神木迁站前后观测资料对比分析

邢向锋

(神木县气象局，陕西神木　719300)

神木迁站前后观测资料对比分析

邢向锋

(神木县气象局，陕西神木719300)

摘要：对2013年神木气象站迁址前(旧址)、后(新址)基本气象要素的对比观测资料进行对比分析得出，新址较旧址的气温、气压明显偏低，风速明显增大，风向有一定角度的偏转，相对湿度略有升高，降水量略有减少。两站气象要素有显著的非均一性。海拔高度、下垫面、地形、周围环境等因素是造成气象要素差异的主要原因。

关键词：气象站迁移；观测资料；对比分析；神木

2013年1月1日，神木国家基本气象站由城北五里墩(110°30′E，38°50′N，海拔高度941.1 m，称旧址，下同)迁至麻家塔办事处铧山村(110°28′N，38°49′E，海拔高度1 098.0 m，称新址，下同)。新址位于旧址的西南方，二者直线距离为2 700 m。新址海拔高度比旧址高156.9 m,气压传感器海拔高度比旧址高156.9 m。为了了解气象站迁移前、后观测资料序列的差异，正确使用迁站前后观测资料提供依据，按照《地面气象观测规范》要求，对新、旧站观测资料进行对比分析[1]。

1资料来源

所用资料为2013年1—12月新、旧址气象站同期气温(月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、月极端最高气温、月极端最低气温)、气压(月平均气压、月平均最高气压、月平均最低气压)、相对湿度(月平均相对湿度、月最小相对湿度)、风向风速(月平均风速、最大风向风速、极大风向风速、最多风向)、5—9月降水量观测数据。要素的差值均为新址减旧址。

2气象要素差值分析

2.1温度

表1表明，新址各月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温均低于旧址。月平均气温新址比旧址低0.9～1.5 ℃。月平均最高气温新址比旧址低1.1～1.7 ℃。月平均最低气温新址比旧址低1.1～1.7 ℃。月极端最高气温除3月新址比旧址高0.1 ℃外，其余11个月新址比旧址低0.7～2.0 ℃，出现日期有6个月相同。月极端最低气温新址均低于旧址，差值在-0.5～-2.1 ℃之间，出现日期有10个月相同。全年新址日平均气温低于旧址日平均气温的日数占97%，新、旧址气温日变化趋势一致。

表1　2013年1—12月神木新、旧址气温对比　℃

2.2气压

表2表明，新址本站气压的月平均、月平均最高及月平均最低值均低于旧址。本站气压的月平均值新址比旧址低15.9～18.3 hPa，月平均最高值新址比旧址低16.0～18.4 hPa，月平均最低值新址比旧址低15.6～17.7 hPa。本站气压的月平均、月平均最高及月平均最低值均表现为温度高时，新、旧址气压差异小，温度低时，新、旧址气压差异大，即冬季差异最大，春秋次之，夏季最小。月最高本站气压、最低本站气压出现日期新、旧址相同。同一个月，平均最高本站气压差异最大，平均本站气压次之，平均最低本站气压差异最小。各个时刻月平均本站气压温度低时新、旧址差异大，温度高时差异小。新、旧址本站气压日变化趋势一致。

表2　2013年1—12月神木新、旧址气压对比　hPa

2.3相对湿度

表3表明，月平均相对湿度1—8月新址比旧址大1%～5%，9—11月新址比旧址小2%～3%，12月新、旧址相同。月最小相对湿度除5月新、旧址相同外，其余月份新址均比旧址大，差值为1%～5%。日平均相对湿度1—7月中新址大于旧址的日数占68%～100%；8月新址大于旧址的占45%，新址小于旧址的占32%；9月新址大于旧址的占30%，新址小于旧址的占60%；10、11月新址大于旧址的占10%、20%，新址小于旧址的占84%、70%；12月新址大于旧址的占35%，新址小于旧址的占45%。新、旧址相对湿度日变化趋势基本一致。

表3　2013年1—12月神木新、旧址相对湿度和降水量对比

注：因10—4月自动站雨量传感器停用，故只比较5—9月降水量。

2.4风向风速

表4表明，月平均风速3—6月新址比旧址大1.0～1.5 m/s，其它各月大0.4～0.8 m/s。月最多风向有7个月新址较旧址顺时针旋转了22.5°～45°，有4个月新、旧址相同，1个月新址较旧址逆时针旋转了67.5°；月最多风向出现频次新址比旧址少5～23次。月极大风速新址较旧址大1.6～14.4 m/s。月极大风速对应的风向，新址主要为W～NNW，占83%，旧址主要为NW～N，占83%。月最大风速新址较旧址大2.5～8.2 m/s。

