2016年6—9月鄂托克前旗及東勝區(qū)百葉箱內(nèi)外溫度特征分析

劉永紅

摘要 對(duì)2016年6—9月鄂爾多斯市鄂托克前旗和東勝區(qū)百葉箱內(nèi)外最高、最低溫度同步觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，百葉箱內(nèi)外最高溫度為箱外明顯高于箱內(nèi)，最低溫度則是箱內(nèi)高于箱外，但不同類型天氣、地域存在箱內(nèi)、箱外氣溫差異。在初步掌握規(guī)律的基礎(chǔ)上，開展百葉箱外溫度觀測(cè)，有利于開展預(yù)報(bào)服務(wù)，是一種為積極拓展氣象服務(wù)領(lǐng)域而實(shí)施的業(yè)務(wù)創(chuàng)新項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞 百葉箱；溫度特征；內(nèi)蒙古鄂托克前旗；東勝區(qū)；2016年6—9月

中圖分類號(hào) P412.11；P414.5+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）13-0200-02

Temperature Characteristics of Inside and Outside Louvered-screen in Etuoke Front Banner and Dongsheng District

from June to September 2016

LIU Yong-hong

（Etuoke Front Banner Meteorological Bureau of Inner Mongolia Autonomous Region，Etuoke Front Banner Inner Mongolia 016200）

Abstract The synchronous observation data of maximum and minimum temperature inside and outside louvered-screen in Etuoke Front Banner and Dongsheng District from June to September 2016 were statistically analyzed.The results showed that the maximum temperature outside louvered-screen was obviously higher than that inside louvered-screen，and the minimum temperature inside louvered-screen is higher than that outside louvered-screen.However，there were differences between temperature inside and outside louvered-screen for different weather types and regions.On the basis of the preliminary grasp of the rule，this paper carried out the observation of the temperature outside the louvered-screen，which is conducive to the forecast service，and it is a kind of business innovation project to actively expand the field of meteorological services.

Key words louvered-screen；temperature characteristic；Etuoke Front Banner Inner Mongolia；Dongsheng District；June to September 2016

近年來，由于全球氣候變暖，各地夏季高溫極值屢破歷史記錄。氣象預(yù)報(bào)的氣溫是受百葉箱保護(hù)（空氣流通、不受太陽直射）的指感應(yīng)部分距地面1.5 m測(cè)得的空氣溫度[1]，而公眾體感空氣溫度與氣象預(yù)報(bào)氣溫存在一定的差異，高溫作業(yè)行業(yè)對(duì)高溫預(yù)報(bào)更是敏感。各地氣象部門通過開展各種對(duì)比觀測(cè)，如將不同下墊面（如濕地、水泥地面等）測(cè)得溫度作為外界溫度與百葉箱內(nèi)溫度進(jìn)行比較，或?qū)囟缺矸謩e置于草坪和樹蔭下對(duì)比，了解露天溫度與氣象部門測(cè)得溫度的差異[2-4]，但有的站只進(jìn)行了1個(gè)時(shí)次的觀測(cè)，不具有代表性。掌握百葉箱內(nèi)外的溫度變化規(guī)律，可為氣象部門提供更加精細(xì)、準(zhǔn)確和個(gè)性化的公共氣象服務(wù)提供參考。再依據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果，向用戶提供一些有針對(duì)性的高溫預(yù)報(bào)和公共氣象服務(wù)，提出做好防暑降溫的工作以及合理安排露天作業(yè)時(shí)間的建議，避免野外作業(yè)人員發(fā)生中暑。通過媒體、短信等及時(shí)發(fā)布，可以減輕各項(xiàng)損失，取得一定的社會(huì)效益和防災(zāi)減災(zāi)的經(jīng)濟(jì)效益[5-6]。

為了能更好地分析同一環(huán)境下百葉箱內(nèi)外溫度變化特征，2016年6—9月鄂托克前旗和東勝國家氣象觀測(cè)站組織在觀測(cè)場(chǎng)外（同一環(huán)境下）開展了百葉箱內(nèi)外溫度觀測(cè)，每天最高、最低溫度人工同步觀測(cè)，并利用觀測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)百葉箱內(nèi)外溫度特別是最高溫進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 觀測(cè)方法與資料

在鄂托克前旗、東勝國家氣象站同時(shí)進(jìn)行地面氣象觀測(cè)，并在距百葉箱5 m左右的土壤濕度觀測(cè)場(chǎng)圍欄上安裝最高和最低溫度表（溫度表感應(yīng)部分距地1.5 m），在未經(jīng)任何保護(hù)的自然狀態(tài)下，將溫度表測(cè)得的空氣溫度作為百葉箱外溫度。每日人工讀取1次百葉箱外最高和最低溫度，溫度讀取需同時(shí)進(jìn)行，以確保觀測(cè)資料的一致性和準(zhǔn)確性。

