南昌市青年气象志愿者专题小组＊

(江西省环境预报中心，江西 南昌　330046)

　摘　要：通过对南昌市区和城郊1个月的对比观测与分析，发现了造成南昌市盛夏城区最高气温比城郊高的一些原因，并对南昌市盛夏高温预报服务提出了参考建议。

　　关键词：高温　观测　分析

　　盛夏季节，经常有市民或气象爱好者给气象台来电来函，对盛夏季节天气预报中的最高气温表示怀疑，说是最高气温报低了，还有的说是政府不让报。虽然预报服务人员对此进行了解释，但由于没有作过对比观测与分析，预报服务人员的解释难以服人。另外，在决策气象服务、城市气象服务、专业气象服务过程中，也经常遇到类似的问题。

　　南昌市青年气象志愿者组成了专题小组，于2001年7月23日～8月23日在市区、城郊进行对比观测，获得了第一手资料。通过认真对比分析、研究，得出了一些结果。这些结果对于盛夏气温预报服务有很好的参考价值。

1　观测情况

　　考虑观测设备的安全，也为了便于观测，我们在江西省气象局大楼前的草坪上建立了城区简易观测场。观测场设置了百叶箱等设备，确定了干球温度、太阳直射气温、水泥地表温度、草地表面温度、日最高气温5个观测项目。其中干球温度、日最高气温的观测和设置与普通地面观测相同；太阳直射气温是标准高度百叶箱外向阳侧暴露在阳光直射下的空气温度；水泥地表温度是在太阳直射下温度表感应头与水泥地表相接触时的贴地层气温；草地表面温度是太阳直射下温度表感应头与草皮表面相接触的空气温度。

　　城郊选取南昌市气象台地面观测相同时次的干球温度、日最高气温、0 cm地面温度以及总云量、低云量、日平均风速、日最低相对湿度观测数据。其中后4项数据是为了方便对比分析。

　　青年气象志愿者按照《地面气象观测规范》，每天进行5个时次(北京时08时、11时、14时、16时、17 时)的观测，其中16时仅观测最高气温。通过1个月的连续观测，得到了从7月25日～8月23日共30 d的有效观测数据。期间有高温天气(13个高温日)、凉爽的阴雨天气和闷热的晴雨相间天气，这3种类型的天气对南昌市整个盛夏季节的天气来说具有很好的代表性。

2　分析方法

　　由于我们需要研究的是南昌市盛夏城市热岛效应的情况，因此，我们对一些相同的或相近的观测项目用对比分析法来进行分析。

　　(1) 相同观测项目的对比分析。如市区与测站08时、11时、14时、17时4个时次的干球温度的对比分析，日最高气温的对比分析。

　　(2) 相近观测项目的对比分析。如市区水泥地表温度与测站0 cm地面温度、草地表面温度对比分析。

　　(3) 市区观测场地内不同环境下温度的对比分析。如太阳直射气温、水泥地表温度、草地表面温度与干球气温的对比分析。

3　对比分析

3.1　平均情况对比分析

　　根据上述分析方法，我们把主要项目的对比情况列入表1中。

　　从表1可以看出：

　 (1) 市区干球温度比测站总体高0.6 ℃左右。这种差距上午大下午小，最大可相差2.3 ℃。

　 (2) 市区直射温度与干球温度平均相差2 ℃左右，且这种差距上午大下午小，最大可达8.9 ℃。

　　(3) 市区水泥地表温度与干球温度平均相差8 ℃左右，且中午前后比早晚差距更明显，有时可达22.9 ℃。

　　(4) 市区草地表面温度与干球温度平均相差4 ℃左右，且中午前后比早晚差距更明显，有时可达18.8 ℃。

3.2　各对比项目与低云量、相对湿度、最高气温的关系

　　根据观测结果及气象学原理，我们认为气温的升降及不同介质下的温度与云量(特别是低云量)、相对湿度和最高气温等气象要素有关。为此，我们把云量0～10份每间隔1份，把最小相对湿度从40％开始到90％每间隔5％，最高气温从27 ℃开始到36 ℃每间隔1 ℃，均分为10个格点，分析7个比较变量与低云量、最小相对湿度和日最高气温的变化规律。这7个比较变量分别是市内与测站干球温度差、市内与测站最高温度差、市内水泥与测站泥土温度差、市内直射温度与干球温度差、市内水泥温度与干球温度差、市内草地温度与干球温度差和测站泥土温度与干球温度差，并分别用A、B、C、D、E、F、G表示。具体统计结果及统计关系分别见表2、表3和图1。