表4　2013年1—12月神木新、旧址平均风速和最多风向对比

各风向年平均风速，除SE方向新、旧址相同外，其它方向新址均大于旧址，S～SSW、WSW～NNW新址比旧址大1.2～1.9 m/s，其它方向大0.6～0.8 m/s。新址全年出现大风28 d，分布在2—8月，旧址出现大风4 d，分布在4—6月。新、旧址风的日变化规律一致。季节性风向变化规律一致，均为冬季盛行偏N风，夏季盛行偏SE风(图1)；季节性风速变化规律一致，均为春季、夏初(3—6月)大于其它季节。

图12013年神木新、旧址冬、夏、全年风向频率/%玫瑰图

2.5降水

由表3可看出，5、6月降水量新址比旧址偏多，5月差值较大，为旧址降水量的67%。7—9月降水量新址少于旧址，7月偏少较多，为旧址降水量的10%。阵性降水时新、旧址的过程降水量差异较大，稳定性降水时差异较小。

3气象要素差异成因分析

3.1气温

随着海拔高度的升高，气温降低。按照高度每升高100 m气温下降0.65 ℃计算，新址观测场海拔高度较旧址高156.9 m，因此新址气温应比旧址的低1.0 ℃左右。旧址位于地处窟野河河谷中心的神木县城，河谷风力较小，白天热量不易散失，夜间不易冷却，同时县城工业生产、人类活动导致温室效应[2-3]，温度较高；新址位于县城西面的山上，人烟稀少，地形开阔，风力大，白天热量容易散失，夜间空气冷却剧烈，因此温度较低。

3.2气压

在近地层中，气压随海拔高度的变化可根据拉普拉斯气压高度差简化订正公式ΔP=-ΔH/8来计算，由于新址比旧址高156.9 m，海拔高度造成的新、旧址气压差值为ΔP=-19.6 hPa，同实际的气压差值差异不大，又由于新、旧址之间相距不远，所受的天气系统影响基本相同，因此新、旧址气压差异主要由海拔高度差异造成。

3.3相对湿度

旧址地面、建筑物等所用的材料基本不渗水，降雨过后水基本流入排水管道，绿地面积较少，水分蒸发、蒸腾较少，相反新址下垫面土壤、植物蒸腾较大；绝对湿度相同时，温度高相对湿度小，而新址气温低于旧址。因此，新址相对湿度大于旧址

3.4风向、风速

随着高度的升高风速增大，新址比旧址海拔高度高，风速明显大于旧址；新址地势平坦，风向基本不受地形影响，使主导风向出现的频率小于旧址。旧址东、西两山对风形成了阻挡，而且周围高楼林立，使得风速明显偏小；旧址所处的窟野河流向呈NNW—SSE走向，因而主导风向呈NW(NNW)—SE(SSE)走向，且风向单一。

3.5降水差异

旧址位于城市，城市热岛效应增强了空气的热对流；下垫面粗糙度大，增强了大气湍流，使市区上升气流加强，又由于城市大气中凝结核多，使降水增加[2]；受中、小尺度天气系统影响时，也会造成两站降水量有较大差别。另外，旧址使用CAWS600型自动站，新址使用CAWS3000新型自动站，观测仪器的不同也会对降水量的测量造成一定的影响。

4小结与讨论

(1) 神木县气象局迁站后新址的气温、气压比旧址明显偏低，风速明显增大，风向有一定角度的偏转，相对湿度略有升高，降水量略有减少。

(2)新旧址气温差异主要是由两地海拔高度的差异造成的，地形差异、城市热岛效应也对气温差异造成了一定的影响；气压差异主要由两地海拔高度差异造成；相对湿度差异由新旧址下垫面及气温差异造成；风向风速差异由海拔高度、地形、周围环境差异造成；降水量差异由新旧址周围环境差异、较小尺度降水系统影响及降水观测仪器不同造成。

(3)在神木气象站资料序列中， 2013年及以后的资料为新址的资料，气温、气压、相对湿度、风向风速、降水量等要素新、旧址有显著的非均一性。因此最好将前后两部分的资料，作为两个站的观测资料处理。若需要某站较长的资料序列，可将另一部分数据加以订正。

参考文献：

[1]李仲龙，陈学君，李腊平，等.合水站址迁移前后主要气象要素对比分析[J].陕西气象，2014(6)：35-39.

[2]杨晚生，郭晶，阮彩琴，等.广州不同地表覆盖物热反应变化规律研究[J].广东工业大学学报，2006，23(2)：127-131.

[3]高绍凤，陈万隆，朱超群，等.应用气候学[M].北京：气象出版社，2008：192-194.

张智，林莉. 宁夏高空规定等压面风数据质检分析及评估[J].陕西气象，2015(1)：26-29.

中图分类号：P416.2

文献标识码：A