台站观测环境改变对我国近地面风速观测资料序列的影响

利用中国大陆地区460个气象台站1971-2002年10m高度平均风速资料和2007年台站观测环境综合调查资料,根据环境评分分数、障碍物视宽角等影响地面观测风速的台站环境数据,将气象台站分为五类,分别对平均风速观测记录进行了比较分析。结果表明,全国范围内绝大多数未迁移台站近地面平均风速呈明显的减小趋势,冬季平均风速相对减小的趋势最大、秋季最小;在影响风速观测资料序列的台站观测环境因素中,观测场周围障碍物视宽角最为重要,随着周围障碍物视宽角的增大,风速相对减小的趋势也变得更明显;台站周围障碍物视宽角对年和季平均风速减小趋势的贡献最大,约为三分之一。因此,观测环境变化对地面风速资料序列的影响是不可忽视的重要因素。     

探测环境变化对密云气象站地面风观测的影响

文章利用密云站、上甸子站1994-2013年的地面风观测资料,以上甸子站作为参考站,对比分析了密云站第二阶段与第一阶段风观测值的差异。结果表明:第二阶段风速平均值较第一阶段减小了0.5 m·s~(-1);2013年年平均风速受台站周围环境影响最大;观测场周围障碍物对不同季节、月平均风速影响程度为:春季最大,夏季最小;3月最大,8月最小;观测场周围环境对西南偏西风风速影响最大,对1~2 m·s~(-1)风速频率影响最大。第二阶段静风频率增加了5.5%;各季静风频率均有增加,冬季最大,春季最小,秋季大于夏季。     

河北城市化和观测环境改变对地面风速观测资料序列的影响

选用河北省143个气象台站1975-2004年10 m高年平均风速资料,以及1990年和2000年人口普查资料,根据人口增长、台站迁移、仪器高度变化、台站微观环境变化等影响地面风速变化的台站历史信息,把所有气象台站分为4类,并分别对其进行比较分析.结果表明:河北省绝大多数台站风速变化呈减小趋势;城市化进程、台站观测环境等因素均在不同程度上对地面平均风速变化趋势产生了影响,其中台站所在城镇城市化程度是风速减小趋势不可忽略的原因,其影响程度约在1/4左右;台站观测环境因素中观测场附近微观环境变化对风速减小趋势具有重要影响,超过了区域背景风速减小趋势.台站观测环境因素对风速资料序列均一性的影响也不容忽视,至少有1/3的平均风速序列非均一性断点是由观测环境变化产生的.     

地面风对上海城市热岛影响的观测分析

首先利用上海77个区域站2011—2014年逐时气温和风资料,研究了地面风对上海城市热岛(urban heat island,UHI)的影响及UHI季节性空间分布特征的成因,并从海陆热力差异初步揭示了向岸风对热岛强度(urban heat island intensity,I_(UHI))的影响。其次利用上海7个国家站1961—2014年逐月气温和风资料,研究了上海各季地面风速与I_(UHI)的年际变化关系。结果表明:(1)UHI中心出现的位置与风向、风速有密切的关系,特别是夜间UHI中心有向城市下风方向漂移的特征,其平均漂移风速阈值为2 m·s~(-1),UHI区域随风速增大向城市下风方向延伸,I_(UHI)随风速的增大而减小。(2)上海各季夜间UHI特征明显,尤以秋冬季最为明显,春季次之,夏季最弱。春夏季夜间UHI中心出现在城区西北侧,而秋冬季夜间UHI中心稳定在城区,表现为典型UHI。各季白天均表现为下风方大范围增暖现象。季节地面盛行风决定了UHI季节性空间分布特征。(3)白天向岸风具有抑制升温作用(春夏季最为明显),受其影响气温大值区易出现在内陆地区,春夏季城市偏东区I_(UHI)小于偏西区;夜间向岸风具有抑制降温作用(秋冬季最为明显),受其影响秋冬季东部沿海地区出现明显增暖且城市偏东区I_(UHI)大于偏西区。海陆热力差随季节不同和盛行风风速大小决定了向岸风这种作用的大小及影响范围。(4)各季年平均地面风速与I_(UHI)均呈显著负相关,1961—2014年上海各季风速均表现为递减趋势(春冬季最明显),为I_(UHI)增大提供有利条件。21世纪以来各季I_(UHI)均呈现减缓特征(夏秋季最明显),风速并不是导致I_(UHI)减缓的主要因素。     

