自动气象站正点草面温度观测数据跳变分析

在进行自动气象站地面测报数据质量控制时,发现冬季夜晚草面温度出现跳变的频率很高,经查看其它气象要素的变化情况,综合分析判断,草面温度出现跳变现象与太阳辐射变化和风速的变化有直接的关系,在日出和日落前后时段,草面温度变化幅度很大。在晴好天气的夜晚,当风速较小,草面温度很低;而当风速增大时,草面温度会随之升高,从而造成了草面温度跳变。夏季草面温度出现跳变的频率很低,若出现跳变,是受天气变化和云量变化的影响。在进行草面温度数据质量控制时,不能简单判断草面温度的跳变为数据错误。     

青海湟源地区草面温度变化特征分析

利用湟源县气象站2014年1月—2016年12月草面温度观测资料,运用气候统计诊断方法对湟源地区草面温度的变化特征、草面温度与气温、地面温度的关系等进行了分析,结果表明:草面温度呈一高一低的日变化特征,草面温度日最低出现在6时,14、15时达到日最高值,说明太阳辐射是影响草面温度日变化的主要因素。月平均最低值出现在1月,为-7.8℃,月平均最高值为18.5℃,出现在7月。最大变温出现在11月和3月,其主要原因是由于11月至次年3月冷空气活动频繁;季节变化表现为夏季春季秋季冬季的气候特征。湟源地区草面温度与气温、地面温度呈极显著的正相关关系,通过了0.01的显著性检验水平。各层积雪深度下草面温度与气温、地温均呈正相关,差值的大小与天空状况有关,说明天空状况的变化,也是造成两者差值大小的原因之一。当地面被积雪覆盖时,各层均表现为地面温度草面温度气温的特征,且积雪深度越厚,草面温度、气温和地面温度越高。     

石家庄草面温度变化特征

利用石家庄地区5个观测站2008～2010年逐日的草面温度、地面温度和气温观测数据,分析讨论了该地区草面温度平均值、极端值、日较差特征以及草面温度与地面温度、气温在不同气象条件下三者之间的变化关系.结果表明:全地区年平均草面温度呈现出北低南高的特点,西南部山区最高;年平均最高草面温度中部地区最高,年平均最低草面温度西南...     

临汾市草面温度变化特征及影响因子分析

利用临汾市2007年-2011年2月的草面温度和相应的地面温度、气温、总低云量、降水、日照、风速等资料,采用数理统计、相关分析、一元线性回归分析等方法,对草面温度的日、月、季、年变化特征及其与各气象要素的关系进行分析。结果表明：①草面温度呈逐年上升趋势。月平均草面温度的最高值出现在7月,最低值出现在1月,年较差为33．7℃。②草面温度日变化呈现“降一升一降”的变化趋势。日平均草面温度最高值在春、夏、秋三季一般出现在13时,在冬季出现在14时,最低值在春秋季一般出现在6时,夏季出现在5时,冬季出现在7时。③草面温度与气温、地温均呈现明显的线性正相关。草面温度高于气温,草面温度的极端值振幅比气温的偏大;地面温度高于草面温度。④引起草面温度变化的气象因素较多,主要是低云量和总云量,其次是降水、日照和风速。     

草（雪）面温度变化特征分析及预报方法的探讨

吉林省从2004年1月1日起全年开展露天环境温度、柏油路面温度及草面（雪面）温度等特种观测项目的观测工作。为了进一步开展特种气象的预报工作,加快特种观测项目的应用步伐,本文利用2004和2005年特种观测资料及常规气象资料,采用统计学的方法对吉林省各主要城市的草面温度和气温进行了对比分析,分析发现草面最高温度明显高于最高气温,而草面最低温度又低于最低气温。但草面温度和气温的日变化、月变化、季变化却都存在明显的相关性,利用逐步回归的方法得到了各个城市的不同季节的草面极端温度的预报方程,利用2006年实况资料对预报方程进行试报检验,误差小于3℃的确率在60％以上,所以此方法可以为预报草面温度提供有价值的参考。     