图1  部分对比量随低去年量、最小相对湿度、日最高气温变化曲线图

　　从表2、表3和图1可以看出：

　　(1) 与低云量的关系。各比较变量均随低云量的增大而减小，特别是当低云量在8成或以上时，这种差值几乎到了观测误差的范畴。这就是说在几乎没有太阳加热的情况下，市区与城郊几乎没有差别，城市热岛效应不明显；相反，在无低云状态下，各种介质吸收大量的太阳能，其温度上升比气温高得多。

　　(2) 与最小相对湿度的关系。市内与测站最高温度差与最小相对湿度的关系不明显。市内与测站干球温度差和市内水泥与测站泥土温度差随最小相对湿度的增大而减小；当最小相对湿度达80％以上时，市内与测站干球温度差<0.2 ℃；其它随最小相对湿度的增大而明显减小。也就是说当空气处于潮湿(接近饱和)状态时，各种介质的温度与气温差值较小；反之，空气干燥时，各种介质温度比气温高得多。

　　(3) 与日最高气温的关系。市内水泥与测站泥土温度差与日最高气温的关系不明显。市内与测站干球温度差、市内与测站最高温度差随Tg增大而增大，当Tg>35 ℃时，市内与测站干球温度差>0.7 ℃；当Tg<30 ℃时，市内与测站最高温度差<0．2 ℃；Tg>33 ℃时，市内与测站最高温度差>0.5 ℃。其它随日最高气温的增大而明显增大。也就是说当天气不太热(Tg<30 ℃)时，各种介质的温度与气温差值不大；反之，当天气很热(Tg>35 ℃)时，各种介质的温度与气温差值很大。

3.3　成因分析

　　导致上述结果的原因有4个方面：(1) 城市建筑物热容量大，白天吸收大量太阳光热量，而建筑物白天和晚上对近地面空气不断进行热辐射和传感加热。(2) 居民生活用电用火加热空气，尤其是夏季冷气设备所排放的热量停滞在地面和树木极少的城区，使气温不断升高。(3) 城市工业生产、交通工具释放大量热量对空气加热。(4) 城市建筑物高，空气流动性差，散热速度慢。但最根本的原因是太阳能对大气、地面和建筑物的加热。

　　实际上市区百叶箱内空气比测站气温高得不多，一般在1 ℃以内(特别情况时也在3 ℃以内)。人们在盛夏酷热天气下，尤其是在户外活动时感觉特别热，原因一方面是阳光对人体加热，另一方面是城市大多是水泥地面，阳光直射下的水泥地面温度比空气高得多，它对近地面(特别是50 cm以内)的空气进行大量的辐射和传感加热。因此，在午后市区太阳直射气温比测站气温高得多，有时两者差距>10 ℃。这是人们感觉城市热岛效应的直接原因，也是最主要的原因。

4　结语

　　根据上述对比分析，我们认为在盛夏高温预报服务中，应注意以下几个方面的问题：

　　(1) 最高气温预报。当预报测站最高气温在33 ℃以下时，市区可加报1 ℃，户外活动区可加报2～3 ℃；当预报测站最高气温在33 ℃以上时，市内可加报2 ℃，户外活动区可加报4～6 ℃。另外，天空云量越少、风速越小、气温越高，所加报的量也越大；反之亦然。

　　(2) 盛夏城市气象服务。城市地表面温度与地表材料的热容量等物理特性有关，水泥、泥土比草地温度高。如8月4日14时、8月16日14时市内水泥地面温度分别为57.1 ℃、37. 2 ℃，测站泥土温度分别为53.8 ℃、35.4 ℃，而市内草地表面温度分别为41.3 ℃和31.3 ℃，百叶箱干球温度却分别只有35.6 ℃、29.1 ℃。因此，在开展服务时，从防暑降温、户外施工、特别是一些对高温很敏感的生产生活活动，要注意结合实际开展专项服务。

　　(3) 城市建筑物间保持一定距离，空闲地带栽花种草，道路两边栽种树木，增加绿化面积，对改善城市环境，利于空气对流，减轻盛夏热害大有益处。

＊专题小组成员：刘晓晖、胡志斌、戴熙敏、黄少平、杜筱玲、严春银、周晓香、刘文英、张传江、朱星球、肖安、支树林、张瑛、刘小波、本文由刘晓晖、胡志斌、周晓香、张传江执笔.