公路路面热效应对环境气温的影响分析

为定量研究公路对气温观测的影响,本文使用2014年1—5月在陕西省开展的两组公路观测试验的逐分钟温度、风向、风速等气象资料,对比分析了合阳县国道和渭蒲高速公路在不同季节、不同天空状况以及不同背景风速条件下对周围环境气温观测的影响程度和影响距离。试验结果表明:公路对周围的环境温度有一定的增温影响,合阳国道对环境温度的增温影响至75m,增温效应达0.25~0.4℃。高速公路的增温影响至125m,增温效应达0.2~0.4℃。冬季,两条公路白天增温效应较夜间明显,春季,高速公路夜间增温更明显。晴天、多云天气比阴天、降雨天气增温程度大。公路对气温的增温影响存在风速阈值,当风速小于对应阈值时,增温效应明显。公路上来往车流量对气温有一定的叠加增温影响,合阳国道白天车流量150~350辆,叠加增温效应0.05~0.1℃,蒲渭高速白天车流量2000~3500辆,叠加增温效应0.16℃。     

观测环境对气温变化的影响

引言 地面观测环境的代表性和稳定性是获取代表性气象资料,做好业务服务工作的基础。随着经济振兴和城镇发展,使气象台站地面观测环境发生改变,对观测环境资料的代表性产生影响。观测环境的改变可对气温、降水量、空气湿度、蒸发量、日照时数,甚至风向风速等气象要素产生影响。本文以盐城市不同县站气温变化差异为例,分析观测环境变化对气象要素产生的影响,说明加强观测环境维护的重要性。     

黄淮海平原地区中尺度环境对气温观测的影响

随着城市化的迅猛发展,气象台站观测环境受到不同程度影响,有些台站甚至已经处于城市中心,影响了台站观测资料的代表性和准确性。本文利用2007年黄淮海渭河区199个气象台站20 km环境调查资料以及2005—2007年气温观测资料,对比分析了居民区台站和农田区台站气温观测值的差异。结果表明:居民区台站气温平均高于农田区台站0.662℃;台站周围建筑物对最低气温观测影响最大,对最高气温观测影响最小;不同季节的影响程度从大到小依次为冬季、春季、秋季、夏季;观测场周围建筑物对不同时刻气温观测的影响程度从大到小依次为02:00,20:00,08:00,14:00;随着下垫面比例的增大,两类台站的气温差不断加大。     

水体对气温观测影响的试验分析

2011年项目组设计了浙江省大型水体观测试验方案,选择较大水体,在其上、下风方向特定距离处布设自动气象站,同步观测各站气温,研究气温受水体影响的量化规律。结果表明,水体对周边陆地有白天降温、夜间增温效应,且离水体越近,这种效应越明显;夜间升温效应比白天降温效应显著,3—5月白天降温效应比1—2月明显;在一天中正午的降温影响最大;2km2的水域对下风向100m范围内温度观测有明显影响,100m以远影响不明显。该研究对量化水体影响的范围和量值进行了有益的探索,为气象站科学选址提供了依据。     

小型水体对气温观测环境影响的初步模拟分析

为研究水体对气温观测环境的影响,应用WRF中尺度模式,通过对四季晴天小风、阴天大风背景天气下有无水体算例模拟结果的比较,分析了浙江青山湖水体(6.5 km2)对周边2 m高度处气温的影响。模拟结果表明:(1)冬季天气条件通常较稳定,水体对下风方的影响最为明显;春、秋季节水体对下风方的影响次之,夏季局地热力环流复杂,水体对下风方气温影响不若其他季节明显。(2)青山湖水体对下风方约5 km内的气温可能产生明显影响,非下风方缩短为0.4 km。(3)水体面积越大,对周边气温影响距离越大。(4)当风速大于6.2 m·s-1时,水陆热力性质差异迅速被平流项输送携带走,水体对下风方气温影响不明显。而湍流扩散项则将水体与陆面热力性质的差异向上传递,湍流强度大于0.5 m2·s-2时,水体对下风方气温的影响不明显。     

我国飞机观测气温和常规高空观测气温的对比分析

对2006年1月至2009年12月的飞机观测气温资料进行了质量控制,在此基础上通过其和常规高空气温资料的对比分析对飞机观测气温的可用性进行了评估.我国绝大部分飞机观测资料由B737-800和B737-700型飞机观测而得.统计结果表明:两种型号飞机的观测气温和常规高空观测气温的差值分布存在一定差异;差值呈准对称分布,64%的差值分布在-1℃至1℃;不同高度层上的差值不同.相对于常规高空观测气温,飞机观测气温值在700 hPa及以下偏低,在500 hPa及以上偏高.飞机观测气温和常规高空观测气温的差值大小和飞机型号及飞行状态有关.以北京地区的资料为例,利用北京首都机场上空飞机观测气温统计得到的月值和北京探空站常规高空观测气温月值没有显著性差异,各层次、时次的月值差异基本维持在-1℃至0.5℃之间.     

