不同下墊面環境對近地面氣溫的影響

劉志杰　高強　李寧

摘 要：選取西青區7個自動氣象站2009—2013年地面觀測資料，分析了各種類型下墊面條件下近地面氣溫的差異。研究表明：西青地區氣溫日極值在1月份最低，7月份最高，在升溫的3、4月份和降溫的11月份波動最為顯著。城郊站在7月中旬日最高氣溫偏高顯著，在11月下旬到12月日最低氣溫偏低顯著；鄉村站在10月—次年2月份日最低氣溫偏低顯著。

關鍵詞：氣溫；下墊面

中圖分類號：P423.3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180431055

氣溫作為一項氣象要素，在農業生產中一直具有重要的影響。不僅氣溫本身的變化對農作物生長發育具有重要作用，與氣溫有關的災害性天氣如高溫、干旱、寒潮等也對農業生產影響較大，因此氣溫變化特別是每日的最高最低氣溫異常越來越受到民眾的關注。對氣溫在不同下墊面環境下的精細化預報，特別是對氣溫日最高最低的精細化預報成為基層防災減災和農業生產的重要內容。

1 資料說明

西青區位于天津西南部，緊鄰市區呈西北東南走向。現有的行政區劃包含四街七鎮，其中四街和中北、大寺兩鎮緊鄰市區，城市化程度較深；其余各街鎮均為孤立的城鎮，城鎮周邊則為地勢低洼的鄉村地帶。西青國家氣象站位于鄉鎮周邊，地勢低洼且較為空曠。本文選取西青國家站和6個區域自動站資料，對其2009—2013年共5a時間每日的日最高、最低氣溫進行統計分析。通過計算國家站旬平均氣溫、各區域站與國家站差值的旬平均得出氣候尺度上氣溫的變化及差異。

2 西青地區氣溫日極值年內變化特征

通過計算西青國家站氣溫日極值的旬平均及方差，可得到氣候尺度上西青地區氣溫日極值的年內變化及波動情況，具體見圖1。由圖1可知，在旬平均尺度上，西青站日最高氣溫最高出現在7月份，最低出現在1月份。最高為7月上旬的32.6℃，最低為1月上旬的-1.0℃；日最低氣溫的變化趨勢基本相同，最高為7月下旬的24.0℃，最低為1月上旬的-9.8℃。日最高、最低氣溫的年內變化均在34℃左右。

從氣溫旬平均的方差來看，日最高、最低氣溫的旬方差呈現大波峰—波谷—小波峰的變化趨勢。方差值對應旬內氣溫的波動情況，基本對應了全年氣溫升降較為顯著的時期。具體來看，主要的氣溫波動出現在3月上旬—4月中旬，其次為11月上旬到中旬，分別對應年內主要的升溫和降溫時段。波谷出現在7月中旬—9月上旬，此時氣溫維持緩慢下移的趨勢。日最高氣溫的全年波動顯著高于日最低氣溫。

結合上述分析可知，西青地區全年氣溫呈現顯著地季節變化，氣溫日極值在1月份最低，7月份最高，且在升溫的3、4月份和降溫的11月份波動最為顯著，在處于高溫的7月中旬—9月上旬最為穩定。日最高氣溫的波動較最低氣溫明顯。

3 西青區域站氣溫日極值差異特征

為具體分析各區域站氣溫日極值與國家站之間的差異，并研究其氣候特征，本文以國家站觀測數據為基礎，通過計算區域站與國家站每日氣溫日極值差異并進行旬平均，得到旬尺度上的氣溫差異特征，結果如表1所示。

由上表分析可知，中北、大寺2個近郊站受城市熱島效應影響全年氣溫相對偏高，日最高氣溫在夏秋季節偏高明顯，日最低氣溫在冬季偏高顯著。辛口站位于郊區，地勢低洼空曠，受輻射降溫等影響較大，日最高氣溫全年偏高顯著，最低氣溫在冬季偏低明顯。楊柳青、精武站位于城鎮地區，僅日最低氣溫在冬季偏高顯著。王穩莊站為城鎮站同時靠近渤海，除最低氣溫冬季偏高外，日最高氣溫在夏季也偏高明顯。

4 結論

本文選取西青地區7個代表性區域自動站，分析了各站日最高、最低氣溫及其差異，由結果可知西青地區氣溫日極值在1月最低，7月最高，在升溫的3、4月份和降溫的11月份波動最為顯著。氣溫日極值的氣候態差異上，城郊站在7月中旬日最高氣溫偏高顯著，在11月下旬到12月日最低氣溫偏低顯著；鄉村站在10—2月份日最低氣溫偏低顯著。下墊面差異造成的氣溫差距只有在特定時段才能在氣候態上表現出顯著性。

由于實際預報中影響氣溫變化的因素較多，且不同因素在不同下墊面和天氣條件下的作用也在發生變化，因此實際的氣溫精細化預報既要考慮冷暖平流的作用，也要考慮下墊面差異和其他因素對氣溫的影響，以期得到更為精細化的氣溫預報結論，為指導農業生產提供更好的服務產品。

參考文獻

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