香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣自動站地面資料對比分析

楊占坤

（香格里拉區域大氣本底站，云南 迪慶藏族自治州 674499）

香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣自動站地面資料對比分析

楊占坤

（香格里拉區域大氣本底站，云南 迪慶藏族自治州 674499）

依據香格里拉區域大氣本底站以及香格里拉縣自動站觀測資料，對兩站2006年至2012年的風、溫、濕、壓要素值的進行對比分析，從而得出：地理環境的不同，海拔因素差異，人為因素對氣象要素的影響。兩站點的氣壓、氣溫、相對濕度、風速有明顯的差異。香格里拉縣氣象局地面氣溫、風速、氣壓的極大值和極小值都高于香格里拉區域大氣本底站，而香格里拉區域大氣本底站的相對濕度的極大值和極小值高于香格里拉縣氣象局。

氣象要素；對比分析；香格里拉區域大氣本底站；香格里拉縣自動站

氣象要素受多種因素影響，如海拔、站點周邊環境、經緯度等，這些因素都會對風、溫、濕、壓要素產生影響。本文以香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局歷年的氣象資料，來說明環境因素對氣象要素產生的影響。

香格里拉區域大氣本底站地處青藏高原東南緣，位

采用兩站2006-2012年地面氣象月報表A文件和年報表Y文件數據，對溫度、濕度、氣壓、風速要素分析對比。

1　課題研究價值

1.1選題背景

香格里拉區域大氣本底站具有低緯度高原季風氣候特點，受西南季風和南支西風急流的交替控制，干濕季節分明，6-10月陰雨天氣多，雨量占全年降水量10%～80%，形成濕季。11-5月晴天多，陽光照足，蒸發量大，雨量占全年降水量10%～20%，形成旱季，地勢南低北高，南部迎南來暖濕氣流，降水相對于豐富，氣候濕潤，北部則相對干燥。香格里拉地形結構復雜，各種氣候類型相嵌交錯，同一氣候垂直帶內又有森林氣候，草原氣候，湖盆氣候等單個小地形氣候，形成“隔里不同天”的氣候特征。

隨著城市的發展建設，高樓林立，車流不息，城市化進程嚴重困擾著眾多氣象觀測臺站。周圍的房屋越建越高原本符合觀測條件的氣象觀測站幾乎被周圍的高樓“包圍”了，觀測環境也隨之變化，使得觀測數據測得不準，數據偏差等。氣象資料失真嚴重，如氣溫偏高、日照時數偏少、風向風速偏大、深層地溫和土壤溫度無法測量等，已影響氣象觀測資料的代表性、準確性和比較性，嚴重影響天氣預報的準確率。因此本文選取香格里拉區域大氣本站和香格里拉縣氣象局的地面數據進行分析，來對比得出影響氣象要素的因素。香格里拉縣氣象局處于城區，周圍被建筑物包圍，而香格里拉區域大氣本底站遠離城區，人類活動影響較小，所以資料對比性較高［2］。

1.2選題意義

香格里拉區域大氣本底站歷年平均溫度為：5.2℃，最熱月平均氣溫為：11.9℃，基本出現在（6、7、8月份）。最冷月平均氣溫為：-1.9℃，基本出現在（12、1、2月份）。平均相對濕度73.1%，平均水汽壓662.8hpa，最少降雪日數42天，最大積雪深度42cm。

氣象要素受多種因素影響，如海拔、站點周邊環境、經緯度等，這些因素都會對風、溫、濕、壓要素產生影響。因此選取兩個不同條件的站點數據進行分析處理，得出的結論會更加真實可信。

隨著城市的發展，城中站的數據會變得失去代表性、準確性和比較性，因此需要對比出那些因素影響了要素資料三性，本次選取的兩站一個為遠離城市，一個位于城中，對比性強，對得出影響氣象要素的因素很有價值和意義重大。

