章丘国家基本气象站站址变动分析报告

葛凡 贾在强 张玲

摘要：章丘市国家气象观测站属于国家基本观测站、探空站和风廓线雷达站，是国家观测站网的重要站点，承担着章丘市辖区气象基础数据观测和大气探测采集与传输等重要任务。章丘市气象观测站始建于1957年，1962年1月1日由章丘县临济区前营乡第一次迁站迁至章丘县盘泉寺农场，1984年1月1日第二次迁站迁至章丘市明水镇镇东大街，1995年1月1日第三次迁站至现址，2007年升级为国家基本观测站，2003年探空站由济南元影山迁至现址，2012年建成风廓线雷达。现位于章丘市双山街道贺套村南绣水大街3866号，目前地面气象探测环境评估得分90.1分，高空气象探测环境评估得分77.2分。

随着章丘经济社会的发展，城市总体规划的实施，章丘市气象局站址探测环境正逐步受到影响，我单位拟将章丘国家基本气象站（地面、高空、风廓线雷达）进行整体迁移。

关键字：章丘；气象站；比较分析

近年来，随着章丘经济社会快速发展，城市化进程不断加快，城市规模快速扩大，气象站周边环境发生了巨大变化。20年前地处城郊的气象站，已处于城市的中心位置。特别是章丘市城市总体规划于2006年通过专家评审确定，并报经省政府于2011年正式批复执行，且此规划已经无法更改并开始逐步实施，该规划在气象站周围规划建设有高层住宅小区和研发中心等。为确保获取准确的气象资料，更好的服务地方经济社会发展，现申请将章丘国家基本气象站、探空站进行整体迁站。一、章丘国家基本气象站基本情况及历次站址变动情况说明

章丘国家基本气象站（区站号：54727，位于117°3232 E，36°4112 N，以下简称“章丘站”）现位于章丘市绣水大街3866号，占地面积28，7亩。该站始建于1957年1月6日，位于章丘县临济区前营村，承担地面气象观测任务。该站先后经历了3次迁站，分别为1962年1月1日、1984年1月1日、1995年1月1日。拟迁新址位于章丘市双山街道白泉村南瓦山，距离现址约4100m，117°3055 E，36°3912”N，拔海高度263.0m。

二、章丘现址周边站网分布情况及现址和拟迁新址周边气象探测环境分析评估

1.章丘站现址周边气象台站分布情况。章丘站周边200公里范围内共有国家级气象观测站98个，其中基准站4个，基本站9个，—般站85个，现址工作年限大于等于30年的有24个。临近的基准站有惠民、泰山、莘县、莒县，基本站有陵县、垦利、济南、沂源、兖州、潍坊、费县、泊头、黄骅。拟选新址和现址与周边最近的国家基本气象站济南站的间距比为0.92（拟选新址距济南站45.7公里，现址距济南站49.9公里）。

2.现址和拟迁新址周边环境分析评估。章丘市位于东经117°11～117°44、北纬36°26～37°4之间，南北长70公里，东西宽37公里，总面积1855平方公里。章丘市气象局始建于1957年，现址位于章丘市贺套村南，建站之初，观测场周边地势开阔，四周为一般农田，地形为丘陵，土壤为壤土。章丘市城市规划2011年经省政府批准，该规划在气象站周围1公里内有东城花苑、华港世纪城、城中村改造等18到31层的高层建筑群，气象探测环境难以维持。拟选新址位于章丘城区南部，具备较好的建站条件，能够代表章丘普遍的环境状况，具有良好的气候代表性。新址周边属于丘陵，土壤类型是壤土。规定范围内无影响气象探测环境的建筑物、构筑物，符合气象探测环境要求，有利于气象探测环境长期保护。通过对比，拟选新址地形、地貌、土壤、植被与现址基本一致，距离现址约4100m，处于同一气候区，因此，拟选新址能够代表现址所代表区域的天气气候特征。

三、章丘站观测资料序列完整性、区域一致性和均一性分析

1.章丘站观测资料序列完整性分析

建站以来观测的平均气温、最高气温、最低气温、降水量、平均相对湿度、平均风速（2分钟）按照月值来统计缺测率均为0，数据缺测年月分布状况，完整性较好。根据缺测统计结果，按照标准对各要素的完整性进行分类评估。6个要素缺测率均为0，分类结果均属l类，各要素完整性评估结果均为序列完整，因此认为章丘站现址观测资料序列完整。

