烏審旗區(qū)域自動站數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用

劉瑞芳 劉志宏

摘要 利用烏審旗3個國家級自動站與3個區(qū)域自動站2013—2017年逐時、逐日氣溫、降水、風(fēng)速資料，進行了對比分析，結(jié)果表明：近5年，烏審旗年平均氣溫以中部最高，其次是南部，北部最低；年平均風(fēng)速以中部最小，為2.2 m/s，歷年最大與極大風(fēng)速均出現(xiàn)在北部；短時最強小時降水量出現(xiàn)在北部烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)，時間段為2013年7月1日22：00—23：00，雨量達(dá)81.1 mm。

關(guān)鍵詞 烏審旗；區(qū)域自動站；氣溫；風(fēng)速；降水

中圖分類號：P412.25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）05-064-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.024

烏審旗隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市，位于鄂爾多斯市東南部、內(nèi)蒙古自治區(qū)最南端，地處毛烏素沙地腹部，東西距離104 km，南北距離194 km，總面積11 645 km2，下轄5個鎮(zhèn)1個蘇木，分別是嘎魯圖鎮(zhèn)、烏審召鎮(zhèn)、圖克鎮(zhèn)、烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)、無定河鎮(zhèn)、蘇力德蘇木。我局目前共建有區(qū)域自動站22個，自動站網(wǎng)已基本覆蓋烏審旗全境，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地獲取烏審旗地區(qū)的氣象要素數(shù)據(jù)。無定河鎮(zhèn)、烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)、蘇力德蘇木、圖克鎮(zhèn)4個四要素區(qū)域自動氣象站已運行6年，積累一定的氣象數(shù)據(jù)資料，但是還沒有對這些氣象資料進行過系統(tǒng)的整理、分析和比較。利用區(qū)域自動氣象站觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合烏審旗3個國家級氣象觀測臺站的數(shù)據(jù)，對區(qū)域自動氣象站的各氣象要素進行分析、比較、總結(jié)，從而掌握各氣象要素的變化規(guī)律，詳細(xì)了解烏審旗全境的氣溫、風(fēng)速、降水等氣象要素的分布情況、變化規(guī)律，以期為氣象服務(wù)及促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃等提供真實可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)。

1 資料選取

資料來源于烏審旗3個國家級氣象觀測站與3個區(qū)域自動站2013—2017年近5年的氣溫、風(fēng)速、降水逐時、日觀測數(shù)據(jù)，其中北部以烏審召站、圖克鎮(zhèn)、烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)為主、南部以河南站、蘇力德蘇木為主（因無定河鎮(zhèn)的區(qū)域站所在位置移動信號差，數(shù)據(jù)傳輸不夠穩(wěn)定，故不做數(shù)據(jù)對比分析）、中部（鎮(zhèn)政府所在地嘎魯圖鎮(zhèn)）以烏審旗站為主。

2 結(jié)果及分析

2.1 烏審旗氣溫分布情況

2.1.1 年平均氣溫、極值的變化 通過數(shù)據(jù)對比分析可知，烏審旗全境年平均氣溫以中部最高，為9.3℃，其次是南部，北部最低。與中部相比，南部偏低0.6～0.9℃，北部偏低1.5～1.8℃。

由南北氣溫分布狀況可知，南部區(qū)域站與自動站相差0.3℃，北部區(qū)域站與自動站相差0.1～0.2℃。南北氣溫區(qū)域站與國家級自動站的氣溫基本相一致。

利用各站年極值數(shù)據(jù)對比可知，雖然中部年平均氣溫最高，但并沒有極值出現(xiàn)，每年的極端最高均出現(xiàn)在南部，比中部偏高0.1～1.6℃，歷年最高值在南部，達(dá)39.0℃，出現(xiàn)在2017年7月12日，與中部的極端最高氣溫為同一日，相差1.6℃；極端最低氣溫分布在南北區(qū)域，其中2013、2016年在北部，2014—2015、2017年在南部，比中部偏低4.2～10.4℃，歷年極端最低氣溫在北部-30.6℃，出現(xiàn)在2013年1月3日，與中部的極端最低氣溫為同一日，相差7.6℃。

南北極值分布情況顯示：①極端最高，南部除2015、2017年極值出現(xiàn)在河南站，其余年份都出現(xiàn)在蘇力德蘇木；北部除2017年極值出現(xiàn)在烏審召站，其余年份都出現(xiàn)在圖克鎮(zhèn)；②極端最低，除2013年南部出現(xiàn)在蘇力德蘇木、北部出現(xiàn)在烏審召站外，其余各年南部均出現(xiàn)在河南站，北部出現(xiàn)在圖克鎮(zhèn)或烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)。

2.1.2 四季氣溫變化 四季平均氣溫中部均高于北部及南部。其中，冬季高于南部1.0～2.1℃，高于北部1.3～2.8℃；春季高于南部0.1～0.5℃，高于北部0.6～1.4℃；夏季南部氣溫基本接近于中部，北部偏低0.7～1.4℃；秋季高于南部0.4～0.9℃，高于北部1.1～1.7℃。

