觀測(cè)環(huán)境的改變對(duì)氣象要素影響分析

王安林 何春燕

（赫章縣氣象局，貴州 赫章 553200）

1 引言

影響改變氣象觀測(cè)是在自然條件下進(jìn)行的,觀測(cè)資料是具有區(qū)域代表性的真實(shí)氣象記錄,即觀測(cè)資料的三性:代表性、準(zhǔn)確性和比較性。在儀器性能良好,觀測(cè)方法正確的前提下,資料的好壞主要決定于觀測(cè)環(huán)境。良好的條件,資料準(zhǔn)確可靠。環(huán)境遭受破壞,資料的真實(shí)性程度也受到影響,有時(shí)將失去其意義。縣氣象站建站以來(lái)的歷史資料表明,較多氣象要素值隨觀測(cè)環(huán)境的改變發(fā)生了變化。下面對(duì)從風(fēng)向、風(fēng)速、雷暴、氣溫、日照年際變化,及臨時(shí)觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)蒸發(fā)量的比較來(lái)談?wù)動(dòng)^測(cè)環(huán)境的改變對(duì)氣象要素的影響分析。

2 觀測(cè)環(huán)境的改變對(duì)風(fēng)的影響

2.1 歷年年平均風(fēng)速的變化

下圖為縣氣象局歷年來(lái)時(shí)間-風(fēng)速年際變化曲線圖,圖上各點(diǎn)橫從標(biāo)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為時(shí)間年,縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為該年的年平均風(fēng)速。1960年～1998年49年中年平均風(fēng)速為11m/s,從圖中可知,1987年前,年平均風(fēng)速都大于歷年平均值,而1987年～1998年有6年年平均風(fēng)速小于歷年平均值,1999年后(含1999)年竟無(wú)一年超過(guò)歷年平均值。一年年平均風(fēng)速超過(guò)歷年平均值11m/s。1960年～1986年年平均風(fēng)速為1.42m/s,而1987年～1998年年平均風(fēng)速為1.06m/s。而1999年～2008年僅為0.69m/s。

2.2 歷年年最大平均風(fēng)速的變化

1960年～1986年,27年年最大平均風(fēng)速為11.6m/s,1987年～1998年為10.9m/s。1999年～2008年減少到7.31m/s。

2.3 年平均大風(fēng)日數(shù)

1987年前為7.2日/年,1987年為2.0日/年。1999年以后未出現(xiàn)大風(fēng)日照。

2.4 年最多風(fēng)向及頻率

1987年前,年最多風(fēng)向及頻率為C:40,NE:9。1987年～1998年,年最多風(fēng)向及頻率變?yōu)镃:45,NNE:7.8。而1999年后,年最多風(fēng)向及頻率變?yōu)镃:60,NE:8.0。影響這些數(shù)據(jù)變化固然有多種原因,造成的主要原因還是城市建筑物的影響。該站建于1959年,當(dāng)時(shí)位于縣城的西北方向,測(cè)站的東、西、南面是比較開(kāi)闊的稻田和很少的3～4個(gè)低于測(cè)站的村莊,且離測(cè)站較遠(yuǎn),站的北面是寬廣的漁塘,漁塘后面距測(cè)站約700m的地方有一小山,在建站的當(dāng)時(shí)無(wú)疑是符合觀測(cè)條件的,四周可謂空曠平坦,且位于縣城最多風(fēng)向的上風(fēng)方。但從20世紀(jì)80年代中期以后,縣城不斷開(kāi)發(fā),超過(guò)觀測(cè)場(chǎng)的建筑群不斷向縣氣象站包圍過(guò)來(lái),特別是1994年后,站的東西南面基本上被高樓包圍,使本站觀測(cè)場(chǎng)地形成以高大建筑為主體的“井”式場(chǎng)地。因而,使風(fēng)速嚴(yán)重減少,年最多風(fēng)向及頻率也發(fā)生改變,也就是說(shuō)建筑物的拔地而起影響了該站風(fēng)的記錄。

圖1

圖2 為各年雷暴記錄日數(shù)年際變化曲線圖

3 觀測(cè)環(huán)境的改變對(duì)雷暴記錄的影響

1960年～1998年39年中年平均雷暴記錄日數(shù)為52天。從圖可知,1987年前27年中小于平均數(shù)的僅7年,占26%;1987年后,22年中只有兩年超過(guò)歷年平均數(shù),而有20年小于歷年平均數(shù),占91%。1987年前年平均雷暴日數(shù)為56天,而1987年后年平均為38天。這些數(shù)據(jù)表明,雷暴日數(shù)在逐年減少,這其中有較多原因,如空氣動(dòng)力對(duì)流的減少,但影響最大的原因還是城鎮(zhèn)噪聲的干擾。90年代后隨著城市建設(shè)速度的加快,尤其是1994年后,該站的東面修成了建設(shè)路,南面有蓮花路,還有縣級(jí)綜合性市場(chǎng)--中心市場(chǎng),而且逐步繁榮,站圍墻的西面雖只有簡(jiǎn)單的機(jī)耕道,車輛也來(lái)往不斷,所以站的東西南面有嘈雜的車輛聲;尤其是站的北面圍墻外,1994年后還先后辦起了兩個(gè)木材加工廠,隆隆的機(jī)器聲響過(guò)不停,有時(shí)吵得連氣象報(bào)也傳不出去,因簡(jiǎn)直無(wú)法聽(tīng)清對(duì)方的回音。據(jù)縣環(huán)保部門統(tǒng)計(jì),縣城噪聲的等效聲級(jí)超過(guò)70dB的路段占70%(引自縣環(huán)保局局長(zhǎng)在“六·五”環(huán)境日座談會(huì)上的講話),該站的噪聲一定不會(huì)少于70dB。在如此惡劣的噪聲條件下,觀測(cè)員的聽(tīng)力無(wú)疑受到影響,雷聲不大時(shí)分辨不清,甚至無(wú)法聽(tīng)到,近些年來(lái),該站雷暴記錄日數(shù)的減少,這就是主要原因。

