文安縣氣象局新站與舊站氣象資料對比分析

孟憲群

摘要 本文通過對比分析文安縣氣象局新、舊站氣象觀測資料，揭示新、舊站址自動觀測的氣溫、風(fēng)向風(fēng)速、相對濕度、降水量等觀測資料的差異性。經(jīng)過對各要素進行差值、差值標(biāo)準(zhǔn)差計算和T檢驗，得出新、舊站氣溫、相對濕度存在顯著性差異，風(fēng)速和降水量無顯著性差異，而造成差異的主要原因就是站址周圍環(huán)境的變化。因此，落實好國務(wù)院《氣象設(shè)施和氣象探測環(huán)境保護條例》，保護測站周圍環(huán)境，有助于減少資料的差異性。

關(guān)鍵詞 新站；舊站；氣象資料；對比分析；河北文安

中圖分類號 P468 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）05-0174-02

Abstract Through the contrast analysis on weather observation data of new and old stations in Wenan County Weather Bureau，the differences of automatism observation of temperature，wind speed，relative humidity and precipitation of new and old stations were revealed in this paper. The difference value，standard difference and T test of each element were conducted. There were significant differences in temperature and relative humidity between the new and old stations，but there was no significant difference in wind speed and precipitation，and the differences were caused by surrounding environmental change.Therefore，it is helpful to decrease the data difference to carry out the "Weather Installation Sum Weather Probe Environment Conservancy Ordinance" and protect the environment of observation station.

Key words new station；old station；weather data；contrast analysis；Wenan Hebei

文安縣氣象局觀測站始建于1977年，隨著城市化水平越來越高，觀測場周邊相繼建成多處平房、辦公樓、住宅樓，逐漸出現(xiàn)行政辦公區(qū)、居民生活區(qū)、商業(yè)區(qū)以及教學(xué)區(qū)，發(fā)展成為城市中心地帶。文安縣氣象局觀測站2013年由文安縣行政中心東側(cè)遷移到縣城南關(guān)外廢棄的防蝗飛機場內(nèi)，新觀測場位于舊觀測場正南方，直線距離2 800 m。新觀測場海拔高度比舊觀測場低2.1 m，新舊觀測站差異見表1。為掌握新、舊氣象觀測站因地理位置、海拔高度和周圍環(huán)境不同而形成的兩站氣象要素的差異，根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》總則[1]中站址遷移及對比觀測要求，對2013年全年相關(guān)氣象要素進行了新、舊站的對比分析，從而了解文安縣氣象局觀測站是否由于站址遷移而導(dǎo)致其氣候資料序列產(chǎn)生非均一性。本文運用統(tǒng)計學(xué)原理，檢驗文安縣氣象局觀測站遷站前后的部分氣象要素的氣候序列是否具有連續(xù)性。

1 資料來源與研究方法

本文分析資料分別取自2013年1—12月新、舊站址觀測站自動觀測的氣溫、風(fēng)向風(fēng)速、相對濕度、降水量等觀測資料和舊站1994—2013年20年歷史資料。數(shù)據(jù)均經(jīng)過了質(zhì)量控制，剔除了不正確觀測數(shù)據(jù)。資料主要采用統(tǒng)計學(xué)方法進行分析[2]，對各要素進行差值、差值標(biāo)準(zhǔn)差計算和T檢驗，以確定新、舊站之間數(shù)據(jù)的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 新、舊站各要素差值和差值標(biāo)準(zhǔn)差對比

計算新址與舊址的日平均風(fēng)速、日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日相對濕度、日降水量的差值，并統(tǒng)計求取各月和全年差值的平均值及差值標(biāo)準(zhǔn)差，具體分別見表2、3。

2.1.1 風(fēng)速風(fēng)向?qū)Ρ取Ｓ杀?可知，1—6月、9—12月風(fēng)速差值為正，代表新址因探測環(huán)境好，無建筑物影響，風(fēng)速明顯大于舊址；而7—8月，因受城市建筑物影響，熱對流天氣更強，舊址風(fēng)速反而大于新址，全年平均值相差0.25 m/s。由表3可知，各月標(biāo)準(zhǔn)差平均值為0.37，變化率較小。

