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文安县气象局新站与旧站气象资料对比分析

孟宪群

摘要 本文通过对比分析文安县气象局新、旧站气象观测资料，揭示新、旧站址自动观测的气温、风向风速、相对湿度、降水量等观测资料的差异性。经过对各要素进行差值、差值标准差计算和T检验，得出新、旧站气温、相对湿度存在显著性差异，风速和降水量无显著性差异，而造成差异的主要原因就是站址周围环境的变化。因此，落实好国务院《气象设施和气象探测环境保护条例》，保护测站周围环境，有助于减少资料的差异性。
关键词 新站；旧站；气象资料；对比分析；河北文安
P468 A 1007-5739（2017）05-017402
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
文安縣气象局观测站始建于1977年，随着城市化水平越来越高，观测场周边相继建成多处平房、办公楼、住宅楼，逐渐出现行政办公区、居民生活区、商业区以及教学区，发展成为城市中心地带。文安县气象局观测站2013年由文安县行政中心东侧迁移到县城南关外废弃的防蝗飞机场内，新观测场位于旧观测场正南方，直线距离2 800 m。新观测场海拔高度比旧观测场低2.1 m，新旧观测站差异见表1。为掌握新、旧气象观测站因地理位置、海拔高度和周围环境不同而形成的两站气象要素的差异，根据《地面气象观测规范》总则[1]中站址迁移及对比观测要求，对2013年全年相关气象要素进行了新、旧站的对比分析，从而了解文安县气象局观测站是否由于站址迁移而导致其气候资料序列产生非均一性。本文运用统计学原理，检验文安县气象局观测站迁站前后的部分气象要素的气候序列是否具有连续性。
1 资料来源与研究方法
本文分析资料分别取自2013年1—12月新、旧站址观测站自动观测的气温、风向风速、相对湿度、降水量等观测资料和旧站1994—2013年20年历史资料。数据均经过了质量控制，剔除了不正确观测数据。资料主要采用统计学方法进行分析[2]，对各要素进行差值、差值标准差计算和T检验，以确定新、旧站之间数据的差异性。
2 结果与分析
2.1 新、旧站各要素差值和差值标准差对比
计算新址与旧址的日平均风速、日平均气温、日最高气温、日最低气温、日相对湿度日降水量的差值，并统计求取各月和全年差值的平均值及差值标准差，具体分别见表2、3。
2.1.1 风速风向对比。由表2可知，1—6月、9—12月风速差值为正，代表新址因探测环境好，无建筑物影响，风速明显大于旧址；而7—8月，因受城市建筑物影响，热对流天气更强，旧址风速反而大于新址，全年平均值相差0.25 m/s。由表3可知，各月标准差平均值为0.37，变化率较小。
对新址和旧址定时观测的2 min平均风速进行对比期相符率统计，观测风速>0.2 m/s则进行比较，其中风向角度差小于22.5°，则认为两者相符。从表4可知，旧站周边建筑对风向影响较大，全年风向相符率为66%，1月和11月低至58
2.1.2 气温对比。新、旧站分处城郊和城市中心，新站受人类活动影响较小，而旧站因城市热岛效应[3]作用，造成气温上存在差异，年日平均气温差值为0.99 ℃，年日最高气温差值为0.41 ℃，年日最低气温差值为1.53 ℃。新址均明显低于旧址，日最高气温差值较小，日最低气温差值较大，日平均气温差值居中，说明白天周边建筑对最高气温影响较小，而夜间周边建筑更加不利于地面热量的散发，周边建筑在白天也能够储存更多的热量，在夜间缓慢释放，旧址最低气温明显高于新址。
2.1.3 相对湿度对比。新址的相对湿度高于旧址，因为新址处于城郊，周边无大面积的建筑，多为农田和树木，空气比旧址湿润，年平均相对湿度差值达8%；8—10月由于植被茂盛，相对温度差值增大，最高可达14%。
2.1.4 降水量对比。4—10月，新址和旧址降水量的最大差值平均值绝对值为0.83 mm，最大差值标准差为3.89，差值平均值和差值标准差均较小，表明降水量不受周围环境和建筑物的影响。同时，对新址和旧址4—10月的降水量计算差值，再进行对比期累计相对差值计算，得到累计相对差值为3%，说明了新址和旧址降水相差较小，具有区域一致性。
2.2 新、旧站各要素T检验
将新址平均气温、平均相对湿度、平均风速、4—10月降水量和旧址最近20年资料进行月平均值与年平均值进行分析，选取显著水平0.05进行T检验，检验结果见表5可以看出，4月平均气温和年平均气温差异显著；1月、7月、9月和年平均相对湿度存在显著差异；7月平均风速存在显著差异，而4—10月降水量无显著差异。
3 结论与讨论
经对比观测发现，文安站新、旧址数据相差较大。其中，与旧址相比，新址气温明显偏低，日平均气温差值偏低0.99 ℃，日最高气温差值为0.41 ℃，日最低气温差值为1.53 ℃，且年平均气温和历史数据存在显著差异。年平均相对湿度新址比旧址偏大，且和旧址历史数据存在显著差异；10月达到14%。
年平均风速相差不多，无显著差异，但各月风速相差较大，1—6月、9—12月新址风速大于旧址，7—8月新址风速小于舊址；其中7月月平均风速和旧址历年资料存在显著差异。4—10月对比期降水量相差较小，和旧址历年资料无显著差异。
落实好国务院《气象设施和气象探测环境保护条例》，对国家级气象观测站探测环境现状进行全面评估，建立探测环境基础资料数据集，对探测环境进行客观、定量评价，建立保护体系，保护测站周围环境，有助于减少资料的差异性[4]。在气候业务中，新、旧址资料应根据历年数据和本年对比数据分析订正后使用，以更好地满足气象业务、研究及服务的需求。
4 参考文献
[1] 中国气象局.地面气象观测规范[S].北京：气象出版社，2003.
[2] 黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].北京：气象出版社，2004.
[3] 彭少麟，周凯，叶有华，等.城市热岛效应研究进展[J].生态环境，2005，14（4）：574-579.
[4] 孟茹，杨立霞，田耀平，等.佛坪站迁站前后气候资料对比分析及均一性检验[J].安徽农业科学，2013，41（21）：9019-9022.

-全文完-