2 結(jié)果與分析

2.1 百葉箱內(nèi)外每日極端最高溫度變化

通過對(duì)比分析鄂托克前旗（簡稱鄂前旗）和東勝站2016年6—9月百葉箱內(nèi)外溫度資料發(fā)現(xiàn)，2個(gè)站均為早晨百葉箱外溫度低于百葉箱內(nèi)，上午箱外溫度表開始直接接受太陽輻射，升溫較箱內(nèi)溫度快，箱外溫度高于箱內(nèi)溫度，中午時(shí)差異達(dá)到最大；下午隨著太陽高度角逐漸減小，太陽直接輻射也減少，溫度開始降低，但由于受百葉箱的影響，箱內(nèi)的降溫速度低于箱外（圖1）。白天箱內(nèi)外溫度差較大、夜間較小，鄂托克前旗最大可達(dá)到5.2 ℃，東勝站最大可達(dá)4.5 ℃，箱外溫度日較差>箱內(nèi)溫度日較差。

2.2 百葉箱內(nèi)外溫度的月變化

2016年6—9月2個(gè)站百葉箱內(nèi)外月最高溫度的對(duì)比分析表明，箱外溫度均高于箱內(nèi)溫度（表1），且箱內(nèi)外溫度變化趨勢(shì)一致，鄂托克前旗箱內(nèi)、外溫度最高值均出現(xiàn)在7月，其后依次是6月、8月；東勝箱內(nèi)、外溫度最高值均出現(xiàn)在7月，其后依次是8月、6月。鄂托克前旗箱內(nèi)平均最高溫度為28.4 ℃，箱外為32.0 ℃，平均差值為3.6 ℃；東勝箱內(nèi)平均最高溫度為24.6 ℃，箱外為27.7 ℃，平均差值為3.1 ℃。

2.3 不同類型天氣下百葉箱內(nèi)外溫度差異

通過鄂托克前旗、東勝夏季百葉箱內(nèi)外極端最高溫度差散點(diǎn)圖（圖2）可以看出，百葉箱內(nèi)外最高溫度差值在3～5 ℃之間出現(xiàn)的頻率最高。差值在2 ℃以下幾乎為陰雨天，差值在2 ℃或以上多為晴天或多云天氣。

2.3.1 晴天（或晴間多云）（日照時(shí)間>6.0 h）。箱外溫度表安放在露天狀態(tài)下，受太陽直接輻射和地面反射輻射較箱內(nèi)溫度表大，升溫較箱內(nèi)更加明顯，溫度變化更加劇烈，溫差更大。箱外最低溫度平均值為11.6 ℃、箱內(nèi)最低溫度平均值為15.3 ℃，兩者溫差為3.7 ℃。鄂托克前旗71 d晴天中有11 d出現(xiàn)降雨，箱外最高溫度平均值為33.8 ℃、箱內(nèi)最高溫度平均值為29.8 ℃，兩者溫差為4.0 ℃。東勝的晴天中有12 d出現(xiàn)降雨，箱外最高溫度平均值為28.9 ℃，箱內(nèi)最高溫度平均值為25.7 ℃，兩者溫差為3.2 ℃；箱外最低溫度平均值為14.2 ℃，箱內(nèi)最低溫度平均值為15.7 ℃，兩者溫差為1.5 ℃。由于受百葉箱的影響，箱內(nèi)降溫慢，而箱外隨溫度的變化而變化，故降溫速度快。

2.3.2 多云（1.0 h<日照時(shí)間≤6.0 h）。鄂托克前旗箱外最低溫度平均值為14.1 ℃，箱內(nèi)最低溫度平均值為18.2 ℃，兩者溫差為4.1 ℃；東勝箱外最低溫度平均值為14.7 ℃，箱內(nèi)最低溫度平均值為16.1 ℃，兩者溫差為1.4 ℃。鄂托克前旗13 d多云天氣中有8 d出現(xiàn)降雨，箱外最高溫度平均值為29.2 ℃，箱內(nèi)最高溫度平均值為26.0 ℃，兩者溫差為3.2 ℃。東勝12 d多云天氣中有7 d出現(xiàn)降雨，箱外最高溫度平均值為26.1 ℃，箱內(nèi)最高溫度平均值為23.5 ℃，兩者溫差為2.6 ℃。多云天氣時(shí)，云遮擋了太陽，減少了太陽直接輻射和光線照射，但與陰雨天氣相比，箱內(nèi)外溫差仍較大。

