九臺區(qū)新舊氣象站址主要氣象要素對比分析

劉瑞琪，李佳，劉芳

（長春市九臺區(qū)氣象局，吉林 長春 130500）

九臺區(qū)氣象站建于1957年11月，位于九臺區(qū)前進路六十四號（郊外）（125°48′E，44°10′N，觀測場拔海高度1745m），2014年1月遷至九臺區(qū)九郊街道辦事處新立村（郊區(qū)）（125°48′E，44°07′N，觀測站拔海高度 1736m），觀測環(huán)境改變較大，兩個觀測場之間的直線距離為4km，海拔高度相差9m。

1 新、舊站址觀測環(huán)境

九臺區(qū)氣象站（54069）為國家一般氣象站，20世紀80年代后期開始，隨著九臺城市化發(fā)展，氣象站逐漸被建筑物包圍，觀測環(huán)境不符合《中華人民共和國氣象法》及有關氣象觀測環(huán)境保護的法規(guī)、規(guī)章和規(guī)范性文件要求，觀測資料逐漸失去了代表性、準確性與比較性[1]。

2014年1月九臺區(qū)氣象局完成了遷站工作，新站址位于舊站西南部4km左右的郊區(qū)，占地面積約30000m2，除觀測場南側(cè)的3層業(yè)務樓外，東、西、北側(cè)均為水稻田，四周空曠平坦，無陡坡、洼地或高大建筑物等，空氣質(zhì)量良好，滿足地面氣象觀測場的各項環(huán)境要求。

2 資料

本文以九臺市氣象站2014年對比觀測中1月、7月、10月3個月日平均氣溫、日極端最高氣溫、極端最低氣溫、日平均相對濕度和日平均風速為分析對象，數(shù)據(jù)選自地面觀測月報表，資料通過質(zhì)量控制，服從正態(tài)分布。

3 新、舊站氣象要素比較

3.1 總體差異分析

將新、舊兩站2014年1月、7月、10月三個月的日平均氣溫、日極端最低氣溫、日極端最高氣溫、日平均相對濕度、日平均風速資料組成一個樣本，利用單因素方差分析法分析各要素整體差異。5種氣象要素都通過了方差齊性檢驗，數(shù)據(jù)具有一致性，可以進行方差分析；從5種氣象要素通過方差齊性檢驗假設成立的概率來看，九臺市新、舊兩測站日平均風速和日平均相對濕度都存在顯著差異，日平均氣溫、日極端最低氣溫和日極端最高氣溫差異程度依次遞減。

3.2 各月氣象要素差異分析

為了進一步研究兩站在不同季節(jié)的氣象要素差異，將同月的同一要素作為一個樣本，進行單要素方差分析。除秋季日平均風速外，其他都通過了信度為0.05的方差齊次性檢驗。冬季兩站日極端最低氣溫、日平均相對濕度存在顯著差異；秋季兩站日平均風速存在顯著差異；夏季兩站日極端最高氣溫差異較大，而秋季兩站日極端最高氣溫差異最小。

3.3 各月氣溫要素差值對比

新、舊兩站2014年氣溫變化趨勢和分布狀況基本一致，新站年平均氣溫為5.9℃，較舊站偏低0.7℃；年最高氣溫35.2℃，比舊站低0.4℃，年最低氣溫-31.2℃，比舊站低2.7℃。年極端最高氣溫均出現(xiàn)在6月1日，年極端最低氣溫均出現(xiàn)在12月18日。

對新、舊站1月、7月、10月平均氣溫、月極端最高氣溫、月極端最低氣溫進行對比分析。冬季兩站平均氣溫和極端最低氣溫相差較大，達1.5℃；夏季兩站極端最高溫度差異明顯，達0.5℃，與各月氣象要素差異分析結(jié)果一致。新、舊站月極端最高氣溫出現(xiàn)日期一致，7月兩站月極端最低氣溫出現(xiàn)日期不同。

綜上，新站氣溫總體低于舊站，冬季極端最低氣溫、平均溫度和夏季極端最高氣溫表現(xiàn)明顯，引起這種差異的主要原因可能是九臺新、舊站址相距4km，新站位于郊區(qū)，接近自然變化；而舊站位于城區(qū)，受城市熱島效應的影響較大。熱島效應對最低溫度升高效果顯著，很好地解釋了冬季兩站極端最低氣溫差異[2]。此外，冬季氣溫低，大氣層結(jié)穩(wěn)定，郊區(qū)植被干枯，地表裸露，空氣流通，輻射冷卻更為劇烈，失熱多于城區(qū)，故兩站冬季平均溫度相差較大。夏季濕度大，降水多，不利于熱島的形成和發(fā)展，平均氣溫和極端最低氣溫差異較冬季明顯減小。夏季新、舊兩站極端最高氣溫差異較大，主要由于下墊面的差異，兩站熱量收支狀況不同，并且太陽能對城區(qū)地面加熱較其他季節(jié)更明顯。

3.4 各月相對濕度和風速的對比

新站相對濕度較舊站略高，大致維持在5%左右。新站平均風速高于舊站，冬、夏兩季差異略小于秋季，與各月氣象要素差異中分析結(jié)果一致。兩站風速的變化趨勢一致，新站風速整體高于舊站。兩站年最多風向頻率有差異，舊站為南南西方向，而新站為正南方向。

兩站相對濕度的差異主要是由于舊站多為水泥地，植被覆蓋率低，排水良好，加之熱島效應，空氣湍流較強，水汽輸送快，導致相對濕度較低；而新站被水稻田包圍，植被覆蓋率高，水分不易散失。秋季兩站平均風速的差異較其他季節(jié)大，與九臺秋季大風天氣多的背景有關；同時舊站周圍建筑物多，摩擦力相對大，對風造成的擾動程度大；且城市熱島環(huán)流對風速也有一定影響。

4 結(jié)語

新、舊兩站2014年氣溫變化趨勢和分布狀況基本一致，冬季兩站平均氣溫和極端最低氣溫相差較大，達1.5℃；夏季兩站極端最高溫度差異明顯，達0.5℃。新站相對濕度較舊站略高，維持在5%左右；兩站風速變化趨勢一致，新站風速整體高于舊站，秋季最為明顯；年最多風向頻率存在差異，舊站為南南西方向，而新站為正南方向。

利用方差齊次性檢驗、單因素方差檢驗等統(tǒng)計方法進行新、舊站氣象要素對比，發(fā)現(xiàn)九臺市新、舊兩測站日平均風速和日平均相對濕度存在顯著性差異。日平均相對濕度、冬季日極端最低氣溫和秋季日平均風速都存在顯著差異，夏季除日極端最高氣溫外，其他要素差異均較秋、冬兩季小很多。