【word】 地面温度与雪面温度对比

【word】 地面温度与雪面温度对比 地面温度与雪面温度对比 第38卷第1期 2010年2月 气象科技 METEOROLOGICALSCIENCEANDTECHNOLOGY Vo1.38,No.1 Feb.2010 引言 地面温度与雪面温度对比 李凤云王玉山吴泽新刘春红 (山东省德州市气象局,德州253009) 摘要通过平行观测,对德州市气象局所辖的陵县(2003,2004年),武城(2004,2005年),德州(2006,2007年)3 站冬季有积雪时,人工站与自动站的地面温度观测资料进行统计分析,得出有积雪状况下的卢值(卢一自动观测地面 温度/人工观测雪面温度).自动观测的地面温度更能代表实际地面状况,这种对比关系可为使用地表温度的水文 及农业部门提供一个更加准确的地面温度使用参数口,以掌握地面温度的变化规律,为地能,地热,地水的预测与判 断提供准确数据. 关键词雪面温度地面温度人工观测自动站对比值分析 随着科技的发展,自动观测系统进入了气象观 测领域,大大提高了测报工作效率和观测数据的准 确性,为气象预报和气象服务提供了更加及时,完整 的气象资料.为了了解取得资料的差异,《地面气象 观测规范》(以下简称《规范》):各观测站均对人 工观测和自动观测两种方法进行为期两年的平行观 测. 人工观测是用人的眼睛去察看各种气象要素值 的方法,对不同状态下仪器的操作方法也有一些明 确的规定.就地面温度观测而言,无积雪时,是将地 面3支温度表(0cm温度表,地面最高温度表,地面 最低温度表)水平放在地面上,感应部分及表身一半 在地面上,一半在土中,观测得到的是地面温度.而 有积雪时,是将地温表水平放在雪面上,感应部分及 表身一半在雪面上,一半在雪中,观测得到的是雪面 温度,而不是实际地面温度. 自动观测地面温度,也是将地温传感器一半埋 入土中一半在地面上.地面有积雪时,地面温度传 感器的位置不变.这样两种不同的观测方法所得数 据就会产生差异. 在已有的文献中_】],没有对转入自动观测后, 冬季有积雪时地面温度发生了怎样变化方面的报 道.本文就如何得到对比值』8(===自动观测地面温 度/人工观测地面温度(或雪面温度))问题进行探 讨. 1资料来源与选取 由于自动观测系统开始投入各站使用是分批进 行的,所以对比观测时间也有所不同.本文利用山 东省陵县2003~2004年,武城2004~2005年,德州 2006,2007年积雪深度大于等于0cm(共70天) 时,所对应日期内的人工观测资料中地面0cm温度 日平均值,日地面最高温度,日地面最低温度,积雪 深度,总云量平均值,日照时数,以及对应时间内自 动站观测资料中的地面温度ocm日平均值,日地面 最高温度,日地面最低温度(因积雪深度,云,日照时 数尚未实行自动观测)作为统计资料.选取德州 2007年6,11月人工站与自动站地温资料(含地面 0cm温度日平均值,日地面最高温度,日地面最低 温度),作为无积雪时求算对比值的统计资料. 2无积雪条件下观测资料对比分析 对德州2007年6,11月地温资料进行统计,得 出无积雪时自动观测与人工观测资料对比值 (表1).由表l可以看出,无积雪时,人工站和自动 站虽然观测仪器不同,且存在观测时间上的差异,但 对比值1,所以使用地温资料的部门,原来的方 法仍可以继续使用. 作者简介:李风云,女,1963年生,工程师,主要从事大气探测技术研究工作,Email:lifengyun1963@163.corn 收稿Et期:2008年12月18日;定稿日期:2009年4月20H 气象科技第38卷 表1无积雪时自动观测地面温度与人工观测地面温度 及其对比值 p 2: 蠢 一 5 p 赠 5 0 — 5 1O 15 20 25 30 0 一 15 — 20 3有积雪条件下雪面温度与地面温度比较 图1给出有积雪时人工站观测的雪面温度和自 动站观测的地面温度曲线. 对70个样本资料统计得出有积雪时雪面温度 与地面温度对比值(表2). 从图1和表2可以看出,由于积雪层相当于土 壤与空气的一个绝热垫,阻碍了土壤与空气的热量 雪而 雪面 一一一地lH_ 一一人 —一一 10131619222528313437404346495255586l64677O 口序厂d 雪面温度(人工)与地面温度(自动)曲线:(a)最高温度,(b)最低温 度,(c)0cm平均温度 表2有积雪时自动观测地面温度与人工观测雪面 温度及其对比值 交换,使得雪面温度变化幅度明显大于地面温度变 化幅度,即白天升温幅度和夜间降温幅度均是雪面 大于地面(图1a,b).就平均状况而言,由于积雪对 太阳辐射的反作用很强(平均反射率6O),而且又 是良好的长波辐射体(其相对辐射率为99.5),所 以雪面的辐射差额常为负值,加上雪的导热率很小, 不能及时地从较深的土壤中传来热量,补偿雪面的 辐射失热,使雪面温度比其覆盖下的土壤表面的温 度低(图1c).由于积雪对地面温度影响很大,长 期使用地温资料的部门,使用资料时应特别注意. 云量,日照时数,积雪深度对雪面温度影响较 大.根据云量(N),日照时数(S),积雪深度(矗)分别 对7o个样本资料进行统计得出对比值(表3,5). 