对基线观测若干问题的探讨

由于空气中不规则乱流及充气后的气球经纬和形状差异等的影响，小球测风中的气球固定升速实际上只是个概值，它与真值存在着一些差距。所以，在精度要求较高的大气环境影响评价和科学考察时，往往要用基线观测──两架设在一定距离上的高空经纬仪，用同时观测气球运动投影点的办法──来确定气球在各瞬时的高度和距离，以测定低层大气各高度上的风向风速和某一高度层次上物质聚散的运动轨迹。随着科学技术的进步和大气环境影响评价等工作的新进展，基线观测己被愈来愈多的部门所采用，但其操作方法尚不够规范统一。本人根据多年的实践和探索…     

走出大风观测的误区

新版《地面气象观测规范》中关于大风的观测和记录与旧版《规范》中该项的观测记录是有区别的。大风定义为：瞬时风速达到或超过17m·s^-1的风，而瞬时风速是指3秒钟的平均风速。故在人工观测中大风的观测记录应为：瞬时风速指示器3秒钟平均风速达到17m·s^-1，即开始记录该现象。[第一段]     

广汉机场春季地面风的变化特征及其对飞行训练的影响

利用广汉机场2010~2014年遥测地面风场资料,分析了春季地面风的年变化、月变化以及日变化特征,讨论了地面风对飞行训练的影响。结果表明:广汉机场春季盛行偏北风,此外主要还受到北西北、北东北风的影响,飞行训练易遭遇左侧风;4~5m/s以及6m/s以上的地面风日数年变化不大,但春季最大风速的年变化差异较大;3~5月月平均地面风速呈递增特征,从3月到5月主导风向由北风顺时针变化为东北风,东东南、东南、南东南风频率逐渐增加,左侧风以及逆风影响增大。地面风速的日变化呈现出“一峰一谷”的大陆型变化特征,即白天风速大,夜间风速小,午后风速最大,4~5m/s的风受日变化影响大,6m/s以上的风主要受天气系统的影响。      

三峡坛子岭单点地面矢量风分析

利用UVW三轴风速仪三峡坛子岭单点地面风观测资料分析了三峡坝区地面风速量值、风向风速出现频率分布、风的日变化规律等，并根据这些观测资料、结合一些地形风理论知识和观测现象推测了三峡坛子岭附近地面风平面流场特征，从而揭示了河道地形回流风这一特殊小地形下的局地风现象。三峡坛子岭附近地面的这种回流风尺度在百米到千米量级，与由于地形热力因子引起的山地风不同，是由于小地形的动力作用引起的，其风向与长江河道引导的山地风相反。     

北京山区与平原冬季近地面风的精细观测特征

利用2009—2018年冬季北京地区200多个自动气象站逐时10 m风速、风向观测数据,分典型区域（山区、山区与平原过渡区、平原区、城区）研究北京地区冬季近地面风的精细特征,并使用有完整记录的2 a（2017和2018年）冬季延庆高山区不同海拔高度10 m风逐时观测数据,多视角分析高山区不同海拔高度近地面风的特征和成因,以深刻认识北京地区复杂地形条件下冬季近地面风的特征和规律。结果表明:（1）北京地区冬季近地面平均风受西部北部地形、城市下垫面粗糙度和冷空气活动共同影响,平均风速沿地形梯度分布,山区高平原低,平原中又以城区风速最小;盛行西北风和北风,在城区东、西两侧盛行风出现扰流,在山区和过渡区一些地方还存在与局地地形环境明显关联的其他盛行风向。（2）4个典型区域冬季近地面风速日变化均表现为白天风速大于夜间,午间风速最大的“峰强谷平”单峰特征,这一特征的稳定性在城区高、山区低。（3）4个区域冬季弱风（< 1 m/s）频率为31%—42%,城区较高、山区较低;强风（> 10.8 m/s）频次则是山区多、城区少,强风风向主要表现为偏西—偏北,与冷空气活动密切关联;城区、平原区和过渡区偏南风频率均为极小,暗示北京“山区—平原”风模态在冬季是“隐式”的、不易被直接观测到。（4）近地面风的水平尺度代表范围在延庆高山区高海拔处明显大于低海拔处,海拔1500 m附近（平均的边界层顶高度）是延庆高山近地面风速日变化特征的“分水岭”,低于该海拔高度时近地面风速日变化表现为前述“峰强谷平”单峰特征,而高于该海拔高度时近地面风速日变化则呈现相反特征,即夜间大白天小、午间最小的“峰平谷深”特征,这是由边界层湍流活动的日变化及伴随的低层自由大气动量向边界层内下传所致。（5）延庆高山近地面风速大体上随观测高度而增大,高海拔站点日平均风速数倍于低海拔站点。白天—前半夜,海拔约2000 m的站点冬季盛行偏西风,风向变化不大,但风速为2—12 m/s;1000 m左右的低海拔站则风速比较稳定（< 6 m/s）,风向从午间至傍晚相对多变。      

台站环境变化对风观测资料影响的初步分析

分析广西隆安、蒙山、上思等三个地面观测站周边环境变化,根据障碍物(主要是建筑物)出现的时间与对应气象资料序列并选取相邻探测环境变化较小的气象台站进行连续性对比,结果表明:台站周围障碍物的变化对风向、风速造成的影响较大.但影响程度要视具体情况而定.     