2.章丘站观测资料序列区域一致性分析

参考站选择

根据参考站选择标准，在拟迁站现址周边半径为200公里左右范围内，选区邹平、惠民、青州三个临近站点作为参考站，参考站及拟迁站的一般信息见表3.1。

由表3.1可见，3个参考站年平均气温相差0.1-0.8℃、年降水量相差0.4-80.3mm，参考站与拟迁站均处于暖温带大陆性季风气候区；资料长度均达50年以上，序列完整性好，参考站被选用的时段探测环境评分均在79分以上，经调查参考站周围建筑物较少，多年来探测环境变化不大、较稳定：参考站受城市的发展带来的影响较小。以上各站满足参考站的一般要求。为了保证资料一致，各参考站均截取1965～2014年观测资料，对参考站观测资料求平均，形成参考站序列。将拟迁站资料序列与参考站序列进行对比分析。

差值比较

（1）气温。由图3-1可看出，拟迁站与参考站的年平均气温差值自1965至1984年呈下降趋势，1984至2004年基本上呈现上升趋势，2004年后又呈现下降趋势，整体呈波浪式变化，波动较大；这与城市的发展和周边探测环境改变有关，结论可以认为拟迁站现址受城市化影响较大，与参考站的一致性较差。

（2）降水。由图3.2可看出，拟迁站与参考站的年降水量差值基本呈现逐渐上升的趋势，可认为城市化对降水有一定影响，拟迁站与参考站的年降水变化一致性越来越差。

（3）相对湿度。由图3.3可看出，拟迁站与参考站的年平均相对湿度差值自1989年以来呈负变化趋势，而且差值越来越大：每5年平均相对湿度差值变化和每10年平均相对湿度差值年代际变化也表明，1989年以后负差值越来越大。经分析与城市的发展有关，而且随着城市的规模不断扩大，影响也越来越大。可以认为拟迁站与参考站的年平均相对湿度随时间变化一致性越來越差。

（4）风速.由图3.4可看出，拟迁站与参考站的年平均风速自1984年后差值存在明显的上升趋势，表明拟迁站风速大于参考站。可认为拟迁站现址风速与参考站的平均风速差值较大、一致性较差。

综合分析

根据差值比较和趋势比较两种方法的分析结果均表明，4个要素中，除气温区域一致性一般外，降水、相对湿度和风速受城市化综合影响，区域一致性均较差。综合结论可认为拟迁站（章丘）观测资料区域一致性较差。

3.章丘站观测资料序列均一性分析

（1）对章丘站建站以来观测的平均气温、降水量、平均相对湿度和平均风速（2分钟）等要素的年值序列进行均一性分析。按照参考站的选取原则，选取邹平、惠民、青州三个站点，并分别计算与章丘站的相关系数，序列长度为50年，均能通过显著性检验（a=0.001）。取三个参考站的平均值作为参考序列，气温和湿度资料，采用差值序列进行检验；降水和风速资料，采用比值序列进行检验。基于章丘站详实的历史沿革记录，挑出迁站、仪器变更、观测时间或统计方法变更、台站环境变化等有记录的时间点进行针对性的统计检验，判断在该时间是否存在不连续点。以可能引起序列非均一的時间点为假设的断点，应用t检验方法（显著性水平0.05）进行该时间点前后时段的显著性检验，如检验结果显著，则认为该点是不连续点。（2）章丘站观测资料均一性综合分析.绘制章丘站历史观测资料序列均一性检验结果，得出结论：章丘站观测资料完整性好、区域一致性较差、均一性较好。

四、结论性意见

1.气象探测环境与站网布局方面。章丘站拟选新址与现址距离较近，下垫面与现址建站初期基本一致，气象探测环境好，且与现址处于同—气候区，能够代表现址所代表区域的天气气候特征。拟迁新址和现址与周边最近的国家基本气象站济南站的间距比为0.92。拟迁新址与现址距离较近，对站网布局影响较小。

2.现址观测资料分析。通过分析，章丘站现址观测资料完整性好。受气象探测环境变化的影响，1984年后风速区域一致性较差，1989年后相对湿度区域一致性较差，2004年后温度区域一致性较差。现址观测资料的均一陛较好。

3.综合分析结果。综上所述，章丘站拟选新址与现址地处同一气候区，下垫面基本一致，能够代表本地天气气候特征。迁址后站网空间布局变化不大。站址迁移不会影响本省气候评估业务、气候预测业务、天气预报（包括数值天气预报）、灾害性天气监测预警和决策服务。若该站迁至新址，气象探测环境有利于得到长期保护，其观测资料的区域一致性将明显改善，通过对比分析，可以对观测资料进行订正，从而满足气象业务服务需求。