淺談景德鎮(zhèn)市不同下墊面溫度特點(diǎn)及預(yù)報(bào)
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摘要：本文分析了景德鎮(zhèn)地區(qū)不同下墊面的溫度特點(diǎn)，并建立了不同下墊面最高、最低溫度預(yù)報(bào)方程，可為城市規(guī)劃、業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)提供科學(xué)依據(jù)及參考。
論文關(guān)鍵詞：溫度,觀測(cè),分析
不同下墊面的溫度是不同的，目前，在我國(guó)城市之中最主要的下墊面有二種：一是水泥地面、一是草面。隨著城市化規(guī)模的不斷擴(kuò)大、城市化人口的增加以及人們對(duì)生活環(huán)境和生活質(zhì)量要求的日益提高，及城市規(guī)劃的要求，迫切需要知道不同下墊面的溫度特點(diǎn)。為開展城市多樣性的環(huán)境溫度預(yù)報(bào)服務(wù)，景德鎮(zhèn)市氣象局提出了城市氣象環(huán)境溫度預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)研究這一課題，對(duì)草面、水泥地面溫度進(jìn)行了長(zhǎng)期對(duì)比觀測(cè)，以期發(fā)現(xiàn)草面和水泥地面溫度特點(diǎn)，并進(jìn)行預(yù)報(bào)。
2 項(xiàng)目?jī)x器設(shè)置及方法
2.1對(duì)比觀測(cè)儀器設(shè)置
對(duì)比觀測(cè)儀器設(shè)置：水泥路面溫度觀測(cè)下墊面采用1米×1米×10厘米的水泥板，水泥板水平埋入土中，上表面與地面齊平，水泥板中央預(yù)留有與半個(gè)溫度表水平表身相一致的兩個(gè)凹槽。儀器安置在淺層地溫場(chǎng)東1米，東西向小路南10厘米處。草面溫度觀測(cè)場(chǎng)地選擇在淺層地溫場(chǎng)西側(cè)，草地面積1米×1米，草面高度不高于10厘米。溫度表水平安裝在距地6厘米的支架上，支架應(yīng)使用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，草面溫度表南北向位置與地面溫度表大致保持一致。觀測(cè)踏板安置參照淺層地溫場(chǎng)要求[1]。
2.2 對(duì)比觀測(cè)項(xiàng)目與方法
對(duì)比觀測(cè)項(xiàng)目為最高、最低溫度。方法為每天人工肉眼觀測(cè)。
3 對(duì)比觀測(cè)資料分析
不同下墊面的溫度是有明顯差異的，但有什么特征和變化規(guī)律，并不是一個(gè)清晰的概念[2，3]。本次對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取水泥地面和草面做為不同下墊面，水泥地面選取江西省樂平市氣象站2005年12月至2006年10月資料，草面選取江西景德鎮(zhèn)市氣象站2006年1月至2007年2月資料。
3.1 水泥地面溫度特點(diǎn)
3.1.1 水泥地面溫度月分布特征
對(duì)2005年12月至2006年10月樂平市每天觀測(cè)的最高、最低水泥地面溫度進(jìn)行各月平均，得到表1。
表1 2005年12月至2006年10月樂平市水泥地面溫度(℃)月分布
水泥面T/月
200512
200601
200602
200603
200604
200605
200606
200607
200608
200609
200610
平均最高
19.4
18.0
16.2
28.1
37.3
40.3
44.4
51.2
56.3
44.4
35.1
月極端最高
26.5
35.0
36.7
44.1
49.7
57.2
57.3
60.0
66.8
60.6
45.5
平均最低
1.9
4.2
6.0
8.5
15.1
20.2
23.7
27.7
27.5
20.6
18.9
月極端最低
-5.7
-4.0
-0.5
-1.3
7.6
14.0
19.2
24.2
22.5
16.0
