氣象站氣象要素異同論述

1、氣壓差異分析

在2011年11月至2012年10月的定時觀測資料中，舊址的有效數據為8784個，新址的有效數據為8755個。通過對比分析兩地每日的定時觀測氣壓，及日最高、最低氣壓發現：（1）二者之間的變化趨勢是一致的，其相關性為0.9992;（2）在對比分析的時段，2012年1月20日20時差異最大達2.5hpa，2012年4月19日14時差異最小達1.3hpa;（3）新址的氣壓普遍比舊址的氣壓偏高，一年統計下來平均偏高1.884hpa，其中1月差異最大為2.11hpa，8月差異最小為1.71hpa，如圖3（a）;（4）按時統計的時可以看出白天的差異要大于夜間，其中10時的差異最大，平均有1.93hpa的偏差，20時的差異最小，平均有1.85hpa的偏差，如圖3（b）;（5）日最高氣壓新址比舊址平均偏高約1.88hpa，日最低氣壓新址比舊址平均偏高約1.89hpa，兩站極值出現的時間基本是一致的，極值出現時間相差20分鐘的日數占到了76%左右。

2、濕度差異分析

在2011年11月至2012年10月的定時觀測資料中，舊址的有效數據為8784個，新址的有效數據為8755個。通過對比分析兩地每日定時觀測的相對濕度，及日最低相對濕度發現：（1）二者之間的相關性為0.5701;（2）新址比舊址相對濕度偏低的時次有3319個時次，占到有效時次的37.91%，偏低的時次主要集中在0時到8時之間，偏高的時次有4852個時次，占到有效時次的55.42%，偏高的每個時次分布比較均勻，持平的時次主要集中在21到8時，如圖4;（3）新址的相對濕度比舊址偏高的時次較多，但一年統計下來新址的相對濕度比舊址的偏大均值為1.24%，5～10月為偏低月份，其中以10月偏低值最大為11.86%，6月最小為0.58%，11月到次年的4月為偏高月份，其中11月偏高最大為16.02%，3月最小為6.27%，如圖5（a）;（4）按時統計的時可以看出差異表現為雙峰形式，9時和18時為差異最大的兩個時段，差異值分別為2.01%、2.29%，如圖5（b）;（5）新址與舊址日最小相對濕度出現的時間基本是一致的，主要集中在13到17時、20時這幾個時間段，兩者之間的差異平均值約為1.08%，其中新址最小相對濕度比舊址偏大的月份主要集中在11月到次年的4月，特別是11～12月全月每天都偏大，偏小的月份集中在7～10月，特別是7月、9月全月每天都偏小，如圖6.3.410分鐘風向風速差異分析在2011年11月至2012年10月的定時觀測資料中，舊址的有效數據為8784個，新址的有效數據為8755個。通過對比分析兩地每日定時觀測的10分鐘風向風速發現：（1）一般來講，新址的10分鐘風速比舊址的大，其中偏大的時次占到了89.88%，一年統計下來新址的風速比舊址的偏大均值為0.99m/s;（2）在可用于對比分析7142個方向數據中，新址風向與舊址的風向差異均值為14.65°，其中舊址出現靜風的時次有1464次，新址出現靜風的時次有320次，新址出現的最多風向為NNE、其次為N和NE，舊址出現的最多風向為NE、其次為ENE和NNE，如圖7;（3）從按月統計的結果來看，風速差異表現為雙峰形式，4月、9月是其兩個峰值，12月的差異最小為0.81m/s，舊址10月到次年的1月最多風向為N、2到5月為ENE、7到9月為E，新址11月到次年的5月及7月與9月最多風向為NE、6月與8月為WSW、10月為NNE;（4）從按時統計的結果來看，風速差異表現為正弦波形式，9時的差異最小為0.54m/s，16時的差異最大為1.59m/s，而且夜間的差異明顯要小于白天的差異，無論是舊址還是新址，其靜風主要出現在夜間，而且夜間主要是西南方向的風，白天多東北方向的風。

3、差異成因分析

3.1兩氣象觀測站的海拔高度不同

氣壓、氣溫等氣象要素一般隨著海拔高度的升高而降低，由于海拔高度的差異造成的溫度差異可按大氣的平均溫度垂直遞減率0.65℃/100m來估算，氣壓差異可以按拉普拉斯氣壓高度差簡化的訂正公式△P=-△H/8179.9m來估算，新址的海拔高度比舊址要低16.4m，從而可以計算溫度差異約0.11℃，氣壓差異約0.002hpa。由此可見海拔高度是造成兩站之間氣溫差異的主要原因，而不是氣壓差異的主要原因。

3.2觀測站周圍探測環境的差異

舊氣象觀測站位城市中心，人口相對稠密，四周建筑密集，交通比較繁忙。因城區受建筑物等有關設施的影響，其不但會阻擋風的來向，還會使風產生了繞流，因此舊站的平均風速比新址小，主導風向不如新址穩定。由此可見觀測站周圍的探測環境是風向、風速差異的主要原因。

3.3觀測站周圍下墊面的不同

城市的熱島效應與郊區的綠地降溫增濕是造成氣溫、濕度差異的原因之一。舊氣象觀測站位于城市中心，下墊面多為瀝青、水泥，熱容量和導熱率都很大;新的氣象觀測站位于城市的北郊，植物覆蓋率較高，而大量的研究分析表明植被有明顯的降溫增濕作用，因此，兩地下墊面環境不同，是導致新站址的濕度明顯高于舊址的主要原因。

4、結論

氣象臺站的搬遷造成探測環境變化較大，造成常規氣象觀測要素氣溫、氣壓、濕度、風向風速等存在一定的差異：新址比舊址的氣溫偏高0.11℃、氣壓偏高1.884hpa、相對濕度偏高1.24%，風速偏大0.99m/s，新址的主導風向要比舊址的穩定;白天的差異要高于夜間。造成氣象要素之間差異的主要原因與氣象站的海拔高度、探測環境、城市的熱島效應、綠地降溫增濕等密切相關。同仁縣氣象臺站的搬遷因環境變化造成常規氣象觀測要素有差異，這對本地區的氣象歷史資料時間序列均一性有影響，對今后相關的氣候影響評估等相關的業務有一定的影響，因此應該采用相關方法對氣象要素進行訂正，以保證歷史資料序列的穩定，確保以后氣候影響評價、預警發布等的科學性。