霸州基本站迁站对比观测数据分析

张娟 闫利霞 赵晓飞

摘要 根据霸州国家基本气象站新、旧站址2012年全年对比观测数据，试图找出各气象要素存在的明显差异及形成原因。结果表明：新站与旧站相比各统计项差值变化存在一定规律，气温新站较旧站明显偏低，且差值呈现随气温的升高逐渐减小趋势；湿度新站高于旧站；月平均风速差值不大，极大、最大风速新站比旧站偏大明显；地面温度及各深层地温的全年平均温度新站均低于旧站。

关键词 迁站；对比观测；差异分析

中图分类号 P416 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）06-0213-03

霸州国家基本气象站始建于1956年10月1日，位于霸州市城西贾庄北，承担地面气象观测任务，已连续积累了56年的气象资料。近些年来，随着城市建设的发展，探测环境受到严重影响，于2012年1月1日搬迁至霸州市南孟镇安家营村西，距原址6 390 m。新、旧观测场址基本情况见表1。

为了解新、旧站址对气象要素的影响，正确使用迁站前后观测资料，根据《地面气象观测规范》及国家相关文件中站址迁移及对比观测要求，对2012年全年相关要素进行对比观测分析，以求掌握迁站对各气象要素造成的影响，为该站资料序列延续、订正以及气候资料的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 资料来源

2012年各月及年的新、旧站址同期气温（平均气温、平均最高气温、平均最低气温、极端最高气温、极端最低气温）、相对湿度（平均相对湿度、最小相对湿度）、风向风速（2 min平均风速、最大风向风速、极大风向风速、最多风向）、地面及深层地温（80、160、320 cm平均温度）等观测资料。

1.2 资料处理

根据气象资料对比观测期间监测资料评估技术方法，对新旧站址观测数据进行对照，采用差值统计方法，统计计算出各月相关要素新、旧站址的对比差值。对比差值直观地反映了新旧站址之间的相对偏差[1-2]。

2 结果与分析

2.1 气温

由表2、3可以看出，新址1—12月各月及年平均气温、平均最高、最低气温、极端最高、最低气温与旧站相比普遍偏低，且各项差值幅度相对稳定。

2.1.1 月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温。新址比旧址各月平均气温平均偏低1.5 ℃，其中1月、2月、9—12月差异较大，为1.5 ℃以上，其中1月、9月、10月最大，达2.0 ℃，而3—8月差值在1.5 ℃以内，4月最小，为0.8 ℃；月平均最高气温差值范围为0.3～0.9 ℃，年平均差值0.6 ℃，差值波动较小；月平均最低气温差值范围为-3.5～1.3 ℃，年平均差值2.5 ℃，3—8月小于平均差值，其他各月大于平均差值，表现为秋冬大于春夏。各气温差值呈现最低大于平均，平均大于最高的规律，即差值随温度的升高而减小。

2.1.2 月极端最高气温、月极端最低气温。极端最高气温各月差值基本保持在-0.5 ℃左右，除11月新站略高于旧站0.1 ℃外，其余各月均稳定偏低，其中7月差值最大为-1.0 ℃；极端最低气温差值范围较大，为-6.0～-1.1 ℃，新站均低于旧站，最大差值-6.0 ℃出现在2月，最小差值-1.1 ℃出现在7月。分析看来，新、旧站址差异明显，总体呈现差值随温度的升高逐渐缩小的趋势，极端最低气温各月差值波动显著，极端最高气温各月差值较稳定。

2.2 湿度对比分析

由表4可以看出，新旧站月平均相对湿度差值范围为6%～18%，新站高于旧站，差值最大的为18%，出现在10月，其次为17%，出现在9月，秋季差值较大；新旧站月最小相对湿度差值范围为1%～6%，新站高于旧站，8月最大，7月次之，其他月份均在1%～3%之间；年均相对湿度新站高于旧站7%；年最小相对湿度新站仍高于旧站，出现日期基本相同。

2.3 风对比分析

2.3.1 平均风速风向。由表5可以看出，新、旧站月平均风速差值不大，范围为-0.3～0.6 m/s，11月、12月相同，7月、8月、9月、10月偏小0.2～0.3 m/s，其他月份新站均比旧站偏大，差值最大为0.6 m/s，出现在2月、4月，次大为3月，差值为0.5 m/s；年平均风速新站比旧站偏大0.1m/s。月最多风向频率仅12月新旧站相同，月最多风向1月、4月、8月相同，9月与11月新旧站最多风向均为静风，次多风向不相同；年最多风向新站和旧站均为NE，风向频率10%[3]。