14.0
從上表可以看到，水泥地面溫度具有與氣溫一致的月變化，且明顯較氣溫高，1-6月一致上升，7、8月到達(dá)最高點(diǎn)，之后又明顯降低。水泥地面最高溫度在7月、8月最高溫度一般都可達(dá)50℃以上，極端最高接近70℃，而5月、6月也可達(dá)40℃以上，極端最高接近60℃。水泥地面最低溫度全年大部在0℃以上，最小05年12月平均月最低1.9℃，極端最低-5.7℃。最大2006年8月，平均最低27.5℃，極端最低22.5℃。
3.1.2 水泥地面溫度與氣溫比較
為比較水泥地面溫度與氣溫，將觀測(cè)時(shí)段中每天的水泥地面最高溫度、最低溫度與相應(yīng)每天的最高氣溫、最低氣溫進(jìn)行差值，并逐月平均。
表2 2005年12月至2006年10月樂平市水泥地面T泥高-TG與T泥低-TD(℃)月分布
要素/年月
200512
200601
200602
200603
200604
200605
200606
200607
200608
200609
200610
高溫之差
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
T泥高-TG
月均值
7.8
6.8
5.9
9.9
12.1
13.1
13.8
16.4
21.2
14.6
7.9
月最大
14.2
14.3
15.1
18.4
19.1
25.2
22.1
22.9
29.4
24.3
13.8
月最小
-0.2
0.3
-3.8
0.4
0.7
1.9
-1.2
2.5
3
2.5
1.9
低溫之差
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
T泥低-TD
月均值
-0.7
0.1
1.2
-0.2
0.3
1.0
1.0
1.2
1
0.5
0.5
月最大
1.3
3.2
10.6
3
6.9
7.6
3.4
2
4.4
5.2
1.8
月最小
-3.4
-2.5
-1.2
-1.6
-3.6
-0.9
-0.3
-0.2
-0.2
-0.9
-1
表中T泥高-TG表示水泥地面最高溫度與最高氣溫之差，T泥低-TD表示水泥地面最低溫度與最低氣溫之差，下同。
水泥地面最高溫度遠(yuǎn)比最高氣溫高，2006年4-8月的月均差值均在10℃以上，最大8月份平均月均差值達(dá)21.2℃，極端最大溫差達(dá)29.4℃。而其它月份也有5-10℃的差值。即盛夏水泥地面最高溫度較最高氣溫偏高可達(dá)20-30℃，冬春季偏高較小，也可達(dá)6-10℃。水泥地面最低溫度與最低氣溫的差距則不是很明顯，最大月均差1.2℃，最小-0.7℃，總體來講偏高的時(shí)段還是明顯偏多，11個(gè)月中僅有二個(gè)月均偏低，而且絕對(duì)值也較小。
3.1.3 不同天氣下的水泥地面溫度與氣溫之比較
表3不同天氣情況下水泥地面T泥高-TG與T泥低-TD(℃)總體特征
T泥高-TG
T泥低-TD
晴
13.8
0.3
雨
7.
1
0.9
陰
6.8
1.0
多云（陰）雨相間
13.2
1.1
將天氣分為晴（無降水，且日照>3.0）、雨（無日照且有降水）、陰（無日照也無降水）、多云（陰）雨相間四種類型，對(duì)所有觀測(cè)時(shí)段內(nèi)T泥高-TG和T泥低-TD進(jìn)行平均，可得天氣對(duì)水泥地面溫度影響的總體特征。對(duì)T泥高-TG而言，晴時(shí)最大，平均可達(dá)13.8℃，陰、雨時(shí)最小，在7℃左右。值得注意的是多云（雨）相間天氣的T泥高-TG接近晴天，即只要有少量的日照時(shí)，水泥地面溫度也可以升得較快,并與氣溫有較大差值。而T泥低-TD，天晴時(shí)最小，僅有0.3℃，而陰、雨、多云（陰）雨相間的天氣時(shí)都很接近，在1℃附近。
天氣晴朗時(shí)，水泥地面溫度較當(dāng)天最高氣溫高出近20℃。與各月水泥地面與氣溫最高、最低之差均值比較，晴時(shí)的T泥高-TG都明顯比均值偏大，而T泥低-TD都比均值偏低，即天氣晴朗時(shí)，水泥地面最高溫度越高，而最低溫度則越低。有降水且無日照時(shí)，T泥高-TG雖然也大都在0℃以上，但明顯偏小，基本都在5-6℃以內(nèi)。與各月水泥地面與氣溫最高、最低之差均值比較，雨時(shí)的T泥高-TG都明顯比均值偏低，其中8月份可偏低18℃以上，4-7月、9月可偏低10℃左右。而T泥低-TD都比均值偏高，但幅度較小。即天氣陰雨時(shí)，水泥地面最高溫度明顯降低，而最低溫度又會(huì)升高。