2　氣象要素簡介

氣象要素是表征大氣狀態的基本物理量和基本天氣現象。主要有大氣溫度、大氣壓力、空氣濕度、風向和風速、能見度、云、降水、雷暴、霧、輻射等。一個地區一定時刻各種氣象要素的綜合表現便是該地該時刻的天氣［3］。本文只對分析的要素進行分析。

2.1氣溫

氣象學上把表示空氣冷熱程度的物理量稱之為空氣溫度，簡稱氣溫。氣溫是地面氣象觀測規定高度（即1.25～2.00m，國內為1.5m）上的空氣溫度因此，基準站每日觀測24次）、日最高氣溫和日最低氣溫。配有溫度計的臺站還有氣溫的連續記錄。是由安裝在百葉箱中的溫度表或溫度計所測定的，這些溫度表或溫度計是根據水銀、酒精或雙金屬片作為感應器的熱脹冷縮特性制成的［4］。氣溫的單位用攝氏度（℃）表示，有的以華氏度（F）表示，均取小數一位，負值表示零度以下。我國以攝氏溫標℃表示。

2.2本站氣壓

本站氣壓是指氣象站水銀氣壓表高度處的大氣壓力。即為測站水銀氣壓表的讀數經器差訂正、溫度訂正和重力訂正后的氣壓值。又稱“地面氣壓”。氣象臺站內氣壓表的氣壓讀數，經過器差訂正、溫度差訂正、緯度重力訂正和高度重力訂正后，其數值即可表示當時本站高度上的氣壓值，單位為百帕（hPa）。從表1上的本站氣壓值對比上看，三個月平均本站氣壓值新站址均高于舊站址，差值范圍4.0～6.0hPa之間，在近地面層中，氣壓隨海拔高度的變化可根據拉普拉斯氣壓高度差簡化訂正公式ΔP=-Δ11/8來計算。

2.3相當濕度

相對濕度，表示空氣中的絕對濕度與同溫度下的飽和絕對濕度的比值，得數是一個百分比。（也就是指某濕空氣中所含水蒸氣的質量與同溫度下飽和空氣中所含水蒸氣的質量之比，這個比值用百分數表示。相對濕度用RH表示。相對濕度的定義是單位體積空氣內實際所含的水氣密度（用d1表示）和同溫度下飽和水氣密度（用d2表示）的百分比，即RH（%）=d1/d2×100%；另一種計算方法是：實際的空氣水氣壓強（用p1表示）和同溫度下飽和水氣壓強（用p2表示）的百分比，即RH（%）=p1/p2×100%。

2.4風速

風速是指空氣相對于地球某一固定地點的運動速率，風速的常用單位是m/s，1m/s=3.6km/h。風速沒有等級，風力才有等級，風速是風力等級劃分的依據。一般來講，風速越大，風力等級越高，風的破壞性越大。

3　要素對比分析

3.1年平均特征對比分析

3.1.1氣溫

圖1給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面氣溫年平均變化，兩站年平均氣溫曲線均表現出明顯變化特征。通過兩站地面氣溫年平均值對比，可以得出香格里拉縣氣象局地面年平均氣溫比香格里拉區域大氣本底站年地面平均氣溫高1.6℃。兩站地面年平均氣溫最低均出現在2008年，最高均出現在2009年。從2006年至2008年地面年平均氣溫呈下降趨勢，2008年至2009年地面年平均氣溫呈上升趨勢，2009年以后地面年平均氣溫相對平穩。

由于香格里拉縣氣象局位于城中，人類活動影響較大，而香格里拉區域大氣本底站遠離城區，人類活動影響較小，且兩站海拔高度相差276m，所以香格里拉縣氣象局地面年平均氣溫比香格里拉區域大氣本底站地面年平均氣溫要高。

