楊雅紅
(香河縣氣象局,河北 廊坊 065400)
近年來,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市化對氣象臺站的氣象要素的影響日益嚴重,鄧芳蓮、盧綺玲、劉勇等針對城市化對氣象要素的影響作了相應(yīng)的分析,高紅燕等研究地面氣象臺站環(huán)境變化對氣溫序列均一性的影響程度,他們的結(jié)論都認為氣象臺站城市化對氣象要素的影響是非常明顯的。本文對處于城區(qū)及鄉(xiāng)村的氣象臺站的資料進行了分析和研究,為今后氣象服務(wù)和指導(dǎo)本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟發(fā)展提供重要依據(jù),對促進香河縣的未來經(jīng)濟發(fā)展有著十分重要的價值意義。
香河縣位于廊坊市東北部,周邊與北京市、天津市及大廠回族自治縣毗鄰。其面積為458km2,地處北緯39°45′,東經(jīng)116°59′。臺站屬于國家一般氣象站(以下簡稱“香河站”)位于縣城西北角,目前已經(jīng)處于城區(qū)中。
三河市位于廊坊市東北部,周邊與北京市、天津市及大廠回族自治縣毗鄰,其面積為643km2,地處北緯39°58′,東經(jīng)117°05′,臺站屬于國家一般氣象站(以下簡稱“參考站”)位于縣城南高各莊村西,目前處于鄉(xiāng)村。
香河站1978年遷到現(xiàn)址時,臺站周邊地勢開闊,四周為基本農(nóng)田,地形為平原,地勢平坦,土壤質(zhì)地為壤土。隨著城市化進程的不斷加快,臺站逐漸處于城市中心地段,臺站周邊時有項目建設(shè),臺站環(huán)境的破壞程度逐年加重。
參考站選擇標準:
(1)參考站與本站距離近,屬于同一氣候區(qū)。
圖1 香河站與參考站年平均氣溫逐年變化和線性趨勢
(2)參考站觀測資料序列與本站序列平行年代長,且未遷過站。
(3)參考站周邊環(huán)境較好,多年來探測環(huán)境變化少,拔海高度相差較小。
(4)參考站位于所在城市上風(fēng)方向,以避免城市的發(fā)展對觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響。
綜合以上4點考慮,選取廊坊市三河市氣象臺站作為參考站。
由表1可見,兩站年平均氣溫與海拔高度相差不大,且兩站均處于暖溫帶半干旱半濕潤氣候區(qū)內(nèi);兩站的資料長度均比較長,且序列完整性好;經(jīng)過調(diào)查參考站周圍建筑物多為低矮平房,無高大建筑物,臺站環(huán)境相對穩(wěn)定,臺站周圍比較開闊,城市發(fā)展帶來的影響相對較小。
為了保證資料一致,以具有完整年份資料為起始年,終止年一致,故氣象資料選取1979年~2013年35年的氣溫、濕度、風(fēng)速。將參考站氣象資料形成參考站序列,將香河站1979年~2013年數(shù)據(jù)序列與參考站序列進行對比分析。
對35a氣候變化趨勢采用了統(tǒng)計學(xué)法及線性趨勢比較法,對香河站和參考站年平均氣溫、年平均相對濕度和年平均風(fēng)速(2分鐘)序列分別求取線性趨勢,以年代x為自變量(年代為1979~2013),y為各氣象要素的因變量,a為線性趨勢系數(shù),b為常數(shù),將氣象要素的趨勢變化用一元線性方程表示,即Y=ax+b。
根據(jù)香河站和三河站1979年~2013年以來35a的年平均氣溫資料,繪制年變化趨勢,如圖1所示。
由圖1可知,香河站與參考站氣溫隨時間變化均為上升趨勢,增溫速率分別為0.63℃/10a、0.27℃/10a,香河站年平均溫度增長趨勢明顯大于參考站,兩站溫度變化線從最初的值接近到1991年開始由負值變?yōu)檎怠?/p>
表1 香河站與參考站基本信息表
圖2 香河站與參考站年平均相對濕度逐年變化和線性趨勢
圖3 香河站與參考站年平均風(fēng)速逐年變化和線性趨勢
分析認為,90年代初,臺站周圍陸續(xù)建造了平房、辦公樓等,大量的建筑不斷向臺站觀測場逼近。到90年代末,臺站已經(jīng)處于香河縣城區(qū)中,“城鎮(zhèn)面貌三年大變樣”工程和香河縣城總體規(guī)劃的實施對臺站周圍環(huán)境產(chǎn)生了明顯影響,年平均溫度持續(xù)上升。2000年后臺站周圍陸續(xù)建起了多個居民區(qū),持續(xù)破壞站址周圍環(huán)境,造成年平均氣溫不斷升高。
由圖2可知,香河站與參考站相對濕度隨時間變化均為減小趨勢,香河站減小速率1.65%/10a,而參考站減小速率為0.29%/10a,香河站相對濕度減少趨勢是參考站的五倍,2008年后,香河站相對濕度開始低于參考站,且趨勢顯著。
由圖3可知,香河站與參考站平均風(fēng)速隨時間變化均為減小趨勢,減小速率分別為0.22(m/s)/10a、0.15(m/s)/10a,由兩者平均風(fēng)速年際變化可以看出,90年代后期開始,香河站年平均風(fēng)速與參考站相比開始明顯減小,且減小趨勢越來越大。分析認為,從90年代中后期開始,在城市發(fā)展的帶動下,香河站周圍陸續(xù)建起家屬院、住宅小區(qū),持續(xù)不斷的破壞臺站周圍環(huán)境,周圍建筑物不斷增多,風(fēng)速相對減小的趨勢也變得更明顯,所以導(dǎo)致了香河站風(fēng)速與參考站不一致現(xiàn)象也越來越嚴重。
趨勢比較法的分析結(jié)果表明,由于香河站受到城市化的影響明顯,而參考站處于鄉(xiāng)村,受影響較小,所以香河站的氣象要素變化更明顯。
(1)由年平均溫度變化和趨勢分析得出,香河站的平均溫度升高明顯大于參考站,其增溫速率是參考站的兩倍多;
(2)由兩站的相對濕度變化和趨勢分析得出,香河站的相對濕度減小明顯快于參考站,且其減小趨勢是參考站的五倍;
(3)由風(fēng)速變化及趨勢分析可知,香河站的風(fēng)速減小速率明顯大于參考站,且隨著時間的推移這種減小的趨勢越來越大。因此得出:受臺站城市化的影響,處于城區(qū)中的香河站比參考站氣象要素的變化更明顯,年平均氣溫明顯升高,相對濕度顯著減小,風(fēng)速也明顯減小。而且隨著城市規(guī)模的不斷擴大和臺站周邊建筑群的不斷增多,兩站氣象要素的差異將愈來愈明顯。
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