探测环境对北京气象站气温观测值的影响分析

为深入了解气象探测环境对气温观测数据的影响,利用2017年北京市观象台（54511）与南海子站（A1274）逐小时地面气象要素数据,分析两站气温差异以及因站点探测环境导致的日照、风速和降水对两站气温差异的影响。结果表明：2017年两站气温差异较明显,年平均气温54511站比A1274站高0.75℃;两站逐月平均气温54511站全年高于A1274站,两站差值7月最低为0.60℃,9月最高为1.09℃;两站平均日最高气温较接近,平均日最低气温差异较大,54511站较A1274站高1.24℃;两站气温的日变化特征相似,呈单峰分布,54511站气温日较差低于A1274站。两站小时气温差值随着日照时长和强度的增加而增加,短波辐射效应最强的10-14时和长波辐射效应最强的19-23时两站气温差值与当日白天直接辐射曝辐量的相关系数分别为0.459和0.601;水平风速对两站气温差值的影响较大。水平风速超过5 m·s^-1时,两站气温差小于0.1℃;当水平风速不超过1 m·s^-1时,两站观测气温差值达到1.28℃;降水天气下两站的气温差值小于非降水天气,出现降水时次54511站平均气温仅比A1274站高0.2℃。两站相距4.3 km,气候均一,测站周边2 km范围内建设用地占比54511站比A1274站高约30%,植被占比低28%,水体占比相差不大。另外,54511站附近的五环路具有低反射率和高热容的特征,白天能够吸收太阳辐射储存较多的热量,这些热量在夜间释放,可能是两站探测环境对太阳辐射吸收的差异决定了两站温差受太阳辐射和风速的影响较大,而受降水影响较小。     

澄海气象观测环境变化对气温观测的影响

使用统计学方法,对澄海气象站1959～2006年气温资料进行变化特征分析,得出澄海建站近50年来,在20世纪90年代以前澄海气温呈波动变化;90年代开始呈现显著的上升趋势,90年代后期开始增温趋势尤为明显,其幅度远大于全国平均水平,揭示了澄海观测环境变化对气温的影响.     

自动气象观测与人工观测气温差异分析

利用陕西省96个气象站2004--2007年自动与人工平行观测的气温资料,分析陕西全省和不同自然区人工与自动观测气温的差异及引起差异的原因。结果表明：自动观测比人工观测的日平均气温平均偏高0．03℃,标准差为0．26℃。78．6％的样本月平均气温对比差值在0．2℃之内,在不同自然区自动与人工观测气温对比差值在0．2。c之间的百分率基本相同。气温对比差值的日、月变化规律明显,自动与人工观测时间不同步对定时值有一定影响。但对气候分析没有影响,自动观测仪器性能不稳定会造成较大的数据偏差。     

四川自动与人工观测气温的差异分析

利用四川135个站自动与人工第2年平行观测气温资料,就自动与人工观测的气温的差异、引起差异的原因进行了分析。结果表明：气温各项目的自动观测比人工观测平均偏高,平均差值基本在0．2℃以内;气温、日最高、日最低的自动与人工观测比较,差值在±0．2℃之间的分别占58．71％、51．58％、62．68％,自动与人工观测值一致的分别占15．07％、12．16％、14．78％;自动与人工观测气温之间的对比差值存在明显的日变化,无明显的季节性和地域性差异;两种观测体制在观测时间上、观测方式上、测温传感器安装位置上,以及感应元件和测温原理的不同、仪器误差、热滞效应,都会造成观测结果出现差异。     

四川自动与人工观测气温的差异分析

利用四川135个站自动与人工第2年平行观测气温资料,就自动与人工观测的气温的差异、引起差异的原因进行了分析。结果表明:气温各项目的自动观测比人工观测平均偏高,平均差值基本在0.2℃以内;气温、日最高、日最低的自动与人工观测比较,差值在±0.2℃之间的分别占58.71%、51.58%、62.68%,自动与人工观测值一致的分别占15.07%、12.16%、14.78%;自动与人工观测气温之间的对比差值存在明显的日变化,无明显的季节性和地域性差异;两种观测体制在观测时间上、观测方式上、测温传感器安装位置上,以及感应元件和测温原理的不同、仪器误差、热滞效应,都会造成观测结果出现差异。     

自动站与人工观测气温的对比分析

根据2000年自动站和人工观测气温资料, 对两种气温序列进行了对比分析, 以了解仪器改变对观测数据产生的影响以及为换型后数据的连续使用提供科学依据。结果表明:除个别地区以外, 自动站与人工观测气温偏差都在允许范围之内或略超出允许范围, 季节性和地域性差异不大; 由于自动站温度传感器灵敏度高, 所以在日出日落、日气温最高和最低时与人工观测偏差较大; 自动站观测气温与历史序列无显著性差异。自动站可以用于业务, 但需进行一定时间的平行观测, 尤其在西北及高山站更为必要。     