南北四季氣溫分布情況顯示：①南部四季氣溫，蘇力德蘇木與河南站相比，冬季相差較大，其次是春秋季，夏季最??；②北部四季氣溫，圖克鎮(zhèn)與烏審召站基本接近，烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)與烏審召站相比，冬季相差較大，其次是春季，夏季最小。

2.2 烏審旗風(fēng)分布情況

由近5年風(fēng)速資料可知，烏審旗年平均風(fēng)速2.9 m/s，其中最大平均風(fēng)速4.0 m/s，出現(xiàn)在北部，最小風(fēng)速出現(xiàn)在中部2.2 m/s。歷年最大及極大風(fēng)速分別出現(xiàn)在北部18.7 m/s和27.8 m/s。除2013年外，每一年的最大風(fēng)速北部及南部都比中部偏大，但極大風(fēng)速出現(xiàn)了不確定性，這是由于影響系統(tǒng)各異，不能一概而論。

南北風(fēng)的分布情況顯示：南部年平均風(fēng)速的變化范圍2.3～2.8 m/s，與河南站相比，蘇力德蘇木偏大，歷史最大風(fēng)速河南站與蘇力德蘇木一致，極大風(fēng)速在河南站；北部年平均風(fēng)速的變化范圍2.6～4.0 m/s，與烏審召站相比，烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)和圖克鎮(zhèn)均偏大，歷史最大風(fēng)速出現(xiàn)在烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)，極大風(fēng)速在烏審召站。南北年平均風(fēng)速區(qū)域站大于自動站，最大和極大風(fēng)速出現(xiàn)不確定性。

2.3 烏審旗降水分布情況

選取各站點5—9月的降水資料。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，近5年烏審旗累年平均降雨量為321.0 mm，其中最大降水量出現(xiàn)在北部，最小降水量出現(xiàn)在南部，極差達(dá)126.4 mm，與中部相比，北部偏多，南部偏少。

南北降水分布情況顯示：南部累計平均降水量277.7 mm，區(qū)域站相對偏少。一日最大與小時最強降水量都出現(xiàn)在河南站，分別為58.0 mm、時間段2016年8月15日與37.8 mm、時間段為2017年9月15日19：00—20：00；北部累計平均降水量349.8 mm，與烏審召站相比，烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)偏多，圖克鎮(zhèn)偏少。日最大與小時最強降水量都出現(xiàn)在烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)，分別為129.5、81.1 mm，時間段2013年7月1日。近5年南北降水量級有所相差，北部是南部的1.3倍。

3 寒潮、霜凍、短時強降水個例對比

3.1 寒潮

寒潮過程以劇烈降溫為主要特征，同時常伴有大風(fēng)、沙塵暴和暴雪等災(zāi)害性天氣，并可能引發(fā)多種嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，對農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、交通和人民生活都有很大影響。筆者查詢了2013年3月8—11日、2015年2月20—22日、2016年2月12—14日、2017年11月12—14日、2017年12月14—16日5次寒潮天氣過程，進行分析后可知：48 h降溫幅度最大的區(qū)域在南部，中部最小。降溫幅度的大小與前期氣溫的高低有直接關(guān)系，當(dāng)基礎(chǔ)氣溫高時，降溫的幅度就大，反之相反。由于氣溫的變化受地形、天氣系統(tǒng)、局地小尺度形成的地方性氣候影響，每一次寒潮天氣過程，根據(jù)影響系統(tǒng)的不同進行有針對性的分析和預(yù)報預(yù)測，及時準(zhǔn)確做好寒潮天氣預(yù)報，對當(dāng)?shù)囟巨r(nóng)牧業(yè)氣象服務(wù)中必不可少。

3.2 霜凍

筆者選取3次霜凍天氣過程，分別為2013年9月25日、2014年5月2日、2016年5月3日。其中2013年9月25日凌晨最低氣溫蘇力德蘇木-0.2℃、河南站-0.8℃、烏審召站-1.8℃、圖克鎮(zhèn)-1.0℃、烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)1.8℃、烏審旗站3.8℃；2014年5月2日凌晨最低氣溫蘇力德蘇木-1.3℃、河南站-1.4℃、烏審召站-2.4℃，圖克鎮(zhèn)-2.2℃、烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)0.5℃、烏審旗站0.3℃；2016年5月3日凌晨最低氣溫蘇力德蘇木-0.3℃、河南站-0.1℃、烏審召站0.3℃、圖克鎮(zhèn)-0.9℃、烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)3.4℃、烏審旗站4.4℃。分析得出：烏審旗南部為霜凍，北部為霜凍或輕霜凍，中部沒有出現(xiàn)霜凍，由此可見在春秋季霜凍預(yù)報服務(wù)時，應(yīng)注意空曠開闊的野外區(qū)、低洼區(qū)及下墊面的不同，所造成的氣溫下降幅度范圍的差異性。在霜凍預(yù)報過程中應(yīng)重點關(guān)注低溫中心的降溫幅度的預(yù)報。

