环境变化对三门峡国家基站气象要素影响分析

方红娟

（三门峡市气象局，河南 三门峡 472000）

气象探测环境是为避开各种干扰， 保证气象探测设施准确获得气象探测信息所必需的最小距离构成的环境空间[1]，是观测数据代表性、准确性、比较性的重要保证。但随着经济社会的不断发展，城镇化的不断推进，探测环境不断受到影响和破坏，观测数据逐渐失去代表性、比较性、准确性[2]。

气象台站的观测资料是天气预报、气象服务、气象研究的基础，台站的观测资料必须具有代表性、准确性、比较性，不仅要反映观测点的气象状况，而且要反映周围一定范围内的平均气象状况。

气象台站站址的代表性和探测环境的长期稳定性及不受干扰性是获取有价值观测数据的根本保证[3]。 世界气象组织（WMO）认为，探测环境变化破坏所造成的误差通常大于仪器观测误差， 完全可以淹没气候变化的信号[4]。近年来， 随着城市建设和地方经济的快速发展， 城乡规划、居民住房建设和国土资源不断得到开发和利用，原来地处偏僻郊区和农村的气象观测站， 已有不少被高楼大厦所包围， 导致气象台站探测环境受到的影响和破坏日趋严重。 本文利用三门峡市观测站1971-2013年观测资料，统计气温、相对湿度、日照、风速等各气象要素的变化，分析探测环境变化对三门峡站气象要素的影响。

三门峡站属于国家基本气象站，位于黄河南岸（111°12′E，34°48′N），测站海拔高度309.9m，属暖温带半干旱内陆性气候，四季分明。 随着城市建设的迅速发展，原来位于郊区被农田、菜地及分散低矮民房包围的观测站，现在已被楼房和树木所包围。 观测环境已遭到了严重破坏。其地平圈遮蔽图和障碍物仰角图见图1。

图1 三门峡市观测站观测场四周可视范围内遮蔽物仰角图

1 探测环境变化对气象要素的影响

1.1 温度的变化

图2 三门峡站1971—2013年平均气温变化曲线

图3 三门峡站1971—2013年相对湿度变化曲线

图4 三门峡站1971—2013年平均风速变化曲线

由图2 三门峡站1971—2013年平均气温变化曲线可以看出， 三门峡历年平均气温为14.1，该站年平均气温总体呈上升趋势。 1971-1994年的24年间， 仅有2年的年平均气温大于历年平均气温， 而在1995-2013年的19年间，由于这个时间段内观测场周围建筑和树木增多，探测环境变差，致使气温呈增温趋势，只有4年的年平均气温小于历年平均值。 造成气温升高的原因主要有以下几个方面：城市热岛效应、观测场周围建筑物散热增温、建筑物反射阳光增温、居民消耗能源增温、通风不畅增温、气候变暖自然增温。 除气候变暖自然增温外，其他几个因素都可以归结为观测环境恶化所致[5]。

1.2 相对湿度的变化

由图3 三门峡站1971—2013年相对湿度变化曲线可以看出，历年平均相对湿度为61%，1995-2013年间， 除2003年的年平均相对湿度为69%外，其余年份年平均相对湿度普遍比1995年前低。 这是因为观测场四周建筑物增多， 地面硬化，植被覆盖率低，排水良好，加之热岛效应，水汽向外输送较快，导致相对湿度呈下降趋势。

1.3 风速的变化

由图4 三门峡站1971—2013年平均风速变化曲线， 可以看出，1971—2013年三门峡历年平均风速为2.2m/s。 从年平均风速和5年滑动平均值可发现，年平均风速都呈明显的递减趋势，受观测场周围建筑物和树木的影响，2002年至2013年年平均风速变化不大，尤其是2010-2013年连续4年的年平均风速没有变化， 都为1.7m/s。

1.4日照的变化

由图5 三门峡站1971—2013年日照时数变化曲线可以看出，1971—2013年三门峡历年平均日照时数为2130.3 小时。年平均日照时数呈波动变化，但是整体呈下降的趋势。 位于观测场ESE 和WSW 方位的建筑物对三门峡站日照的影响较大，近几年随着观测场周围树木的增长，日照时数有明显减少趋势。 可见，探测环境变化对日照有一定的影响。

1.5 降水量的变化

图5 三门峡站1971—2013年日照时数变化曲线

图6 三门峡站1971—2013年降水量变化曲线

由图6 三门峡站1971—2013年降水量变化曲线可以看出，1971-2013年三门峡历年平均降水量为550mm。年降水量变化不大，即使在探测环境日益严重的近几年，年降水量的增减趋势也不明显，这说明探测环境变化情况对降水量的影响不大。

1.6 能见度

由于测站周围高楼、树木的阻挡，从观测场可以看到的目标物数量从原来的十几个， 减少到现在仅能从观测场南面才能看到南山等寥寥几个目标物。 目前，观测场可谓是“坐井观天”，所取得的气象观测资料已完全失去了代表性与比较性[6]。

2 结语

通过对三门峡站1971-2013年的气温、湿度、风等气象要素的分析，可以看出三门峡站气温、风速、日照、相对湿度受探测环境变化影响显著。 探测环境变化、下垫面的变化改变了地气的相互作用条件和大气中的成分， 各种气象要素也随之改变。 三门峡站气象探测环境破坏日益严重，观测场渐渐形成了特殊的局地小气候条件，获得的观测资料已不能代表当地的气候特点，失去了“代表性”，那么其“准确性”和“比较性”也就没有意义了，利用没有了“代表性”的气象观测资料作预报分析，可信度可想而知了[7]。

［1］高常飞，赵军，郎咸明.人工强化生态滤床技术在条子河水体改善中的应用研究 ［J］. 安徽农业科学，2010，38（30）:17006-17008，17023.

［2］韩润平，陆雍森，杨健，等.复合床生态滤池处理城市污水中试研究［J］.环境科学学报，2004，24（3）:450-454.

［3］李欣，金莲姬，郭建侠.浅谈探测环境对气象要素测量值的影响［J］.安徽农业科学，2011，39（27）:17105-17108，17113.

［4］陈贵川，卞林根，李平，等.国家气候观象台建设观测环境问题［J］.气象科技，2008，36（2）:244-248.

［5］李艾卿，戴宇，贺捷颜，等.城镇化建设对气象观测资料的影响分析［J］.仪器仪表学报，2007，28（8）:440-443.

［6］蔡玲玲.提高地面遥测站月报表质量的对策［J］.广东气象，2008，30（2）:62.

［7］杨伍琳，赵晓利，罗祖红，等.两套不同型号自动气象站采集的气象数据的差异［J］.广东气象，2008，30（3）:49-50.