观测仪器和百叶箱的变化对地面气温观测值的影响 及其原因分析

在未来的几年来,中国几十年以来一直使用的地面人工气象观测系统将全部被自动观测系统所取代,观测系统的变化(对气温观测而言,主要是感应器的变化和百叶箱的变化)导致气象要素观测值的系统偏差将是不可避免的。检测地面自动观测与人工观测的地面气温的差异,并分析产生这种差异的原因,对于分析我国气温时间序列的均一性,科学合理使用我国长期气候序列进行气候变化研究具有重要的科学意义,同时对于改进我国地面自动观测系统,减少观测值的系统误差,具有重要的业务应用价值。选取在同一观测场观测、具有同种防辐射百叶箱、不同感应仪器的人工和自动两种地面气温观测系统所获取的5个国家基准站的平行观测资料,分析了不同时间尺度(小时、日、月)的观测和统计值的差异,揭示了两种系统获得的气温测值的偏差,并分析了产生这种偏差的原因,近似估算了仪器精度、仪器灵敏度、太阳辐射和红外辐射等影响因子导致的偏差值。观测仪器的变化对气温测值有较明显的影响,日、月、年平均气温相差0.2左右,太阳辐射对不同仪器的影响不同是主要原因,同时,两种仪器存在0.1左右的系统观测误差,对环境温度变化的敏感性的差异也可引起一天中的不同时段存在0.1—0.15的差异。通过对3个台站不同百叶箱、相同仪器的对比观测试验资料的分析,表明从总体上看,百叶箱的变化对气温观测值的影响不大,但玻璃钢百叶箱内的气温对环境气温变化较木质百叶箱更灵敏。     

济南市新老站址气温观测资料对比分析

对1998～2000年济南市龟山(新测站)和无影山(老测站)的气温观测资料进行对比分析。结果表明：龟山站无论是平均气温还是最低气温均比无影山站低。但各月偏低的程度不同；而最高气温各月的差值趋势并不一致。因此，在使用该站资料时，应考虑由于测站的迁移而产生的差异。     

如皋观测场搬迁前后气温对比分析

针对如皋观测场搬迁后气温偏低的现象,本文对产生这种现象的原因从环境条件、天气过程、土壤土质做了专题分析,结果表明:这种现象是多种因素共同作用的结果,其中最主要的是:(1)观测场环境变化是形成气温偏低的重要原因.(2)观测场所在地的土壤母质等地质背景是形成气温差异的条件之一.(3)冷空气的直接影响为气温差异提供了有利的背景.经分析揭示出:如皋观测场搬迁后的气温偏低现象是更自然地反映了大气自然状况.     

地面自动遥测与人工观测气温对比分析

通过对2001年人工观测和遥测气温资料的对比分析，归纳出不同季节、白天和夜间以及天气突变和平稳变化时人工与遥测气温记录的差异特点，试图找出影响其变化的一些气象因素。     

人工与遥测气温观测资料的对比

地面气象观测中气温测量仪器改变后,不同仪器的观测值存在一些差异。通过对广州和增城两个台站用不同仪器测得的气温资料进行对比分析,指出存在的这些差异的主要原因及合并使用不同仪器的气温记录时应对其中之一组数据进行订正,最后给出了一种订正方法。     

观测时间对自动气象站和人工气象站气温资料的影响分析

自动气象站(简称自动站)和人工气象站(简称人工站)气温资料的差异分析对自动站使用后与原来人工站气温资料的衔接有重要的意义。在诸多分析自动站和人工站观测资料差异的文章中,认为观测时间的不一致是造成二者差异的主要原因之一。汉中国家基准气候站自2003年运行地面自动观测     

基于遥感资料研究合肥城市化对气温的影响

为了探讨城市化进程对城市区域气温的影响程度,利用高分辨陆地卫星影像结合GIS技术揭示了近30年合肥城市化进程及其对气象观测场周边土地利用/覆盖变化（LUCC）的影响过程;进一步分析了1970—2008年合肥气象站与其周边的肥西和肥东气象站观测的年平均、最高和最低3项气温的动态变化特征,并最终建立了合肥气象观测场周边LUCC与气温的关系模型。结果表明,近30年来,合肥建成面积在不断扩大,从而导致了气象观测＂进城＂而先后进行搬迁的现象,继而产生了气温序列的非均一性。1979—2003年期间,合肥观测场由于受到城市扩张影响显著,合肥站3项气温的增温速率均明显大于肥西和肥东站3项气温增温速率。合肥观测场周边半径为4 km缓冲区LUCC对平均气温和最低气温的变化有显著影响。建成面积的增加对平均气温、最低气温有正贡献;而耕地、植被、水体的增加却对平均气温、最低气温存在负贡献。     

观测环境变化对气象资料的影响情况分析

利用河池国家气象站一级站新、旧站址对比观测资料统计发现:相对湿度在新、旧站址差异不明显;除了风速和深层地温,新址平均气温、平均最高温度、平均最低温度、平均水汽压明显低于旧址.分析表明,观测环境、海拔高度、下垫面差异以及城市热岛效应是造成新旧站址气象观测数据差异的主要原因,因此地面观测要素历史资料的运用,要考虑新旧站址资料的均一性问题.