氣象臺站城市化對氣象要素的影響

楊雅紅

（香河縣氣象局，河北 廊坊 065400）

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化對氣象臺站的氣象要素的影響日益嚴(yán)重，鄧芳蓮、盧綺玲、劉勇等針對城市化對氣象要素的影響作了相應(yīng)的分析，高紅燕等研究地面氣象臺站環(huán)境變化對氣溫序列均一性的影響程度，他們的結(jié)論都認(rèn)為氣象臺站城市化對氣象要素的影響是非常明顯的。本文對處于城區(qū)及鄉(xiāng)村的氣象臺站的資料進(jìn)行了分析和研究，為今后氣象服務(wù)和指導(dǎo)本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要依據(jù)，對促進(jìn)香河縣的未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著十分重要的價值意義。

1 臺站所處位置的基本現(xiàn)狀

香河縣位于廊坊市東北部，周邊與北京市、天津市及大廠回族自治縣毗鄰。其面積為458km2，地處北緯39°45′，東經(jīng)116°59′。臺站屬于國家一般氣象站（以下簡稱“香河站”）位于縣城西北角，目前已經(jīng)處于城區(qū)中。

三河市位于廊坊市東北部，周邊與北京市、天津市及大廠回族自治縣毗鄰，其面積為643km2，地處北緯39°58′，東經(jīng)117°05′，臺站屬于國家一般氣象站（以下簡稱“參考站”）位于縣城南高各莊村西，目前處于鄉(xiāng)村。

香河站1978年遷到現(xiàn)址時，臺站周邊地勢開闊，四周為基本農(nóng)田，地形為平原，地勢平坦，土壤質(zhì)地為壤土。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，臺站逐漸處于城市中心地段，臺站周邊時有項(xiàng)目建設(shè)，臺站環(huán)境的破壞程度逐年加重。

2 參考站選擇

參考站選擇標(biāo)準(zhǔn)：

（1）參考站與本站距離近，屬于同一氣候區(qū)。

圖1 香河站與參考站年平均氣溫逐年變化和線性趨勢

（2）參考站觀測資料序列與本站序列平行年代長，且未遷過站。

（3）參考站周邊環(huán)境較好，多年來探測環(huán)境變化少，拔海高度相差較小。

（4）參考站位于所在城市上風(fēng)方向，以避免城市的發(fā)展對觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響。

綜合以上4點(diǎn)考慮，選取廊坊市三河市氣象臺站作為參考站。

由表1可見，兩站年平均氣溫與海拔高度相差不大，且兩站均處于暖溫帶半干旱半濕潤氣候區(qū)內(nèi)；兩站的資料長度均比較長，且序列完整性好；經(jīng)過調(diào)查參考站周圍建筑物多為低矮平房，無高大建筑物，臺站環(huán)境相對穩(wěn)定，臺站周圍比較開闊，城市發(fā)展帶來的影響相對較小。

3 資料研究與方法

3.1 數(shù)據(jù)資料

為了保證資料一致，以具有完整年份資料為起始年，終止年一致，故氣象資料選取1979年～2013年35年的氣溫、濕度、風(fēng)速。將參考站氣象資料形成參考站序列，將香河站1979年～2013年數(shù)據(jù)序列與參考站序列進(jìn)行對比分析。

3.2 研究方法

對35a氣候變化趨勢采用了統(tǒng)計(jì)學(xué)法及線性趨勢比較法，對香河站和參考站年平均氣溫、年平均相對濕度和年平均風(fēng)速（2分鐘）序列分別求取線性趨勢，以年代x為自變量（年代為1979～2013），y為各氣象要素的因變量，a為線性趨勢系數(shù)，b為常數(shù)，將氣象要素的趨勢變化用一元線性方程表示，即Y=ax+b。

4 結(jié)果與分析

4.1 氣溫

根據(jù)香河站和三河站1979年～2013年以來35a的年平均氣溫資料，繪制年變化趨勢，如圖1所示。

由圖1可知，香河站與參考站氣溫隨時間變化均為上升趨勢，增溫速率分別為0.63℃/10a、0.27℃/10a，香河站年平均溫度增長趨勢明顯大于參考站，兩站溫度變化線從最初的值接近到1991年開始由負(fù)值變?yōu)檎怠?/p>

