章丘國家基本氣象站站址變動分析報告

葛凡 賈在強 張玲

摘要：章丘市國家氣象觀測站屬于國家基本觀測站、探空站和風廓線雷達站，是國家觀測站網的重要站點，承擔著章丘市轄區氣象基礎數據觀測和大氣探測采集與傳輸等重要任務。章丘市氣象觀測站始建于1957年，1962年1月1日由章丘縣臨濟區前營鄉第一次遷站遷至章丘縣盤泉寺農場，1984年1月1日第二次遷站遷至章丘市明水鎮鎮東大街，1995年1月1日第三次遷站至現址，2007年升級為國家基本觀測站，2003年探空站由濟南元影山遷至現址，2012年建成風廓線雷達?，F位于章丘市雙山街道賀套村南繡水大街3866號，目前地面氣象探測環境評估得分90.1分，高空氣象探測環境評估得分77.2分。

隨著章丘經濟社會的發展，城市總體規劃的實施，章丘市氣象局站址探測環境正逐步受到影響，我單位擬將章丘國家基本氣象站（地面、高空、風廓線雷達）進行整體遷移。

關鍵字：章丘；氣象站；比較分析

近年來，隨著章丘經濟社會快速發展，城市化進程不斷加快，城市規?？焖贁U大，氣象站周邊環境發生了巨大變化。20年前地處城郊的氣象站，已處于城市的中心位置。特別是章丘市城市總體規劃于2006年通過專家評審確定，并報經省政府于2011年正式批復執行，且此規劃已經無法更改并開始逐步實施，該規劃在氣象站周圍規劃建設有高層住宅小區和研發中心等。為確保獲取準確的氣象資料，更好的服務地方經濟社會發展，現申請將章丘國家基本氣象站、探空站進行整體遷站。一、章丘國家基本氣象站基本情況及歷次站址變動情況說明

章丘國家基本氣象站（區站號：54727，位于117°3232 E，36°4112 N，以下簡稱“章丘站”）現位于章丘市繡水大街3866號，占地面積28，7畝。該站始建于1957年1月6日，位于章丘縣臨濟區前營村，承擔地面氣象觀測任務。該站先后經歷了3次遷站，分別為1962年1月1日、1984年1月1日、1995年1月1日。擬遷新址位于章丘市雙山街道白泉村南瓦山，距離現址約4100m，117°3055 E，36°3912”N，拔海高度263.0m。

二、章丘現址周邊站網分布情況及現址和擬遷新址周邊氣象探測環境分析評估

1.章丘站現址周邊氣象臺站分布情況。章丘站周邊200公里范圍內共有國家級氣象觀測站98個，其中基準站4個，基本站9個，—般站85個，現址工作年限大于等于30年的有24個。臨近的基準站有惠民、泰山、莘縣、莒縣，基本站有陵縣、墾利、濟南、沂源、兗州、濰坊、費縣、泊頭、黃驊。擬選新址和現址與周邊最近的國家基本氣象站濟南站的間距比為0.92（擬選新址距濟南站45.7公里，現址距濟南站49.9公里）。

2.現址和擬遷新址周邊環境分析評估。章丘市位于東經117°11～117°44、北緯36°26～37°4之間，南北長70公里，東西寬37公里，總面積1855平方公里。章丘市氣象局始建于1957年，現址位于章丘市賀套村南，建站之初，觀測場周邊地勢開闊，四周為一般農田，地形為丘陵，土壤為壤土。章丘市城市規劃2011年經省政府批準，該規劃在氣象站周圍1公里內有東城花苑、華港世紀城、城中村改造等18到31層的高層建筑群，氣象探測環境難以維持。擬選新址位于章丘城區南部，具備較好的建站條件，能夠代表章丘普遍的環境狀況，具有良好的氣候代表性。新址周邊屬于丘陵，土壤類型是壤土。規定范圍內無影響氣象探測環境的建筑物、構筑物，符合氣象探測環境要求，有利于氣象探測環境長期保護。通過對比，擬選新址地形、地貌、土壤、植被與現址基本一致，距離現址約4100m，處于同一氣候區，因此，擬選新址能夠代表現址所代表區域的天氣氣候特征。

三、章丘站觀測資料序列完整性、區域一致性和均一性分析

1.章丘站觀測資料序列完整性分析

建站以來觀測的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量、平均相對濕度、平均風速（2分鐘）按照月值來統計缺測率均為0，數據缺測年月分布狀況，完整性較好。根據缺測統計結果，按照標準對各要素的完整性進行分類評估。6個要素缺測率均為0，分類結果均屬l類，各要素完整性評估結果均為序列完整，因此認為章丘站現址觀測資料序列完整。