對新址和舊址定時觀測的2 min平均風(fēng)速進行對比期相符率統(tǒng)計，觀測風(fēng)速>0.2 m/s則進行比較，其中風(fēng)向角度差小于22.5°，則認為兩者相符。從表4可知，舊站周邊建筑對風(fēng)向影響較大，全年風(fēng)向相符率為66%，1月和11月低至58%。

2.1.2 氣溫對比。新、舊站分處城郊和城市中心，新站受人類活動影響較小，而舊站因城市熱島效應(yīng)[3]作用，造成氣溫上存在差異，年日平均氣溫差值為0.99 ℃，年日最高氣溫差值為0.41 ℃，年日最低氣溫差值為1.53 ℃。新址均明顯低于舊址，日最高氣溫差值較小，日最低氣溫差值較大，日平均氣溫差值居中，說明白天周邊建筑對最高氣溫影響較小，而夜間周邊建筑更加不利于地面熱量的散發(fā)，周邊建筑在白天也能夠儲存更多的熱量，在夜間緩慢釋放，舊址最低氣溫明顯高于新址。

2.1.3 相對濕度對比。新址的相對濕度高于舊址，因為新址處于城郊，周邊無大面積的建筑，多為農(nóng)田和樹木，空氣比舊址濕潤，年平均相對濕度差值達8%；8—10月由于植被茂盛，相對溫度差值增大，最高可達14%。

2.1.4 降水量對比。4—10月，新址和舊址降水量的最大差值平均值絕對值為0.83 mm，最大差值標(biāo)準(zhǔn)差為3.89，差值平均值和差值標(biāo)準(zhǔn)差均較小，表明降水量不受周圍環(huán)境和建筑物的影響。同時，對新址和舊址4—10月的降水量計算差值，再進行對比期累計相對差值計算，得到累計相對差值為3%，說明了新址和舊址降水相差較小，具有區(qū)域一致性。

2.2 新、舊站各要素T檢驗

將新址平均氣溫、平均相對濕度、平均風(fēng)速、4—10月降水量和舊址最近20年資料進行月平均值與年平均值進行分析，選取顯著水平0.05進行T檢驗，檢驗結(jié)果見表5?？梢钥闯?，4月平均氣溫和年平均氣溫差異顯著；1月、7月、9月和年平均相對濕度存在顯著差異；7月平均風(fēng)速存在顯著差異，而4—10月降水量無顯著差異。

3 結(jié)論與討論

經(jīng)對比觀測發(fā)現(xiàn)，文安站新、舊址數(shù)據(jù)相差較大。其中，與舊址相比，新址氣溫明顯偏低，日平均氣溫差值偏低0.99 ℃，日最高氣溫差值為0.41 ℃，日最低氣溫差值為1.53 ℃，且年平均氣溫和歷史數(shù)據(jù)存在顯著差異。年平均相對濕度新址比舊址偏大，且和舊址歷史數(shù)據(jù)存在顯著差異；10月達到14%。

年平均風(fēng)速相差不多，無顯著差異，但各月風(fēng)速相差較大，1—6月、9—12月新址風(fēng)速大于舊址，7—8月新址風(fēng)速小于舊址；其中7月月平均風(fēng)速和舊址歷年資料存在顯著差異。4—10月對比期降水量相差較小，和舊址歷年資料無顯著差異。

落實好國務(wù)院《氣象設(shè)施和氣象探測環(huán)境保護條例》，對國家級氣象觀測站探測環(huán)境現(xiàn)狀進行全面評估，建立探測環(huán)境基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)集，對探測環(huán)境進行客觀、定量評價，建立保護體系，保護測站周圍環(huán)境，有助于減少資料的差異性[4]。在氣候業(yè)務(wù)中，新、舊址資料應(yīng)根據(jù)歷年數(shù)據(jù)和本年對比數(shù)據(jù)分析訂正后使用，以更好地滿足氣象業(yè)務(wù)、研究及服務(wù)的需求。

4 參考文獻

[1] 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[S].北京：氣象出版社，2003.

[2] 黃嘉佑.氣象統(tǒng)計分析與預(yù)報方法[M].北京：氣象出版社，2004.

[3] 彭少麟，周凱，葉有華，等.城市熱島效應(yīng)研究進展[J].生態(tài)環(huán)境，2005，14（4）：574-579.

[4] 孟茹，楊立霞，田耀平，等.佛坪站遷站前后氣候資料對比分析及均一性檢驗[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（21）：9019-9022.