表1 香河站與參考站基本信息表

圖2 香河站與參考站年平均相對濕度逐年變化和線性趨勢

圖3 香河站與參考站年平均風(fēng)速逐年變化和線性趨勢

分析認(rèn)為，90年代初，臺站周圍陸續(xù)建造了平房、辦公樓等，大量的建筑不斷向臺站觀測場逼近。到90年代末，臺站已經(jīng)處于香河縣城區(qū)中，“城鎮(zhèn)面貌三年大變樣”工程和香河縣城總體規(guī)劃的實(shí)施對臺站周圍環(huán)境產(chǎn)生了明顯影響，年平均溫度持續(xù)上升。2000年后臺站周圍陸續(xù)建起了多個居民區(qū)，持續(xù)破壞站址周圍環(huán)境，造成年平均氣溫不斷升高。

4.2 相對濕度

由圖2可知，香河站與參考站相對濕度隨時間變化均為減小趨勢，香河站減小速率1.65%/10a，而參考站減小速率為0.29%/10a，香河站相對濕度減少趨勢是參考站的五倍，2008年后，香河站相對濕度開始低于參考站，且趨勢顯著。

4.3 風(fēng)速

由圖3可知，香河站與參考站平均風(fēng)速隨時間變化均為減小趨勢，減小速率分別為0.22（m/s）/10a、0.15（m/s）/10a，由兩者平均風(fēng)速年際變化可以看出，90年代后期開始，香河站年平均風(fēng)速與參考站相比開始明顯減小，且減小趨勢越來越大。分析認(rèn)為，從90年代中后期開始，在城市發(fā)展的帶動下，香河站周圍陸續(xù)建起家屬院、住宅小區(qū)，持續(xù)不斷的破壞臺站周圍環(huán)境，周圍建筑物不斷增多，風(fēng)速相對減小的趨勢也變得更明顯，所以導(dǎo)致了香河站風(fēng)速與參考站不一致現(xiàn)象也越來越嚴(yán)重。

4.4 綜合分析

趨勢比較法的分析結(jié)果表明，由于香河站受到城市化的影響明顯，而參考站處于鄉(xiāng)村，受影響較小，所以香河站的氣象要素變化更明顯。

結(jié)語

（1）由年平均溫度變化和趨勢分析得出，香河站的平均溫度升高明顯大于參考站，其增溫速率是參考站的兩倍多；

（2）由兩站的相對濕度變化和趨勢分析得出，香河站的相對濕度減小明顯快于參考站，且其減小趨勢是參考站的五倍；

（3）由風(fēng)速變化及趨勢分析可知，香河站的風(fēng)速減小速率明顯大于參考站，且隨著時間的推移這種減小的趨勢越來越大。因此得出：受臺站城市化的影響，處于城區(qū)中的香河站比參考站氣象要素的變化更明顯，年平均氣溫明顯升高，相對濕度顯著減小，風(fēng)速也明顯減小。而且隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和臺站周邊建筑群的不斷增多，兩站氣象要素的差異將愈來愈明顯。

[1]鄧連芳，李社民.西安市市區(qū)與郊區(qū)氣象要素對比分析.陜西氣象，2007（05）：39-40.

[2]盧綺玲.氣象觀測環(huán)境變化對氣象記錄準(zhǔn)確性的影響情況分析[J].廣東氣象，2003（02）：37-39.

[3]劉勇，王東勇，田紅，朱紅芳，汪小康.氣象觀測環(huán)境的變化對氣溫序列的影響分析[J].氣象科學(xué)，2006，26（04）：436-441.

[4]高紅燕，蔡新玲，賀皓，王驪華，寇小蘭，張宏.西安城市化對氣溫變化趨勢的影響[J].地理學(xué)報(bào)，2009，64（09）.

[5]魏風(fēng)英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷預(yù)測技術(shù)[M].北京：氣象出版社，1999.43～47，63.