4 觀測(cè)環(huán)境的改變對(duì)蒸發(fā)量的影響

1997年,該站南面圍墻外的漁場(chǎng)提出建房,距站內(nèi)觀測(cè)場(chǎng)水平距離約30m,建筑物高度將超過(guò)觀測(cè)場(chǎng)的規(guī)范技術(shù)要求,這將會(huì)嚴(yán)重影響該站氣象要素的記錄,如日照、地溫、氣溫、風(fēng)向風(fēng)速等。為此,站領(lǐng)導(dǎo)就觀測(cè)場(chǎng)改造加高及時(shí)向當(dāng)?shù)卣畢R報(bào)情況,并得到了當(dāng)?shù)卣I(lǐng)導(dǎo)的重視和支持,1997年5月動(dòng)工,1998年底完工。這期間氣象觀測(cè)搬進(jìn)臨時(shí)觀測(cè)場(chǎng)。臨時(shí)觀測(cè)場(chǎng)位于該站辦公樓前,面積大約50m2,北面距離兩層辦公樓約4m,東面距2m高的站圍墻約10m,南面距新加高的觀測(cè)場(chǎng)約8m,唯有西面距辦公樓圍欄稍遠(yuǎn),這形似“井”底的觀測(cè)場(chǎng)對(duì)該站1998年的蒸發(fā)量影響很大。眾所周知,1998年8月份炎熱高溫期長(zhǎng),月平均氣溫達(dá)30.6℃,月日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)達(dá)300.4小時(shí),這兩項(xiàng)指標(biāo)均在該站歷史上排行第三位,理應(yīng)蒸發(fā)量較大。1959年～1998年,8月份月平均蒸發(fā)量為212.3mm,1998年8月份也只有215.9mm,與歷年同期基本持平。而1998年8月份蒸發(fā)量超過(guò)歷年同期40%多,但該站超過(guò)同期的50%(市氣象局1998年8月份氣候概況),唯該站與歷年同期持平。1966年、1992年、1998年8月份月平均氣溫分別為30.9℃、29.3℃、30.6℃,月日照時(shí)數(shù)分別為321、254、300小時(shí),平均相對(duì)濕度和風(fēng)速也基本相似,但蒸發(fā)量分別為 298.5、269.8、215.9mm,1998年比1966年少38%,比1992年少25%。

5 觀測(cè)環(huán)境改變對(duì)氣溫的影響

1960年～1986年年平均氣溫歷年平均值為17.9℃;1987年～1998年年平均氣溫歷年平均值為17.8℃;1999年年平均氣溫歷年平均值為18.3℃;從數(shù)據(jù)顯示中可以看出1999年后隨著周圍建筑物的增多、增高,年平均明顯增高。

6 觀測(cè)場(chǎng)環(huán)境改變對(duì)日照的影響

1960年～1986年年平均日照時(shí)數(shù)為1577.2小時(shí),日照百分率為35.7。1987年～1998年年平均日照時(shí)數(shù)為1554.0小時(shí),日照百分率為35.2。1999年～2008年年平均日照時(shí)數(shù)為1452.9小時(shí),日照百分率為32.8。由于縣城的逐年繁榮,各高大建筑每年逐年增加,觀測(cè)場(chǎng)四周的建筑物也增高增多,這就嚴(yán)重的影響了本站的日照,從數(shù)據(jù)顯示可以看出,日照逐年減少的非常明顯。分析表明:觀測(cè)環(huán)境的改變對(duì)氣象要素影響極大,要有準(zhǔn)確可靠的氣象資料,必須有一個(gè)符合一定技術(shù)要求的觀測(cè)場(chǎng),并保持長(zhǎng)期不變。這就需要當(dāng)?shù)卣块T把氣象觀測(cè)環(huán)境和設(shè)施保護(hù)納入城鎮(zhèn)建設(shè)總體規(guī)劃,一同研究,一同部署,嚴(yán)格保護(hù)氣象探測(cè)環(huán)境和重要設(shè)施,確保觀測(cè)環(huán)境附合氣象觀測(cè)規(guī)范要求。

[1]林振華，黎岳鵬.環(huán)境武器概論[J].硅谷，2010.01.08.