华北平原中部草面温度变化特征

利用华北平原中部地下水科学与工程试验基地2009～2011年逐日的草面温度、地表温度和气温观测数据,分析讨论了该地区草面温度平均值、极端值、日较差特征以及草面温度与地表温度、气温三者之间的变化关系。     

草面温度与初霜预报的可行性分析

通过对和龙市气象局2007-2011年草面温度和0cm地面温度(以下简称地面温度)的对比分析,结果表明:草面温度在夜间比地面温度低,在秋冬季更容易达到0℃以下,草面温度能更好地反映出形成霜的温度变化过程,利用最低草面温度和16-20时草面温度降温幅度建立2级判别方程,结果显示该判别方程显著,对初霜的预报较为理想。     

草面温度审核规则库的建立及质量控制方法

利用2013年6月—2014年11月青海15个台站草面温度观测资料,建立了各站草面温度审核规则库,在进行质量控制时,还应结合不同的方法进行判断。差值分析结果表明,在各定时草面温度和地面温度温度的差值中,大部分台站为草面温度小于地面温度,最大差值出现在14—15时,夜间差值较小,且基本表现为草面温度小于地面温度;晴天平均差值最大,阴天最小;春、夏季日最高地面温度大于日最高草面温度,秋、冬季日最高草面温度大于日最高地面温度;秋、冬季日最低地面温度大于日最低草面温度;月平均差值较大的站点分别在青南和柴达木盆地,最大差值出现在达日,为-10.8℃;在阴天、多云天和晴天3种典型天气条件下,地面温度和草面温度差值日变化趋势基本一致。     

连云港地区草温、地温和气温变化特征分析

利用连云港赣榆区气象观测站2014年逐时的草面温度、0 cm地面温度和气温观测数据,分析讨论了该地区三要素的月平均值、月极端最高、最低值特征以及草面温度与0 cm地面温度、气温在不同气象条件下三者之间的相互关系。结果表明:从全年变化来看,逐月平均值0 cm地温草温气温;逐月极端最高值0 cm地温草温气温;逐月极端最低值草温0 cm地温气温。在晴天和阴天多云状况下草温与0 cm地温、气温呈明显的正相关,阴天较晴天变化幅度小;阴雨天气时白天草温与气温明显下降,而0 cm地面温度降幅平缓且温度较高;有降雪时0 cm地面温度高于草温和气温,且变化较为平缓。用草温比用0 cm地温和气温能更好地判定霜的出现。     

一次霜降现象的地面气象要素分析

针对2007年1月29日惠阳站观测到的霜降现象,从霜的定义、产生霜时的天气特征、各气象要素的变化,特别是应用自动气象站观测资料中的草面温度数据进行分析,说明可应用草面、地面温度变化趋势来判定并记录霜。     

基于近地面温湿度观测的露霜综合判别技术

为了探讨露霜观测的综合判别技术,2014年在中国气象局大气探测试验基地建立了近地面温湿度观测系统,利用近地面温湿度、自动气象站以及露霜的人工记录和图像自动记录数据,研究露霜综合判别技术。初步确定草温与近地面露点温度之差为露霜形成的主要判别因子。当草温与近地面露点温度差小于某一阈值时发生结露结霜天气现象,且这个阈值与日最低气温有关。资料分析显示,利用综合指标判别露霜得出结果与实测结果对应较好,一致率达到84.5%。近地面温湿度观测对露霜有较好的指示作用。     

Diurnal Variations of Thermal Roughness Height over a Grassland

The thermal roughness height associated with the surface radiation temperature has been previously found to vary between different surface types. This study finds that the thermal roughness height varies diurnally even over a homogeneous senescent grassland. The corresponding roughness length for momentum is relatively constant.Both the aerodynamic temperature and the surface radiation temperature are found to be closely related to the air temperature in the middle of the grass canopy. However, the aerodynamic temperature is strongly influenced by the horizontally integrated heat transfer, while the surface radiation temperature represents the integrated thermal emission through the grass depth within the field of view of the radiometer. The aerodynamic temperature is less sensitive to variations and measurement errors in sensible heat flux, wind speed, and air temperature than the thermal roughness height. We find that formulating the aerodynamic temperature in terms of the surface radiation temperature is better posed for use in the bulk formula than using the surface radiation temperature directly and adjusting the thermal roughness length.     