2.章丘站觀測資料序列區域一致性分析

參考站選擇

根據參考站選擇標準，在擬遷站現址周邊半徑為200公里左右范圍內，選區鄒平、惠民、青州三個臨近站點作為參考站，參考站及擬遷站的一般信息見表3.1。

由表3.1可見，3個參考站年平均氣溫相差0.1-0.8℃、年降水量相差0.4-80.3mm，參考站與擬遷站均處于暖溫帶大陸性季風氣候區；資料長度均達50年以上，序列完整性好，參考站被選用的時段探測環境評分均在79分以上，經調查參考站周圍建筑物較少，多年來探測環境變化不大、較穩定：參考站受城市的發展帶來的影響較小。以上各站滿足參考站的一般要求。為了保證資料一致，各參考站均截取1965～2014年觀測資料，對參考站觀測資料求平均，形成參考站序列。將擬遷站資料序列與參考站序列進行對比分析。

差值比較

（1）氣溫。由圖3-1可看出，擬遷站與參考站的年平均氣溫差值自1965至1984年呈下降趨勢，1984至2004年基本上呈現上升趨勢，2004年后又呈現下降趨勢，整體呈波浪式變化，波動較大；這與城市的發展和周邊探測環境改變有關，結論可以認為擬遷站現址受城市化影響較大，與參考站的一致性較差。

（2）降水。由圖3.2可看出，擬遷站與參考站的年降水量差值基本呈現逐漸上升的趨勢，可認為城市化對降水有一定影響，擬遷站與參考站的年降水變化一致性越來越差。

（3）相對濕度。由圖3.3可看出，擬遷站與參考站的年平均相對濕度差值自1989年以來呈負變化趨勢，而且差值越來越大：每5年平均相對濕度差值變化和每10年平均相對濕度差值年代際變化也表明，1989年以后負差值越來越大。經分析與城市的發展有關，而且隨著城市的規模不斷擴大，影響也越來越大?？梢哉J為擬遷站與參考站的年平均相對濕度隨時間變化一致性越來越差。

（4）風速.由圖3.4可看出，擬遷站與參考站的年平均風速自1984年后差值存在明顯的上升趨勢，表明擬遷站風速大于參考站?？烧J為擬遷站現址風速與參考站的平均風速差值較大、一致性較差。

綜合分析

根據差值比較和趨勢比較兩種方法的分析結果均表明，4個要素中，除氣溫區域一致性一般外，降水、相對濕度和風速受城市化綜合影響，區域一致性均較差。綜合結論可認為擬遷站（章丘）觀測資料區域一致性較差。

3.章丘站觀測資料序列均一性分析

（1）對章丘站建站以來觀測的平均氣溫、降水量、平均相對濕度和平均風速（2分鐘）等要素的年值序列進行均一性分析。按照參考站的選取原則，選取鄒平、惠民、青州三個站點，并分別計算與章丘站的相關系數，序列長度為50年，均能通過顯著性檢驗（a=0.001）。取三個參考站的平均值作為參考序列，氣溫和濕度資料，采用差值序列進行檢驗；降水和風速資料，采用比值序列進行檢驗?；谡虑鹫驹攲嵉臍v史沿革記錄，挑出遷站、儀器變更、觀測時間或統計方法變更、臺站環境變化等有記錄的時間點進行針對性的統計檢驗，判斷在該時間是否存在不連續點。以可能引起序列非均一的時間點為假設的斷點，應用t檢驗方法（顯著性水平0.05）進行該時間點前后時段的顯著性檢驗，如檢驗結果顯著，則認為該點是不連續點。（2）章丘站觀測資料均一性綜合分析.繪制章丘站歷史觀測資料序列均一性檢驗結果，得出結論：章丘站觀測資料完整性好、區域一致性較差、均一性較好。

四、結論性意見

1.氣象探測環境與站網布局方面。章丘站擬選新址與現址距離較近，下墊面與現址建站初期基本一致，氣象探測環境好，且與現址處于同—氣候區，能夠代表現址所代表區域的天氣氣候特征。擬遷新址和現址與周邊最近的國家基本氣象站濟南站的間距比為0.92。擬遷新址與現址距離較近，對站網布局影響較小。

2.現址觀測資料分析。通過分析，章丘站現址觀測資料完整性好。受氣象探測環境變化的影響，1984年后風速區域一致性較差，1989年后相對濕度區域一致性較差，2004年后溫度區域一致性較差?，F址觀測資料的均一陛較好。

3.綜合分析結果。綜上所述，章丘站擬選新址與現址地處同一氣候區，下墊面基本一致，能夠代表本地天氣氣候特征。遷址后站網空間布局變化不大。站址遷移不會影響本省氣候評估業務、氣候預測業務、天氣預報（包括數值天氣預報）、災害性天氣監測預警和決策服務。若該站遷至新址，氣象探測環境有利于得到長期保護，其觀測資料的區域一致性將明顯改善，通過對比分析，可以對觀測資料進行訂正，從而滿足氣象業務服務需求。