3.2 草面溫度特點(diǎn)
3.2.1 草面溫度月分布特征
對(duì)2006年1月至2007年2月景德鎮(zhèn)市每天觀測(cè)的最高、最低草面溫度進(jìn)行各月平均，得到表4。
表4 景德鎮(zhèn)草面溫度(℃)月分布特征
要素/月
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
平均最高
18.9
17.8
28
34.2
36.0
39.1
42.8
45.8
38.0
35.1
24.1
19.5
月極端最高
39.9
35.1
46.4
47.4
56.7
45.2
48.5
50.0
48.3
42.8
35.2
26.7
平均最低
1.9
3.8
6.8
14.4
16.9
20.9
25.0
23.8
18.4
16.6
9.0
1.5
月極端最低
-6.3
-5.2
-5.7
7
10.8
16.1
22.4
19.6
14.3
11.5
4
-3.8
表內(nèi)數(shù)據(jù)為景德鎮(zhèn)市氣象臺(tái)2006年1月至2007年2月的草面溫度分布情況。其中3-12分別2006年3月-2006年12月的逐月要素平均。而1為2006年1月和2007年1月的平均，2為2006、2007年２月平均，下表同。
從景德鎮(zhèn)草面溫度月分布特點(diǎn)可以看到，草面溫度也具有氣溫相似的月變化，一年中７月、８月最高，這二月的平均最高草面溫度可達(dá)40℃以上，而極端最高草面溫度在3-10月均可達(dá)50℃左右。草面最低溫度在6-8月可達(dá)20℃以上，12月、1月、２月較低，均值可在5℃以下。極端最低最低氣溫在冬季可降至-5∽-6℃。
3.2.2 草面溫度與氣溫比較
表5景德鎮(zhèn)草面T草高-TG與T草低-TD(℃)月分布特征
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
T草高-TG
月均值
7.6
8.4
11.9
9.41
9
8.8
9
10.5
8.5
8
5.4
6.1
月最大
23
24.4
22.9
20
24.8
12.8
11.9
14.7
12
13.2
10.6
10
月最小
-1
-2.2
-3.1
-2.4
-0.7
1
1.2
1.6
-1.5
-2.6
-1.4
-0.7
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
T草低-TD
月均值
-1.9
-1.6
-3.2
無
-1.3
-1.7
-1.5
-1.7
-1.8
-2
-2.2
-2.6
月最大
1.2
0.8
-0.6
無
11.8
-0.6
-0.7
-1
-0.4
-0.7
-0.4
-0.3
月最小
-5.1
-6.7
-6.8
無
-3.9
-3.4
-2.7
-3
-4.1
-3.3
-7.1
-5.2
表中無表示無觀測(cè)值， T草高-TG表示草面最高溫度與最高氣溫之差，T草低-TD表示草面最低溫度與最低氣溫之差，下同。
草面最高溫度一般來講明顯高于最高氣溫，2-10月T草高-TG均值可達(dá)10℃左右，最大月份可達(dá)11-12℃，其它月份也在6℃以上。極端情況下草面最高溫度可高于最高氣溫20℃以上，而這種情況在1-5月均可出現(xiàn)，盛夏(6-8月)反而不易出現(xiàn)。草面最低氣溫卻比最低氣溫更低，平均要低2-3℃左右，極端情況下可低5-7℃，這種情況一般出現(xiàn)在11月-來年3月。
3.2.3 不同天氣下的草面溫度與氣溫之比較
表6不同天氣情況下草面T草高-TG與T草低-TD(℃)總體特征
T草高-TG
T草低-TD
晴
10.7
-2.6
雨
3.2
-1.2
陰
7.8
-1.6
多云雨相間
10.5
-2.1