ANNUAL VARIATIONS OF TEMPERATURE ON FOUR URBAN UNDERLYING SURFACES AND FITTING ANALYSIS

Based on the observed 2-year temperature data for four kinds of typical urban underlying surfaces, including asphalt, cement, bare land and grass land, the annual variations and influencing factors of land surface temperature are analyzed. Then fitting equations for surface temperature are established. It is shown that the annual variation of daily average, maximum and minimum temperature and daily temperature range on the four urban underlying surfaces is consistent with the change in air temperature. The difference of temperature on different underlying surfaces in the summer half year (May to October) is much more evident than that in the winter half year (December to the following April). The daily average and maximum temperatures of asphalt, cement, bare land and grass land are higher than air temperature due to the atmospheric heating in the daytime, with that of asphalt being the highest, followed in turn by cement, bare land and grass land. Moreover, the daily average, maximum and minimum temperature on the four urban underlying surfaces are strongly impacted by total cloud amount, daily average relative humidity and sunshine hours. The land surface can be cooled (warmed) by increased total cloud amount (relative humidity). The changes in temperature on bare land and grass land are influenced by both the total cloud amount and the daily average relative humidity. The temperature parameters of the four land surfaces are significantly correlated with daily average, maximum and minimum temperature, sunshine hours, daily average relative humidity and total cloud amount, respectively. The analysis also indicates that the range of fitting parameter of a linear regression equation between the surface temperature of the four kinds of typical land surface and the air temperature is from 0.809 to 0.971, passing the F-test with a confidence level of 0.99.     

草温与露点温度对结露和结霜指示性分析

利用密云国家基准气候站和电白国家基准气候站2009—2010年自动站的观测记录和人工结露、结霜观测资料,以及平谷国家一般气象站2010年12月至2011年5月自动站的观测记录和天气现象自动化观测资料,分析了结露、结霜与地面气象要素关系。结果表明:诸多气象要素中,草温和草温与露点温度差对露或霜结成具有指示性作用;电白站95.0%结露发生在日最小草温与露点温度差<1.1℃时,密云站95.0%结露发生在日最小草温与露点温度差<1.2℃时,密云站95.0%结霜发生在日最小草温与露点温度差<1.3℃时;结露主要发生在最低草温0.5℃以上,从平谷站自动天气现象观测资料分析可以看出结露发生在0℃以上,结霜发生在0℃以下;很多情况,百叶箱高度上的空气中的水汽含量并未达到饱和,而贴地(或贴近地物)的空气中的水汽含量达到饱和;日最小草温与露点温度差<3.1℃时,电白、密云站不出现露、霜的比率分别是16.8%和11.7%;因土壤湿度南方比北方大,草温与露点温度差为正的比例南方较北方大。     

A Model to Predict Surface Temperatures

A model to predict the surface temperature of a variety of surfaces is described. The model solves the surface energy balance equation iteratively, using only standard meteorological data. Since surface and soil temperature information is not required for initialisation, the model is portable and, in theory, could be used for any surface and location. It is shown that, in order to obtain the correct cooling rates for vegetation during the night, the direct influence of the ground flux must be removed from the energy balance equation for the layer of vegetation. A scheme that couples a vegetation canopy to the ground solely by radiation is described, giving satisfactory cooling rates when compared with observations. Observations from a field site at Cardington, near Bedford, UK, are used to test the accuracy of the model for road and grass surfaces. When compared against these data, the model predicts surface temperatures with a root mean square error of about 1 °C for the road and 2 °C for the grass. Data from other sources not only give similar results to the Cardington data, but also demonstrate that the model can reproduce the characteristics of wet and partially dry soils and also dry desert sand. A study of the sensitivity of the model to errors in the forcing data indicates that inaccuracies in the air temperature data lead to similar sized errors in the predicted surface temperatures. Fluctuations in the forcing data that are not resolved by the model will affect a grass surface much more than a road surface, due to the relatively small thermal inertia of the grass.     