2.3.2 最大（极大）风速风向。由表6可以看出，月最大风速新旧站差值范围在-0.7～4.7 m/s，除11月外新站均比旧站偏大，差值最大为4.7m/s，出现在2月，次大出现在7月，差值4.4 m/s，1月、4月、11月最大风速的出现日期不一致；月极大风速除8月新站比旧站偏小外，其他月份均偏大，差值范围在-0.8～6.0 m/s，差值最大为6.0 m/s，出现在7月，次大为4月，差4.2 m/s，1月、4月、7月、11月月极大风速的出现日期不一致；年最大和极大风速新站均比旧站偏大，年最大风速与年极大风速新旧站出现日期均相同，为3月23日。

2.4 地温对比分析

由表7可以看出，新、旧站地面温度及各深层地温差异存在一定规律，大致表现为夏半年新站高于旧站，而冬半年新站低于旧站的规律。其中地面温度7—11月、80 cm地温5—9月、160 cm地温5—10月、320 cm地温6—10月新站高于旧站，其余各月新站温度均小于等于旧站温度。全年地面温度及各深层地温年平均温度新站均低于旧站[4]。

新旧站地面温度月平均差值范围为-1.3～2.6 ℃，7—11月新站高于旧站，其他月份低于旧站，差值最大的为10月，达2.6 ℃，次大的為9月，差值为1.3 ℃，夏季差值较小；新旧站80 cm地温月平均差值范围为-2.6～1.8 ℃，5—10月新站高于旧站，其他月份低于旧站，差值最大的为3月，达-2.6 ℃，冬季差值较大；新旧站160 cm地温月平均差值范围为 -3.0～2.2 ℃，5—10月新站高于旧站，其他月份低于旧站，差值最大的为1月达-3.0 ℃，次大的为2月，差值为-2.8 ℃，冬季差值较大；新旧站320 cm地温月平均差值范围为-2.2～1.2 ℃，6—10月新站高于旧站，其他月份均低于旧站，差值最大的为1月达-2.2 ℃。

3 结论与讨论

3.1 结论

（1）站点搬迁使常规观测要素的气温、气压、湿度、风、降水、深层地温等观測数据差异明显。主要表现为新站的气温偏低、湿度偏大，平均风速差异不大，最大、极大风速新站较旧站明显偏大，地温也存在一定变化差异。城市热岛效应增大了这一变化趋势。

（2）新旧站址分处城郊和市中心，受周围不同环境影响，日平均气温差值为1.5 ℃、日最高气温差值0.6 ℃、日最低气温差值在2.5 ℃，新址都明显低于旧址，日最高气温差值较小，日最低气温差值较大，日平均气温差值居中，说明白天周边建筑对最高气温影响较小，而夜间周边建筑更加不利于地面热量的散发，周边建筑在白天能够储存更多的热量，在夜间缓慢释放，旧址最低气温明显高于新址。

（3）平均相对湿度新址明显高于旧址，因为新址处于城郊，周边无大面积的建筑，多为农田和树木，空气比旧址要湿润很多，年平相对湿度差值达7%；7—9月由于植被茂盛，相对温度差值达20%左右。

（4）1—6月风速差值为正，代表新址因探测环境好，无建筑物影响，风速明显大于旧址，而7—10月因受城市建筑影响，热对流天气更强，风速反而大于新址。11—12月相差为0，全年平均值相差为0.1 m/s。

3.2 讨论

霸州站新、旧站址地处同一气候区，海拔高度相差不大，地形、地貌、土壤、植被等下垫面属性也基本一致，故本文将天气气候特征在新、旧站址观测数据差异产生的原因暂做忽略。但仍然有多种因素导致气象要素产生差异：一是所用仪器设备不同，仪器技术性能指标的差异存在系统性偏差；二是站址周围环境不同，这是导致气象要素产生差异的最主要原因，旧站周围多为水泥硬化地面，容易产生热岛效应，同时气温升高也会引起相对湿度降低。

4 参考文献

[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2007.

[2] 许丽景，李海川.河间气象站迁站对比观测数据分析[J].安徽农业科学，2013，41（14）：6376-6379，6405.

[3] 张晓平，周春珍，郝传静，等.平阴国家气象站迁移对比观测资料差异分析[J].山东气象，2009，29（3）：29-31.

[4] 杨秀勋，杨明，陈超.铜仁基本站迁站对比观测数据的差异分析[J].贵州气象，2014（1）：52-55.