圖1　兩站年平均氣溫對比圖

3.1.2氣壓

圖2給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面氣壓年平均變化，通過兩站地面氣壓年平均值對比，可以得出香格里拉縣氣象局地面年平均氣溫比香格里拉區域大氣本底站年地面平均氣壓高23hpa。兩站地面年平均氣壓相對平穩，無明顯波動。因兩站海拔落差因素影響，所以香格里拉區域大氣本底站地面氣壓年平均值低于香格里拉縣氣象局地面氣壓年平均值。因兩站都屬于高海拔地區，海拔都在3 000m以上，所以可以看出兩站地面氣壓均為低氣壓［5］。

圖2　兩站年平均氣壓對比圖

3.1.3濕度

圖3給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面相對濕度年平均變化，通過兩站地面相對濕度年平均值對比，可以得出香格里拉縣氣象局地面相對濕度年平均值低于香格里拉區域大氣本底站年地面相對濕度年平均值。從圖中可以看出，兩站地面相對濕度年平均變化曲線相似，最低值出現在2009年，最高值出現在2010年，2010年以后呈下降趨勢。

香格里拉區域大氣本底站相對濕度值高于香格里拉縣氣象局可能由兩方面因素引起：一是臺站四周植被覆蓋率因素，二是海拔高度因素。

圖3　兩站年平均濕度對比圖

3.1.4風速

圖4給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面風速年平均變化，通過兩站地面風速年平均值對比，可以得出香格里拉縣氣象局地面風速年平均值大于香格里拉區域大氣本底站年地面風速年平均值。從圖中可以看出，兩站地面風速年平均變化曲線趨于平穩，可以看出香格里拉區域大氣本底站2006年風速較大，其他年份都低于香格里拉縣氣象局。出現這種現象的原因是：因2006年香格里拉區域大氣本底站觀測場位于山頂，四周障礙物低于觀測場，2007年后觀測場搬遷至半山腰，四周植物茂盛，觀測場地理位置變動前后，對地面風速要素值影響較大。而香格里拉縣氣象局地處高原壩子當中，觀測場地四周較為開闊，風速受地形因素影響較小［6］。

圖4　兩站年平均風速對比圖

3.2月平均特征對比分析

3.2.1氣溫

圖5給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面氣溫月平均變化，兩站年平均氣溫曲線均表現出明顯變化特征。通過兩站地面氣溫月平均值對比，可以看出香格里拉縣氣象局地面月平均最高氣溫比香格里拉區域大氣本底站地面月平均最高氣溫高，香格里拉縣氣象局地面月平均最低氣溫也要比香格里拉區域大氣本底站地面月平均最低氣溫高。兩站地面月平均最高氣溫均出現在每年的7月份，最低氣溫均出現在每年的1月份，相對比較規律。香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局的最高溫度分別為（25.6℃和26.0℃），出現在（2009年7月20日和2006年7月16日），最低溫度分別為（-18.4℃和-20.5℃），都出現在（2008年2月2日）［7］。

圖5　兩站月平均溫度對比圖

3.2.2氣壓

圖6給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面氣壓月平均變化，通過兩站地面氣壓年平均值對比，可以得出香格里拉縣氣象局地面月平均氣溫比香格里拉區域大氣本底站地面月平均氣壓高。兩站地面月平均氣壓相對平穩，無太大變化。因兩站都屬于高海拔地區，海拔都在3 000m以上，所以兩站的氣壓最大值沒有超過700hpa。且每年1月份兩站地面月平均氣壓達到最低值，10月份地面月平均氣壓達到最大值。香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局的最高氣壓分別為（672.2hpa和695.8hpa），都出現在（2009年11月2日），最低氣壓分別為（651.7hpa和675.0hpa），出現在（2008年1月29日和2011年1月17日）。

