榆树市气象观测资料完整性和区域一致性分析

摘 要：由于近地面层的气象要素存在着空间分布的不均匀性和随时间变化的脉动性，因此地面气象观测记录必须具有代表性、准确性、比较性。其中代表性和比较性和探测环境息息相关。对一个观测站气象要素资料序列完整性和区域一致性的分析是业务服务和研究气候变化的关键。本文应用1958～2014年为期50多年的气象要素资料，对平均气温和平均风速进行了年均值以考查其资料的完整性和区域一致性，与其近邻德惠、九台站相同要素比较，结果表明榆树站观测资料完整性和区域一致性较好。

关键词：榆树；探测环境；完整性；一致性

中图分类号：S164 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20151132053

气象观测是气象业务工作的基础，气象要素资料的代表性、准确性、比较性决定其适用范围和使用价值。气象要素资料的代表性和比较性主要取决于其探测环境。因此，对一个观测站气象要素资料序列完整性和区域一致性的分析是业务服务和研究气候变化的关键。

1 资料和方法

本文资料来源于长春市气象信息服务系统资料库。对榆树1958～2014年间的平均气温、和平均风速的年均值进行序列分析。用其结果分析各气象要素的一致性。对其近邻站同期对应的气象要素资料作相同统计、序列分析。相互比较来考察榆树站气象要素资料的区域一致性。

2 主要结果

2.1 榆树站观测资料序列完整性分析

建站以来观测的平均气温、降水量、平均相对湿度、平均风速按照月值来统计缺测率及数据缺测年月均为0.0%，各要素完整性评估结果均为序列完整，因此认为榆树站现址观测资料序列完整。

2.2 榆树站观测资料序列区域一致性分析

为了更好的做好资料序列区域一致性分析，选择参考站必须严格遵循如下几点：参考站与拟迁站距离较近，属于同一气候区。参考站观测资料序列与考察站序列平行年代长。参考站周边环境较好，多年来探测环境变化少，拔海高度相差较小。因此，综合考虑迁站次数少（1次及以下）、时间序列长、探测环境评分较高的台站，即九台站、德惠站作为参考站。

由表1可见，2个参考站年平均气温与年降水量相差不大，参考站与榆树站均处于季风区温带半湿润地区；资料长度平行时间长、完整性好，现址使用时间均达30年以上；参考站在被选用的时段内探测环境评分均在75分以上，多年来探测环境变化不大，以上各站基本满足参考站的要求。

2.2.1 差值比较

计算榆树站年平均气温和年平均风速与参考站序列的差值比较分析结果如下：

从图1看出，榆树站与参考站年平均气温差值1958年至2014年气温变化不大，差值在-0.2～-0.4之间，2005～2007年平均气温差值异常升高，是因为德惠站2004年迁站，榆树2007年迁站所致，之后气温差值又回落到之前范围内，从温度来看一致性较好。

从图2可看出，榆树站与参考站年平均风速以1980年为中心大体呈波动性变化趋势，但整体是上升趋势，初步分析很可能受城市化影响所致，且随着城市规模的扩大和周边高大建筑物的不断出现，年平均风速差值增加的趋势愈加明显，可以认为自20世纪90年代开始随着时间变化区域一致性缓慢地发生变化。

2.2.2 趋势比较

对榆树站和两个参考站的年平均气温和年平均风速序列分别求取线性趋势进行比较，分析结果如下：

由图3和图4可知，榆树站与参考站气温随时间变化，趋势线和逐年变化曲线均基本重合，两次迁站对区域一致性并没有影响；从温度曲率上来看，榆树站和德惠站气温区域一致性较好，九台站曲率逐渐增大，说明九台站探测环境恶化比较明显，和实地勘测的探测环境评分也证明了这一点。同时榆树站平均风速减小的速率明显小于其他两个站，表明榆树站受探测环境影响较小，区域一致性较好。

3 结论

本文综合统计分析了榆树国家一般气象站在1958～2014年期间探测环境逐渐变化的地面气象要素资料，列出与之相邻的德惠、九台站同期、同要素的地面气象要素数据作比较分析，根据差值比较和趋势分析两种方法的分析结果表明，榆树站受城市化进程加快探测环境的恶化的影响，风速从20世纪90年代起，出现区域一致性差得趋势；气温基本一致。 4个要素中，榆树站4个要素与参考站差异较小，综合结论认为榆树站具有较好的完整性和区域一致性。

参考文献

[1] 胡玉峰.自动与人工观测数据的差异[J].应用气象学报，2004，15（6）.

[2] 刘小宁，任芝花，王颖.自动站与人工观测地面温度的差异及其分析[J].应用气象学报，2008，19（5）.

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