3.3 短時強降水

對近5年烏審旗5—9月逐時降水量數(shù)據(jù)進行分析可知，烏審旗短時強降水主要集中在7月，其次是8月，5月最少；時間段以夜間居多，其次是午后。對2013年7月1日、2016年8月14日、2017年9月15日3次短時強降水過程進行分析和總結(jié)后可知，2013年7月1日小時降水量及時段：烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)81.1 mm、22：00—23：00；圖克鎮(zhèn)12.2 mm、13：00—14：00；烏審召站10.4 mm、23：00—24：00；烏審旗站3.1 mm、20：00—21：00；蘇力德蘇木1.1 mm、14：00—15：00；河南站無降水。2016年8月14日小時雨量及時段烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)37.9 mm、5：00—6：00；烏審旗站17.8 mm、6：00—7：00；烏審召站11.5 mm、6：00—7：00；圖克鎮(zhèn)11.6 mm、7：00—8：00；蘇力德蘇木7.5 mm、8：00—9：00；河南站2.1 mm、3：00—4：00。2017年9月15日小時雨量及時段河南站37.8 mm、19：00—20：00；蘇力德蘇木31.8 mm、18：00—19：00；圖克7.7 mm、20：00—21：00；烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)4.1 mm、21：00—22：00；烏審召站1.3 mm、20：00—21：00；烏審旗站0.1 mm、4：00—5：00。3次過程的落區(qū)均沒有出現(xiàn)在中心站，但局地出現(xiàn)強對流天氣，并伴有短時強降水。短時強降水具有突發(fā)性強，來勢猛，降水時間集中，可預(yù)報的時效也很短。由于降水強度大，時間集中，短時強降水常常會造成城市積澇，山體滑坡等氣象衍生災(zāi)害，嚴(yán)重影響城市運行，甚至威脅生命。所以在做好降水預(yù)報服務(wù)時，尤其要重點關(guān)注短臨預(yù)報服務(wù)，加強局地降水量級的預(yù)報，對做好當(dāng)?shù)亟?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展及農(nóng)牧業(yè)服務(wù)至關(guān)重要。

4 小結(jié)

（1）烏審旗的年平均氣溫最高區(qū)是中部，其次是南部，北部氣溫最低，南北氣溫分布區(qū)域站與國家級自動站氣溫基本相一致。歷年極端最高出現(xiàn)在南部，極端最低出現(xiàn)在北部，中部無極值出現(xiàn)。在四季氣溫變化中，每一季平均氣溫中部高于北部及南部。

（2）烏審旗近5年年平均風(fēng)速2.9 m/s，中部最小。歷年極大及最大風(fēng)速均沒有出現(xiàn)在中部。南北年平均風(fēng)速區(qū)域站大于自動站，最大極大風(fēng)速出現(xiàn)不確定性。

（3）2013—2017年烏審旗累年平均雨量321.0 mm，與中心站嘎魯圖鎮(zhèn)相比，北部偏多，南部偏少；近5年短時最強小時降水量出現(xiàn)在北部烏蘭陶勒蓋鎮(zhèn)，為2013年7月1日22：00—23：00，雨量達(dá)81.1 mm。近5年南北降水量級有所相差，北部是南部的1.3倍。

（4）通過5次寒潮天氣過程分析可知，48 h降溫幅度最大的區(qū)域在南部，中部最小。降溫幅度的大小與前期氣溫的高低有直接關(guān)系，當(dāng)基礎(chǔ)氣溫高時，降溫的幅度大；通過3次霜凍過程分析可知，南部為霜凍，北部為霜凍或輕霜凍，中部沒有出現(xiàn)霜凍，所以在做春秋季霜凍預(yù)報服務(wù)時，應(yīng)注意空曠開闊的野外區(qū)域、低洼區(qū)及下墊面的不同所造成的氣溫下降幅度范圍的差異性；查閱近5年的降水記錄發(fā)現(xiàn)，短時強降水主要集中在7月，其次是8月，5月最少；時間段以夜間居多，其次是午后；3次短時強降水過程的落區(qū)均沒有出現(xiàn)在中部，但局地出現(xiàn)強對流天氣，并伴有短時強降水，故準(zhǔn)確掌握區(qū)域站點所在位置降水具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 邱輝，詹紅霞，劉振永.伊犁河谷區(qū)域自動氣象站資料分析[J].寧夏農(nóng)林科技，2012，53（9）：120-121.

[2] 王向丹，劉晨楠.論自動站氣象資料的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2013（3）：159.

[3] 潘冬梅.區(qū)域自動站資料的應(yīng)用服務(wù)探索[J].沙漠與綠洲氣象，2011，5（S1）：63-64.

[4] 崔彩.鄂托克前旗區(qū)域自動站數(shù)據(jù)應(yīng)用分析[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35（24）：189.

[5] 張珊偉.區(qū)域自動氣象站資料在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用分析[J].鄉(xiāng)村科技，2017（17）：87-88.

[6] 滕巖，孫龍，王敏，等.曲阜市區(qū)域自動站各站點氣溫差異分析[J].山東氣象，2009，29（4）：78-80.

[7] 顧潤源，孫永剛，韓經(jīng)緯，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)天氣預(yù)報手冊[M].北京：氣象出版社，2012：460.

責(zé)任編輯：劉赟