從表6可看到，草面最高氣溫在不同的天氣條件下總體來講都比最高氣溫高，而草面最低氣溫則都比最低氣溫低。天氣晴時(shí)，T草高-TG最高，平均達(dá)10.7℃，而T草低-TD最低，平均為-2.6℃。有降水且無日照時(shí)T草高-TG最低，而T草低-TD最高，陰天介于這二者之間，多云雨相間時(shí)T草高-TG和T草低-TD都接近晴天狀況。
從草面最高溫度與最高氣溫之差的月均來看，晴天時(shí)一般溫差都可達(dá)10℃左右或以上，全年月變化不明顯，9-12月稍低，1-5
月可達(dá)12-15℃。而雨時(shí)，差值較小，一般位于2-5℃。陰天介于晴、雨之間。而多云（陰）雨相間天氣時(shí)的溫差各月分布都與晴天較為接近。
從草面最低溫度與最低氣溫之差的月均來看，晴天的溫差在-3℃以下,雨時(shí)，溫差也<0℃，但絕對(duì)值減小。陰天的溫差一般介于晴、雨之間，而多云（陰）雨相間時(shí)的溫差與晴天接近，但全年無明顯月變化。
4 水泥地面及草面溫度預(yù)報(bào)方程
根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，采用多元回歸方法，選取相關(guān)較好的一些氣象因子，可建立水泥地面和草面最高、最低溫度的預(yù)報(bào)方程。下面以夏季為例，草面和水泥地面最高溫度的預(yù)報(bào)因子為最高氣溫、天氣類型(晴為1、多云為2、陰為3、雨為4)、紫外線強(qiáng)度。水泥地面和草溫最低溫度預(yù)報(bào)因子為：最低氣溫、天氣類型、紫外線強(qiáng)度。各預(yù)報(bào)方程如下。
水泥地面最高溫度預(yù)報(bào)方程：y= -1.182+1.321X1+0.163X2+2.493X3 …1
草面最高溫度預(yù)報(bào)方程：y= 6.038+1.201X1-1.454X2+0.640X3 ….2
方程1、2中X1為最高氣溫，X2為天氣類型，X3為紫外線強(qiáng)度。
水泥地面最低溫度預(yù)報(bào)方程：y= 7.879+1.08X1-1.251X2-3.182X3 ….3
草面最低溫度預(yù)報(bào)方程：y= -5.653+0.971X1+1.020X2+0.514X3 ………4
方程3、4中X1為最低氣溫，X2為天氣類型，X3為紫外線強(qiáng)度。
5 城市環(huán)境溫度業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)
根據(jù)以上分析和建立的方程，形成了城市環(huán)境溫度業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)，該業(yè)務(wù)平臺(tái)利用Dephi程序?qū)懗�，每天定時(shí)利用預(yù)報(bào)資料對(duì)不同下墊面溫度進(jìn)行預(yù)報(bào)，并自動(dòng)生成“12121”語音信息，已投入正式業(yè)務(wù)運(yùn)行。
6 結(jié)論與討論
本文分析了景德鎮(zhèn)地區(qū)不同下墊面的溫度特點(diǎn)，并建立了不同下墊面最高、最低溫度預(yù)報(bào)方程，主要結(jié)論如下：
(1) 相同地段草溫、水泥面溫度較氣溫日變化強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為最高氣溫更高，在天氣較好時(shí)，水泥地面最高溫度在夏季可達(dá)50-70℃，草面最高溫度也可達(dá)50℃以上。但不同下墊面的最低溫度與與最低氣溫之差的幅度較小，水泥地面最低溫度一般高于最低氣溫，而草面最低溫度一般低于最低氣溫。
(2) 不同下墊面溫度變化與天氣好壞有較大關(guān)系，天晴時(shí)水泥地面、草面最高溫度與最高氣溫相差更大，而最低溫度與最低氣溫相差則更小。下雨時(shí)，則反之。
(3) 不同下墊面溫度一般具有與氣溫同樣的月變化。水泥面溫度與氣溫之差也有較為明顯的月變化，但草面溫度與氣溫之差則無明顯月變化。
參考文獻(xiàn)：
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