乌审旗区域自动站数据分析及应用

刘瑞芳 刘志宏

摘要 利用乌审旗3个国家级自动站与3个区域自动站2013—2017年逐时、逐日气温、降水、风速资料，进行了对比分析，结果表明：近5年，乌审旗年平均气温以中部最高，其次是南部，北部最低；年平均风速以中部最小，为2.2 m/s，历年最大与极大风速均出现在北部；短时最强小时降水量出现在北部乌兰陶勒盖镇，时间段为2013年7月1日22：00—23：00，雨量达81.1 mm。

关键词 乌审旗；区域自动站；气温；风速；降水

中图分类号：P412.25 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）05-064-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.024

乌审旗隶属内蒙古自治区鄂尔多斯市，位于鄂尔多斯市东南部、内蒙古自治区最南端，地处毛乌素沙地腹部，东西距离104 km，南北距离194 km，总面积11 645 km2，下辖5个镇1个苏木，分别是嘎鲁图镇、乌审召镇、图克镇、乌兰陶勒盖镇、无定河镇、苏力德苏木。我局目前共建有区域自动站22个，自动站网已基本覆盖乌审旗全境，能够实时、准确地获取乌审旗地区的气象要素数据。无定河镇、乌兰陶勒盖镇、苏力德苏木、图克镇4个四要素区域自动气象站已运行6年，积累一定的气象数据资料，但是还没有对这些气象资料进行过系统的整理、分析和比较。利用区域自动气象站观测数据，结合乌审旗3个国家级气象观测台站的数据，对区域自动气象站的各气象要素进行分析、比较、总结，从而掌握各气象要素的变化规律，详细了解乌审旗全境的气温、风速、降水等气象要素的分布情况、变化规律，以期为气象服务及促进当地经济可持续发展、防灾减灾、农业结构调整、农业气候区划等提供真实可靠的科学数据。

1 资料选取

资料来源于乌审旗3个国家级气象观测站与3个区域自动站2013—2017年近5年的气温、风速、降水逐时、日观测数据，其中北部以乌审召站、图克镇、乌兰陶勒盖镇为主、南部以河南站、苏力德苏木为主（因无定河镇的区域站所在位置移动信号差，数据传输不够稳定，故不做数据对比分析）、中部（镇政府所在地嘎鲁图镇）以乌审旗站为主。

2 结果及分析

2.1 乌审旗气温分布情况

2.1.1 年平均气温、极值的变化 通过数据对比分析可知，乌审旗全境年平均气温以中部最高，为9.3℃，其次是南部，北部最低。与中部相比，南部偏低0.6～0.9℃，北部偏低1.5～1.8℃。

由南北气温分布状况可知，南部区域站与自动站相差0.3℃，北部区域站与自动站相差0.1～0.2℃。南北气温区域站与国家级自动站的气温基本相一致。

利用各站年极值数据对比可知，虽然中部年平均气温最高，但并没有极值出现，每年的极端最高均出现在南部，比中部偏高0.1～1.6℃，历年最高值在南部，达39.0℃，出现在2017年7月12日，与中部的极端最高气温为同一日，相差1.6℃；极端最低气温分布在南北区域，其中2013、2016年在北部，2014—2015、2017年在南部，比中部偏低4.2～10.4℃，历年极端最低气温在北部-30.6℃，出现在2013年1月3日，与中部的极端最低气温为同一日，相差7.6℃。

南北极值分布情况显示：①极端最高，南部除2015、2017年极值出现在河南站，其余年份都出现在苏力德苏木；北部除2017年极值出现在乌审召站，其余年份都出现在图克镇；②极端最低，除2013年南部出现在苏力德苏木、北部出现在乌审召站外，其余各年南部均出现在河南站，北部出现在图克镇或乌兰陶勒盖镇。

2.1.2 四季气温变化 四季平均气温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℃；夏季南部气温基本接近于中部，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℃。

南北四季气温分布情况显示：①南部四季气温，苏力德苏木与河南站相比，冬季相差较大，其次是春秋季，夏季最小；②北部四季气温，图克镇与乌审召站基本接近，乌兰陶勒盖镇与乌审召站相比，冬季相差较大，其次是春季，夏季最小。

2.2 乌审旗风分布情况

由近5年风速资料可知，乌审旗年平均風速2.9 m/s，其中最大平均风速4.0 m/s，出现在北部，最小风速出现在中部2.2 m/s。历年最大及极大风速分别出现在北部18.7 m/s和27.8 m/s。除2013年外，每一年的最大风速北部及南部都比中部偏大，但极大风速出现了不确定性，这是由于影响系统各异，不能一概而论。

南北风的分布情况显示：南部年平均风速的变化范围2.3～2.8 m/s，与河南站相比，苏力德苏木偏大，历史最大风速河南站与苏力德苏木一致，极大风速在河南站；北部年平均风速的变化范围2.6～4.0 m/s，与乌审召站相比，乌兰陶勒盖镇和图克镇均偏大，历史最大风速出现在乌兰陶勒盖镇，极大风速在乌审召站。南北年平均风速区域站大于自动站，最大和极大风速出现不确定性。

2.3 乌审旗降水分布情况

选取各站点5—9月的降水资料。由统计数据可知，近5年乌审旗累年平均降雨量为321.0 mm，其中最大降水量出现在北部，最小降水量出现在南部，极差达126.4 mm，与中部相比，北部偏多，南部偏少。