近50年河西绿洲地面风的时空变化特征

根据河西绿洲13个气象台站1951年1月—200O年12月的地面风资料,统计分析了河西绿洲地面风的时空变化特征。河西绿洲大多数台站夏季盛行偏东风,冬季盛行偏西风,各站的最大风速一般出现在春季。绿洲中静风频率较高,绿洲各站地面风平均风速在20世纪5O年代有一峰值,但时间跨度较短,之后波动增加,至70年代达到峰值,然后逐渐减少。河西绿洲大部分台站从70年代盛行风向发生了改变。河西绿洲一些站的地面风向存在昼夜反向的特征。     

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.     

洛阳机场风的气候特征

文章对影响洛阳机场风向、风速的因素做了阐述。利用机场1989－1998年地面风观测资料对风向、风速、大风的日际和月际变化进行了分析，得出了洛阳机场风向、风速的地方性气候特征和季节性变化规律。     

风与观测环境

统计德州、陵县(与德州相距约30 km)观测站2006—2012年逐年16方位风向出现次数、平均风速、最大风速、年最多风向及出现频率发现:2006—2008年期间,德州与陵县在16方位风记录变化趋势相近,年最多风向接近或相同。德州站自2009年开始,NE—NWN方因受建筑物影响,NE、NNE、N、NNW 4个方向年出现次数明显减少、平均风速,最大风速均呈减小趋势,以N最明显,减少77%;同时其相对方向风记录受到不同程度的影响,S出现次数减少最明显;由于空气具有钝体绕流现象,造成E、NW出现回数明显增加,以E最明显;从而导致该站年最多风向发生变化,由原来的S(或SSW)转为E。2009—2012年与2006—2008年比较:N年均出现回数减少79次,平均风速减少0.9 m/s;NNE年均出现回数减少57次,平均风速减少0.8 m/s;NE年均出现回数减少40次,平均风速减少0.9 m/s;NNW年均出现回数减少29次,平均风速减少0.1 m/s。     

地面观测业务改革调整给气象观测工作带来的变化

该文分析了地面观测业务改革调整给地面观测工作带来的重大影响,包括地面观测业务改革调整的详细内容以及观测员任务的变化,得出了地面观测业务改革调整给气象观测工作带来的深刻变化是:提高了观测要素数据的准确性和精细度;减轻了观测员劳动强度,减少了大量的物质消耗,为最终实现观测自动化迈出了重要的一步。     

二连浩特气象站环境变化对观测资料的影响

利用气候统计方法,分析了二连浩特国家基本气象站1968—2008年41年地面观测7个要素的变化特征。选择那仁站对比分析了1994年前后两个时间段各要素的变化。揭示了由于城市发展,1994年后二连浩特站周围环境发生了较大改变,使得平均气温、地面温度明显升高,平均风速明显减小的事实。     

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。     

地面风对瓦里关山大气CH4本底浓度的影响分析

使用1994年7月至1996年12月大气CH4和地面风现场连续观测资料,分析了瓦里关全球大气本底基准站（36°17′N, 100°54′E,海拔3816 m）地面风变化对大气CH4本底浓度的影响。结果表明,水平风向、风速和垂直风向、风速的变化对大气CH4观测值的影响在春、夏、秋、冬季有明显不同,水平风向NE—ENE—E为CH4测量最主要的局地影响非本底扇区,静风及水平风速大于10 m/s、垂直风速大于±1 m/s对观测结果都有较大影响;由的统计平均还给出了此段期间瓦里关大气CH4在不同季节的浓度分布范围和日变化类型,并分析了可能成因;将地面风数据作为大气CH4本底资料的过滤因子之一,提出了适用于不同使用目的和要求的我国内陆高原大气CH4本底数据筛选方法,本底数据留存率约为原始资料量的50%。     

美国自动地面观测系统

美国自动地面观测系统陈奕隆（中国气象科学研究院大气探测所，北京１０００８１）１引言美国自动地面观测系统（ＡＳＯＳ）是根据美国政府部门，主要是美国国家海洋大气局（ＮＯＡＡ）、交通部和国防部为一个共同的目标──提高地面气象观测自动化和提高灾害性天气预报和...     

人工观测与自动观测地面最低温度的差异分析

分析在地面温度下降到零度以下时,自动站的地面最低温度与人工站的地面最低温度差异明显增大的原因,为两者资料能正确应用提供依据。