圖6　兩站月平均氣壓對比圖

3.2.3濕度

圖7給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面相對濕度月平均變化，通過兩站地面相對濕度月平均值對比，可以得出香格里拉縣氣象局地面相對濕度月平均值低于香格里拉區域大氣本底站年地面相對濕度月平均值。從圖中可以看出，兩站地面相對濕度最大值出現在7月份，并且7月過后呈下降趨勢，一直到1月份的最低值，然后再回升。7月正處雨季，所以相對濕度最大值出現在這個月份，1月處于冬季，降水較少，天氣干燥，導致最小值出現在1月份。香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局的最低相對濕度分別為（3%和6%），出現在（2006年1月28日和2010年12月6日）。

圖7　兩站月平均相對濕度對比圖

3.2.4風速

圖8給出香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局地面風速月平均變化，通過兩站地面風速月平均值對比，可以得出香格里拉縣氣象局地面風速月平均值大于香格里拉區域大氣本底站年地面風速月平均值。從圖中可以看出，兩站風速最大值出現在1月和2月，最小值出現在7月和8月。在2006年香格里拉區域大氣本底站觀測場還沒有搬遷時，風速明顯大于香格里拉縣氣象局。香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局的最大風速分別為（12.9m/s和10.2m/s），出現在（2010年12月和2007年2月）。

圖8　兩站月平均風速對比圖

4　差異對比結果

通過對兩站2006年至2011年地面觀測資料分析，得出：

4.1香格里拉縣氣象局地面平均最高氣溫比香格里拉區域大氣本底站地面平均最高氣溫高，香格里拉縣氣象局地面平均最低氣溫也要比香格里拉區域大氣本底站地面平均最低氣溫高。最高溫度和最低溫度出現時間基本一致。

4.2香格里拉區域大氣本底站與香格里拉縣氣象局兩站點地處高原地區，海拔在3 000m以上，直接影響兩站氣壓，最大值都低于700hpa。兩站點海拔相差276m，因此香格里拉區域大氣本底站的氣壓低于香格里拉縣氣象局氣壓。

4.3香格里拉區域大氣本底站的相對濕度率高于香格里拉縣氣象局，最大濕度出現在雨季七、八月份，最小濕度出現在冬季，降水較少。

4.4香格里拉區域大氣本底站地面平均風速小于香格里拉縣氣象局地面平均風速，最大風速在春季較為集中。

5　結語

香格里拉區域大氣本底站地處青藏高原東南緣，位于迪慶藏族自治州香格里拉縣海拔為3 552.7m，處于深山之中，周圍5km之內無村莊、礦場、石場等。香格里拉縣氣象局位于香格里拉縣城北部海拔3 276.7m，位于城中。由于地理環境的不同，海拔因素差異，受到不同程度人類活動因素的影響，導致在經緯度差距不大的情況下，兩站點的氣象要素值都有明顯的差異。

因此可以得出影響氣象要素的因素很多，其中海拔因素影響和受到不同程度人類活動因素的影響較大，其他因素影響較小。

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Shangri-La Regional Atmospheric Background Station and Shangri-La County AWS ground data analyzed

Yang Zhankun
（Shangri-La Regional Atmospheric Background Station，Diqing Tibetan Autonomous Prefecture，Yunnan 674499）

Based Shangri-La regional atmospheric background station and La County AWS observations of the two stations from 2006 to 2012 the wind carried the temperature，humidity，pressure element values of comparative analy?sis to arrive:Different geographical environment，altitude difference factor，human factors of meteorological elements. Pneumatic two sites，air temperature，relative humidity，wind speed there are obvious differences.Shangri-La County Meteorological Bureau ground maxima and minima temperature，wind speed，air pressure is higher than the Shangri-La region Atmospheric Background Station，while the maximum and minimum values of relative humidity of the atmo?sphere of the bottom station Shangri-La region is higher than the Shangri-La County Bureau of Meteorology.

Meteorological factors；Comparative analysis；Shangri-La Regional Atmospheric Background Station；Shangri-La County AWS stations

P402

A

1003-5168（2015）05-0145-5

2015-4-20

楊占坤（1982.09-），男，大專，助理工程師，研究方向：綜合氣象觀測。