不同下垫面环境对近地面气温的影响

刘志杰　高强　李宁

摘 要：选取西青区7个自动气象站2009—2013年地面观测资料，分析了各种类型下垫面条件下近地面气温的差异。研究表明：西青地区气温日极值在1月份最低，7月份最高，在升温的3、4月份和降温的11月份波动最为显著。城郊站在7月中旬日最高气温偏高显著，在11月下旬到12月日最低气温偏低显著；乡村站在10月—次年2月份日最低气温偏低显著。

关键词：气温；下垫面

中图分类号：P423.3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180431055

气温作为一项气象要素，在农业生产中一直具有重要的影响。不仅气温本身的变化对农作物生长发育具有重要作用，与气温有关的灾害性天气如高温、干旱、寒潮等也对农业生产影响较大，因此气温变化特别是每日的最高最低气温异常越来越受到民众的关注。对气温在不同下垫面环境下的精细化预报，特别是对气温日最高最低的精细化预报成为基层防灾减灾和农业生产的重要内容。

1 资料说明

西青区位于天津西南部，紧邻市区呈西北东南走向。现有的行政区划包含四街七镇，其中四街和中北、大寺两镇紧邻市区，城市化程度较深；其余各街镇均为孤立的城镇，城镇周边则为地势低洼的乡村地带。西青国家气象站位于乡镇周边，地势低洼且较为空旷。本文选取西青国家站和6个区域自动站资料，对其2009—2013年共5a时间每日的日最高、最低气温进行统计分析。通过计算国家站旬平均气温、各区域站与国家站差值的旬平均得出气候尺度上气温的变化及差异。

2 西青地区气温日极值年内变化特征

通过计算西青国家站气温日极值的旬平均及方差，可得到气候尺度上西青地区气温日极值的年内变化及波动情况，具体见图1。由图1可知，在旬平均尺度上，西青站日最高气温最高出现在7月份，最低出现在1月份。最高为7月上旬的32.6℃，最低为1月上旬的-1.0℃；日最低气温的变化趋势基本相同，最高为7月下旬的24.0℃，最低为1月上旬的-9.8℃。日最高、最低气温的年内变化均在34℃左右。

从气温旬平均的方差来看，日最高、最低气温的旬方差呈现大波峰—波谷—小波峰的变化趋势。方差值对应旬内气温的波动情况，基本对应了全年气温升降较为显著的时期。具体来看，主要的气温波动出现在3月上旬—4月中旬，其次为11月上旬到中旬，分别对应年内主要的升温和降温时段。波谷出现在7月中旬—9月上旬，此时气温维持缓慢下移的趋势。日最高气温的全年波动显著高于日最低气温。

结合上述分析可知，西青地区全年气温呈现显著地季节变化，气温日极值在1月份最低，7月份最高，且在升温的3、4月份和降温的11月份波动最为显著，在处于高溫的7月中旬—9月上旬最为稳定。日最高气温的波动较最低气温明显。

3 西青区域站气温日极值差异特征

为具体分析各区域站气温日极值与国家站之间的差异，并研究其气候特征，本文以国家站观测数据为基础，通过计算区域站与国家站每日气温日极值差异并进行旬平均，得到旬尺度上的气温差异特征，结果如表1所示。

由上表分析可知，中北、大寺2个近郊站受城市热岛效应影响全年气温相对偏高，日最高气温在夏秋季节偏高明显，日最低气温在冬季偏高显著。辛口站位于郊区，地势低洼空旷，受辐射降温等影响较大，日最高气温全年偏高显著，最低气温在冬季偏低明显。杨柳青、精武站位于城镇地区，仅日最低气温在冬季偏高显著。王稳庄站为城镇站同时靠近渤海，除最低气温冬季偏高外，日最高气温在夏季也偏高明显。

4 结论

本文选取西青地区7个代表性区域自动站，分析了各站日最高、最低气温及其差异，由结果可知西青地区气温日极值在1月最低，7月最高，在升温的3、4月份和降温的11月份波动最为显著。气温日极值的气候态差异上，城郊站在7月中旬日最高气温偏高显著，在11月下旬到12月日最低气温偏低显著；乡村站在10—2月份日最低气温偏低显著。下垫面差异造成的气温差距只有在特定时段才能在气候态上表现出显著性。

由于实际预报中影响气温变化的因素较多，且不同因素在不同下垫面和天气条件下的作用也在发生变化，因此实际的气温精细化预报既要考虑冷暖平流的作用，也要考虑下垫面差异和其他因素对气温的影响，以期得到更为精细化的气温预报结论，为指导农业生产提供更好的服务产品。

参考文献

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