南北降水分布情况显示：南部累计平均降水量277.7 mm，区域站相对偏少。一日最大与小时最强降水量都出现在河南站，分别为58.0 mm、时间段2016年8月15日与37.8 mm、时间段为2017年9月15日19：00—20：00；北部累计平均降水量349.8 mm，与乌审召站相比，乌兰陶勒盖镇偏多，图克镇偏少。日最大与小时最强降水量都出现在乌兰陶勒盖镇，分别为129.5、81.1 mm，时间段2013年7月1日。近5年南北降水量级有所相差，北部是南部的1.3倍。

3 寒潮、霜冻、短时强降水个例对比

3.1 寒潮

寒潮过程以剧烈降温为主要特征，同时常伴有大风、沙尘暴和暴雪等灾害性天气，并可能引发多种严重的气象灾害，对农牧业、工业、交通和人民生活都有很大影响。笔者查询了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次寒潮天气过程，进行分析后可知：48 h降温幅度最大的区域在南部，中部最小。降温幅度的大小与前期气温的高低有直接关系，当基础气温高时，降温的幅度就大，反之相反。由于气温的变化受地形、天气系统、局地小尺度形成的地方性气候影响，每一次寒潮天气过程，根据影响系统的不同进行有针对性的分析和预报预测，及时准确做好寒潮天气预报，对当地冬季农牧业气象服务中必不可少。

3.2 霜冻

笔者选取3次霜冻天气过程，分别为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日凌晨最低气温苏力德苏木-0.2℃、河南站-0.8℃、乌审召站-1.8℃、图克镇-1.0℃、乌兰陶勒盖镇1.8℃、乌审旗站3.8℃；2014年5月2日凌晨最低气温苏力德苏木-1.3℃、河南站-1.4℃、乌审召站-2.4℃，图克镇-2.2℃、乌兰陶勒盖镇0.5℃、乌审旗站0.3℃；2016年5月3日凌晨最低气温苏力德苏木-0.3℃、河南站-0.1℃、乌审召站0.3℃、图克镇-0.9℃、乌兰陶勒盖镇3.4℃、乌审旗站4.4℃。分析得出：乌审旗南部为霜冻，北部为霜冻或轻霜冻，中部没有出现霜冻，由此可见在春秋季霜冻预报服务时，应注意空旷开阔的野外区、低洼区及下垫面的不同，所造成的气温下降幅度范围的差异性。在霜冻预报过程中应重点关注低温中心的降温幅度的预报。

3.3 短时强降水

对近5年乌审旗5—9月逐时降水量数据进行分析可知，乌审旗短时强降水主要集中在7月，其次是8月，5月最少；时间段以夜间居多，其次是午后。对2013年7月1日、2016年8月14日、2017年9月15日3次短时强降水过程进行分析和总结后可知，2013年7月1日小时降水量及时段：乌兰陶勒盖镇81.1 mm、22：00—23：00；图克镇12.2 mm、13：00—14：00；乌审召站10.4 mm、23：00—24：00；乌审旗站3.1 mm、20：00—21：00；苏力德苏木1.1 mm、14：00—15：00；河南站无降水。2016年8月14日小时雨量及时段乌兰陶勒盖镇37.9 mm、5：00—6：00；乌审旗站17.8 mm、6：00—7：00；乌审召站11.5 mm、6：00—7：00；图克镇11.6 mm、7：00—8：00；苏力德苏木7.5 mm、8：00—9：00；河南站2.1 mm、3：00—4：00。2017年9月15日小时雨量及时段河南站37.8 mm、19：00—20：00；苏力德苏木31.8 mm、18：00—19：00；图克7.7 mm、20：00—21：00；乌兰陶勒盖镇4.1 mm、21：00—22：00；乌审召站1.3 mm、20：00—21：00；乌审旗站0.1 mm、4：00—5：00。3次过程的落区均没有出现在中心站，但局地出现强对流天气，并伴有短时强降水。短时强降水具有突发性强，来势猛，降水时间集中，可预报的时效也很短。由于降水强度大，时间集中，短时强降水常常会造成城市积涝，山体滑坡等气象衍生灾害，严重影响城市运行，甚至威胁生命。所以在做好降水预报服务时，尤其要重点关注短临预报服务，加强局地降水量级的预报，对做好当地经济可持续发展及农牧业服务至关重要。

4 小结

（1）乌审旗的年平均气温最高区是中部，其次是南部，北部气温最低，南北气温分布区域站与国家级自动站气温基本相一致。历年极端最高出现在南部，极端最低出现在北部，中部无极值出现。在四季气温变化中，每一季平均气温中部高于北部及南部。

（2）乌审旗近5年年平均风速2.9 m/s，中部最小。历年极大及最大风速均没有出现在中部。南北年平均风速区域站大于自动站，最大极大风速出现不确定性。

（3）2013—2017年乌审旗累年平均雨量321.0 mm，与中心站嘎鲁图镇相比，北部偏多，南部偏少；近5年短时最强小时降水量出现在北部乌兰陶勒盖镇，为2013年7月1日22：00—23：00，雨量达81.1 mm。近5年南北降水量级有所相差，北部是南部的1.3倍。

（4）通过5次寒潮天气过程分析可知，48 h降温幅度最大的区域在南部，中部最小。降温幅度的大小与前期气温的高低有直接关系，当基础气温高时，降温的幅度大；通过3次霜冻过程分析可知，南部为霜冻，北部为霜冻或轻霜冻，中部没有出现霜冻，所以在做春秋季霜冻预报服务时，应注意空旷开阔的野外区域、低洼区及下垫面的不同所造成的气温下降幅度范围的差异性；查阅近5年的降水记录发现，短时强降水主要集中在7月，其次是8月，5月最少；时间段以夜间居多，其次是午后；3次短时强降水过程的落区均没有出现在中部，但局地出现强对流天气，并伴有短时强降水，故准确掌握区域站点所在位置降水具有重要意义。

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责任编辑：刘赟