東至國家基本氣象站遷移觀測資料分析

姚 揚 李華宇 吳紫靜

(1.東至縣氣象局，安徽 東至 247200；2.六安市氣象局，安徽 六安 237000)

0 引言

東至國家基本氣象站始建于1951年1月1日，區站號為58419，現址位于東至縣堯渡鎮。本文根據東至國家基本氣象站及其周邊3個國家站(參考站)歷史氣象數據進行相關氣象要素的差值比較、趨勢比較及觀測資料序列均一性分析并論證探測環境破壞對氣象觀測數據質量的影響，為氣象臺站搬遷的必要性提供數據支持。

1 資料和方法

1.1 資料來源

本文所用觀測數據資料來源于安徽省氣候中心提供的東至國家基本氣象站和黃山區、宿松、岳西3個國家一般氣象站的歷史整編氣象觀測數據。

1.2 分析方法

首先，對東至站觀測資料序列完整性進行分析。建站以來觀測的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量、平均相對濕度、平均風速(2 min)按照月值統計缺測率及數據缺測年月分布情況，統計結果為5個要素缺測率為0，分類結果均屬于1類各要素完整性評估結果均為序列完整，認為東至站現止觀測資料序列完整性較好。其次，選取參考站。參考站滿足以下3個條件：(1)與擬遷站距離較近，屬于同一氣候區；(2)與擬遷站觀測資料序列平行年代長；(3)參考站周邊環境好，多年來探測環境變化少，拔海高度相差較小[1]。綜合以上3點考慮，在東至站現止周邊半徑200 km左右范圍內，選取宿松(58417)、岳西(58317)、黃山區(58426)3個站作為參考站。為確保資料一致性，選取東至站與參考站1973-2018年觀測資料進行對比分析。最后，通過對觀測要素做差值比較、趨勢比較和觀測資料序列均一性分析。

2 結果與分析

2.1 差值比較

計算東至站年平均氣溫、年平均相對濕度、年平均風速與參考站序列的差值[2]，并分段計算每5年平均值和每10年平均值，分析認為：溫度差值在2007年后波動振幅明顯增大；相對濕度差值在2010年后差值逐漸增大；平均風速差值在2007年后呈現負值(圖1～3)。分析認為在2000年后隨著城市化的發展，東至站氣象探測環境逐漸惡化，對觀測要素造成較大的影響。

圖1 氣溫差值比較

圖2 相對濕度差值比較

圖3 風速差值比較

2.2 趨勢比較

對東至站和參考站年平均氣溫、年平均風速(2 min)序列分別求取線性趨勢，結果顯示東至站氣溫隨時間變化表現為顯著上升，參考站上升趨勢小于東至站(圖4)，增溫速率分別為0.36 ℃/10 a和0.24 ℃/10 a；東至站和參考站年平均風速隨時間變化總體為下降趨勢(東至站1984年12月平均風速缺測)，但是東至站下降趨勢更快更顯著(圖5)，每10年下降速率分別為1.08和0.53。

圖4 溫度趨勢分析

圖5 風速趨勢分析

2.3 東至站觀測資料序列均一性分析

對東至站建站以來觀測的平均氣溫、降水量、平均相對濕度和平均風速(2 min)等要素的年值序列進行均一性分析。基于東至站詳實的歷史沿革記錄，先挑選出遷站、儀器變更、觀測時間或統計方法變更等有記錄的時間點，進行正對性統計檢驗，判斷各個要素出現斷點的可能性。結果顯示東至站有4個要素存在斷點，其中氣溫不連續點有2個，相對濕度有2個，風速有1個，降水量2個。造成觀測資料不連續的主要原因是探測環境改變等。1978年觀測場北側新建園藝場宿舍，1984年觀測場北側新建辦公樓造成風速的不連續。1989年觀測場東北側新建職工宿舍導致降水量的不連續，2000年觀測場南側側新建民房，導致相對濕度和氣溫的不連續，2014年觀測場北側新建購物中心，導致相對濕度的不連續，2017年觀測場西北側新建煙草公司宿舍，導致降水量和氣溫的不連續。

3 結語

差值比較、趨勢比較的分析結果均表明，東至站在2000年后，各個氣象觀測要素的差值變化幅度大于參考站，趨勢變化明顯大于參考站；觀測資料序列因探測環境影響多個要素存在斷點。