藏北牧草青草期的气候变化特征分析

利用1971—2000年西藏那曲地区平均气温、≥5 ℃界限温度、降水量以及月平均最高气温、最低气温、相对湿度、风速、日照时数等资料, 运用Penman-Monteith模型计算得出最大可能蒸散, 进而得到地表湿润系数, 分析了近30年藏北牧草青草期的气候变化趋势。结果发现:各牧区青草期间表现为平均气温升高、降水增多、持续天数延长、积温增高的趋势; 20世纪70年代各牧区青草期开始得晚、结束得早、持续天数短; 90年代相反, 青草期开始得早、结束得晚、持续天数长; 那曲地区西部青草期间的平均气温从未出现过异常年, 中东部牧区1976年异常偏冷; 各牧区降水量的异常年份主要出现在20世纪70年代; 70年代中期藏北大部分牧区青草期积温异常偏低, 90年代末出现了异常偏高年份。研究结果还表明:气温升高, 地表湿润系数增大, 暖湿化的气候变化趋势, 有利于生态环境的改善。     

地温观测方法的研究

利用铂、铜、热敏３种电阻传感器的遥测地温仪与台站现用玻璃地温表，在不同天气条件下，用不同安置方法进行大量的对比试验，探讨地面、草面、地中不同深度温度的最佳观测方法。得出：地面温度应用体积小棒状传感器的多点采样平均来代替单点一次采样；地中温度表用直埋式与套管式无大差异；草温为农业服务有重要意义等结论。为遥测地温的观测方法提供科学依据。     

自动观测在不同下垫面的温度观测差异

利用重庆市巴南区花溪城市站的多种下垫面(石板、水面、泥土、鹅卵石、草地、水泥、沥青等)及裸露空气(裸温)温度观测资料,分析了各下垫面温度及裸温的季、月、日变化特征和变化规律,结果如下:(1)各下垫面温度和裸温具有显著的季、月变化特征,夏季(尤其是7月)最高,春秋次之,冬季最低。各观测项之间温度的差异在夏季最为明显,冬季差异最小;(2)各下垫面温度和裸温日变化趋势与百叶箱气温基本一致。白天,水泥和沥青的温度值较高,日变化幅度最大,夜间水泥温度最高,草地温度最低;(3)无论是连晴高温天气还是连阴雨天气,水面温度的日变化幅度都最小,主要原因是各下垫面中水的热容量最大,水泥和沥青的热容量则相对较小,即在相同的太阳辐射条件下,水面温度变化最小,水泥和沥青温度则变化较大。连阴雨天气下,夜间各观测项之间差异相对明显,且夜间水泥温度一直处于较低位置,这是与连晴高温时的不同之处。      

黄河源区草地退化对局地气候环境影响的数值模拟

土地覆盖变化会影响到近地层各气象要素发生不同程度的变化.利用中尺度数值模式MM5,设计了一个控制试验和一个敏感性试验.通过对2003年7月一个月的积分,模拟了黄河源区草原退化对局地气候环境的影响.结果表明,黄河源区草原退化导致该地区2 m高度气温及地表温度明显升高;空气湿度及土壤湿度不同程度减小;草原退化后降水的减小影响到径流减小;草原退化后还引起退化区感热通量增加,潜热通量减小,有效通量(感热通量+潜热通量)减小.与草地农牧化相比,草原退化对气候环境的影响程度更强.