2013年各月月平均风速比旧站偏大0.9 m/s，2个站月平均风速差值在春、夏季明显较大，范围在0.8～1.4 m/s之间，冬季差值最小，平均为0.3 m/s（表3）。

表3 新旧站各月平均风速对比

一般而言，风速随海拔高度的升高而增大，新站观测场海拔比旧址低61.8 m，风速较旧址反而偏大，这是由于旧站周围被城市包围，风速较小，因而新站风速反而较大。这充分说明，城市及台站环境变化对风速的影响是很大的。另外，风速也受台站方位、当时天气系统的影响。

2.3.2 月平均最大风速

新站2009—2013年各月平均最大风速均比旧站大，最大风速差值变化趋势与平均风速差值变化趋势基本一致，但差值要比各月平均风速明显增大许多（图6）。旧站月平均最大风速曲线较新站平稳。新旧两站月平均最大风速差值冷季10—12月、1—3月较小，暖月4—9月较大；其中，5月差值最大，为8.1 m/s，1月差值最小，为2.6 m/s。

图6 新旧站址各月最大月平均风速

2.3.3 风向

图7是新旧站址2009—2013年风向频率玫瑰图。由图可见，新址主导风向为西风及西南风，静风频率为13%；旧址主导风向为西风，静风频率为19%。由于旧址周围建筑物密集，使得下垫面摩擦系数增大，每一座建筑物都阻挡气流，而新站周围障碍物少，所以新站各风向频率更能代表昌吉市的气候特征。

图7 新旧站址风向频率

2.4 连续性检验

表4为昌吉旧址（1981—2008年）与新站址2009—2013年年平均气温、最高气温、最低气温、平均相对湿度的平均值及差值表，由表可见，年平均气温、最低气温、相对湿度差值较大。

为了分析新旧站址资料的连续性，对新旧站址各要素资料进行T检验，进一步了解昌吉站站址迁移是否会影响各要素资料的连续性。本文用SPSS数据分析软件进行T值计算。

表4 1981—2013年旧址与新址气象资料对比

表5为昌吉市旧址1981—2008年与新址2009—2013年各要素T检验值。由表可见，新旧站址平均气温、最低气温、相对湿度连续性较差，最高气温与平均风速连续性相对较好。

表5 昌吉市旧址1981—2008年与新址2009—2013年各要素T检验值

从月平均值检验结果来看，平均气温、最高气温、最低气温在冬季（1月、2月、12月）均出现了显著性变化，平均气温及最低气温还在7月、8月表现为有明显变化，但最高气温在5—8月连续性较好；相对湿度月平均值检验结果表明，在2—4月、6—8月及11月、12月均有明显变化；平均风速月平均值检验结果表现为，在月平均风速新旧站址均较大的4月、6月和旧址风速最小的10月、11月有明显变化，其它各月连续性相对较好,说明风速稳定时新旧址平均风速连续性较好，风速变化大时容易出现断点。

3 结论

（1）迁站前后，新址与旧址气温变化趋势基本一致，但变化幅度新址较旧址略大。两站气温差平均最低下降最大，平均达2.9℃，平均最高下降最不明显，为0.8℃；从各季来看，冬季变化最为明显，夏季变化最小。

（2）迁站前后，新、旧站址月平均相对湿度变化基本同步，新址较旧址偏高，各季差值在冬季最小，相对湿度的变化主要受测站下垫面及温度的影响。

（3）迁站前后，新址平均风速较旧址偏大0.9 m/ s，其中冬季差值最小；旧址月最大风速较新址平稳，两者差值较平均风速明显增大；最多风向新址为西风及西南风，旧址为西风。说明城市及台站环境变化对风的影响很大。

[1]张家宝，史玉光.新疆气候变化及短期气候预测研究[M].北京：气象出版社，2002.

[2]徐琼芳，高庆九，胡进甫，等.潜江站迁站前后气候资料的均一性检验[J].高原气象，2011，30（6）：1709-1715.

[3]任思宇，丘平珠.南宁市气象站拟迁站新站址对比观测资料分析[J].气象研究与应用，2012，33（增刊）：106-108.

The Effect of Changji Station Change on Meteorological Elements

WANG Jinfeng1，WANG Xiuqin1，LU Xinyu2
（1.Changji Meteorological Bureau,Changji 831100,China；2.Xinjing Meteorological Observatory，Urumqi 830002,China）

Based on the observation data from the old station druing 1971-2009 and the new station during 2009-2013,some meteorological elements were compared and a T test was applied. The results showed as follows.The annual maximum temperature and annual mean wind speed before and after Changji station moving can be used continuously,while the annual mean temperature,annual minimum temperature and annual mean relative humidity were discontinuous under the significance level of 0.05.The two sites air temperature differences are most obvious in winter and are minimum in summer.The mean relative humidity is higher at the new station,and the seasonal difference is the smallest in winter.At the new station the mean wind speed is 0.9 m/s larger than that in the old station,and the dominant wind direction is west and southwest while west at the old station;the continuity of the annual mean temperature,annual mean minimum temperature,and annual mean relative humidity is poor,while the annual mean maximum temperature and annual mean wind speed are better.The intensity index of urban heat island effect is different in different season,and it is the most remarkable in winter.

station change；elements influence；heat island intensity

P468

B

1002-0799（2014）05-0058-05

10.3969/j.issn.1002-0799.2014.05.011

2014-05-22；

2014-06-26

公益性行业（气象）科研专项（GYHY201206013）资助。

王金风（1963-），女，工程师，主要从事测报管理工作。

E-mail：244827903@qq.com

王金风，王秀琴，卢新玉.昌吉站迁站对气象要素影响分析[J].沙漠与绿洲气象，2014，8（5）：58-62.