7 1 图 4 l 第1期李风云等:地面温度与雪面温度对比73 注:N单位为成,,表示口数;f.,f.分别表示雪面0cm温度和地面0cm温度合计值;,g,fg分别表示雪面最高温度和地面最高温度合计值;,d, ,d分别表 示雪面最低温度和地面最低温度合计值;卢0,,分别表示地面0Cn]温度,地面最高温度,地面最低温度降温较小,雪面温度日较差 较小,从而使得雪面温度与地面温度差值减小.二 者差值还受云体厚度和云状的影响,当天空为低而 厚的云影响时,二者差值较小,受高而薄的云影响 时,二者差值较大. 从表4可以看出,当s<4.0时,说明天空状况 较差,云量较多或有天气现象存在,此时由于云或天 气现象白天削弱了太阳对雪面的直接辐射,夜间又 能增大逆辐射减少地面的有效辐射,使雪面温度日 较差较小,使得雪面温度与地面温度差值相对减小. 而当日照时数较多时,说明大空云量较少或大气透 明度较好,此时白天雪面升温幅度较大,同样夜间降 温幅度也较大,二者差值明显增大. 从表5可以看出,当积雪深度为0Cm时,雪面 温度与地面温度差值很小,随着积雪深度加大,二者 差值增大,说明积雪越厚,隔热效果越好,对地面的 保护作用越强. 综上所述,积雪深度对地温影响最大,那些寒冷 且长期有积雪覆盖的地区,使用地温资料或使用地 温与气温的关系指导生产的部门,更应该清楚积雪 对地面温度造成的影响. 74气象科技第38卷 4结语 (1)根据70天观测数据得出的地面温度与雪面 温度对比值,其计算方法和应用可成为长期使用 地温资料的部门进行推算和判断趋向的比较客观的 依据. (2)由于地温对农作物生长发育及其农作物对 水分,养分的吸收,农作物光合作用的进行,有着不 同程度的影响.分析雪面温度与地面温度的关系, 为对于调整农业结构,预测作物生长发育和科学防 灾减灾等农业生产管理实践活动提供依据,具有重 要意义. (3)通过对雪面温度和地面温度的分析,为以后 开展雪面温度观测提供依据,同时为气象人员在使 用观测资料或气象服务时提据参考. (4)自动观测已成为各台站的主要观测方法,观 Comparisonof 测员在日常工作中,一定要高度负责,发现疑,误,漏 现象,及时采取措施,确保资料序列完整和统计结果 符合实际. 参考文献 [1] E2] E3] [4] Es] [6] 王晓默,薛峰,章磊.自动气象站与人工观测的数据对比分析 [J].气象科技,2007,35(4):602—606. 成兆金,徐法彬,马品印’.等.农业气象自动站与人工站观测值 对比分析EJ3.气象科技,2008,36(2):249—252. 王宝鉴,陈旭辉,陶健红,等.兰州CAWS600一R自动站与人工 观测资料对比分析EJ3.气象科技,2004,32(4):281—285. 任芝花,郭锡钦.浅层地温对比试验结果[J].气象,1996,22 (11):29,32. 胡玉峰.自动与人工观测数据的差异[J].应用气象,2004, 15(6):719—726. 陈佑淑,将瑞宾.气象学[M].北京:气象出版社,1994:157— 161. GroundSurfaceTemperatureto SnowSurfaceTemperature LiFengyunWang (DezhouMeteorological YushanWUZexin Bureau,ShandongProvinee LiuChunhong Dezhou253009) Abstract:Throughparallelobservation.thetemperaturedatafrombothconventionaIstationsand automaticweatherstations(AWS)inwinterwithsnowcoveratthreestationsofDezhouMeteorological Bureau(Lingxian,2003to2004;WuYi,2004to2005;Dezhou,2006to2007)areanalyzedstatistically. Theratioofconventionallvmeasuredsnowsur{acetemperaturetotheAWSmeasuredunderthecondition ofsnowcoverisgained.Sincegroundtemperaturecanbebetterrepresentativeoftheactualsituationon theground,theratiocanbeusedasausefulandbetterparameterinsur{acetemperaturemeasurementfor scientistsintherelatedfieldssuchashydrologicalandagriculturaldepartments. Keywords:snowsurfacetemperature,groundtemperature,manualobserrati on,automaticweather station,comparativeanalysis