2.3.3 陰雨天（日照時(shí)間≤1.0 h）。鄂托克前旗11 d陰雨天氣中有7d出現(xiàn)降雨，箱外最高溫度平均值為26.4 ℃，箱內(nèi)最高溫度平均值為25.5 ℃，兩者溫差為0.9 ℃；東勝10 d陰雨天氣中有10 d出現(xiàn)降雨，箱外最高溫度平均值為23.7 ℃，箱內(nèi)最高溫度平均值為22.0 ℃，兩者溫差為1.7 ℃。陰雨天太陽直接輻射較少或者沒有，地面的反射輻射也相應(yīng)較少，百葉箱內(nèi)外溫度變化相對(duì)平穩(wěn)，溫度差異較小，給人的感覺不是很明顯。

2.4 百葉箱內(nèi)外高溫日數(shù)統(tǒng)計(jì)

由于東勝區(qū)海拔高度、緯度均高于鄂托克前旗，故溫度低于鄂托克前旗，箱外鄂托克前旗≥30 ℃日數(shù)為68 d，東勝區(qū)≥30 ℃日數(shù)為32 d，相差36 d；箱內(nèi)鄂托克前旗≥30 ℃日數(shù)為42 d，東勝區(qū)≥30 ℃日數(shù)為6 d，相差36 d，高溫日數(shù)差別明顯（表2）。

由此可見，2個(gè)站百葉箱內(nèi)外高溫日數(shù)存在明顯的差異，原因是由于百葉箱外溫度表直接安裝在露天環(huán)境，無遮擋物，直接受到太陽的照射和地面對(duì)儀器的反射輻射以及風(fēng)雨的影響，溫度高且變化大；而箱內(nèi)溫度由于受到百葉箱的保護(hù)，較外界溫度相對(duì)低一些。因此，在高溫預(yù)報(bào)和公共氣象服務(wù)工作中，應(yīng)考慮外界溫度與百葉箱內(nèi)溫度的差異。

2.5 百葉箱外最高溫度預(yù)報(bào)

為了檢驗(yàn)一元回歸方程預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，用2個(gè)區(qū)域的觀測(cè)樣本建立方程。通過分析百葉箱外最高溫度與百葉箱內(nèi)最高溫度、日照時(shí)數(shù)、最小相對(duì)濕度、地面最高溫度等相關(guān)要素進(jìn)行相關(guān)性分析（表3）得出，百葉箱外最高溫度與百葉箱內(nèi)最高溫度相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9以上；其次是地面最高溫度。目前，百葉箱內(nèi)最高溫度是常規(guī)預(yù)報(bào)要素，選用該要素作為預(yù)報(bào)因子，與百葉箱外最高溫度建立一元線性回歸方程，鄂托克前旗為y=1.028 4x+3.064 6，東勝為y=1.016 6x+2.641 2。式中，y為百葉箱外最高溫度，x為百葉箱內(nèi)最高溫度。

經(jīng)檢驗(yàn)，預(yù)報(bào)方程的預(yù)報(bào)值與實(shí)況值擬合率很高，總體效果較好，鄂托克前旗誤差絕對(duì)值在2 ℃以內(nèi)的達(dá)到91.6%，東勝達(dá)到89%。說明該方法對(duì)高溫預(yù)報(bào)和公共氣象服務(wù)具有一定的參考價(jià)值。

3 結(jié)論

（1）夏季，2個(gè)站百葉箱內(nèi)外的最高溫度變化趨勢(shì)一致，最高氣溫均是箱外高于箱內(nèi)，最低溫度則是箱內(nèi)高于箱外，但不同類型的天氣存在著早晚不一的情況。

（2）不同類型天氣下，百葉箱內(nèi)外溫度存在著差異，鄂托克前旗最高溫度差晴天是4.0 ℃、多云是3.2 ℃、陰雨天是0.9 ℃，東勝區(qū)最高溫度差晴天差是3.2 ℃、多云是2.6 ℃、陰雨天是1.7 ℃。最高溫度差值在2℃以下多為陰雨天，差值在2 ℃或以上多為晴天或多云天氣。

（3）鄂托克前旗和東勝區(qū)百葉箱內(nèi)外高溫日數(shù)存在明顯的差異，百葉箱外溫度高且變化大；而箱內(nèi)的溫度由于受到百葉箱的保護(hù)，較箱外低一些。

（4）通過相關(guān)性分析得出，百葉箱外最高溫度與百葉箱內(nèi)最高溫度的相關(guān)系數(shù)最高，達(dá)到0.9以上。與之建立一元線性回歸方程進(jìn)行高溫預(yù)報(bào)，可為預(yù)報(bào)員與公共氣象服務(wù)人員提供一定的參考。

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