城镇化对中国地面气温观测的影响.DOCVIP

国家气候观象台遴选原则和标准 （草案） 一、科学依据 全球和区域气候变异和气候变化的监测、检测和预测需要可靠的地面和高空观测资料。地面气温、降水等基本气候要素和极端天气气候事件的观测资料是短期气候预测和长期气候变化研究的基础条件。但是，当前全球和中国器测时期的地面气候观测资料还存在诸多问题，这些问题包括： （1）全球许多区域缺乏系统观测，海洋、荒漠、高原和极地等区域尤其如此； （2）由于仪器变换、台站迁移、观测规范变化等引起观测资料序列的不均一性； （3）由于城市发展和土地利用变化造成台站所在地局地边界层气候变化影响。 中国拥有相对完整的地面气候观测系统。但是，我国地面气候观测资料序列中同样存在若干问题，其中最突出的问题就是城市化和气象台站附近环境变化对地面气候要素观测的影响，造成资料序列的偏差。 国家气候观象台建设是我国气候观测系统计划的重要组成部分。国家气候观象台应该成为我国地面、高空基准气候状态和气候变化监测的骨干网络，为区域和全球气候变化检测和预估工作提供连续、精准的观测资料。站址的遴选是国家气候观象台建设成功与否的关键环节。国家气候观象台网络建成关系到我国现阶段和未来几十年乃至上百年的基础气候数据的质量，是我国气象事业发展中的百年大计，其设计、特别是站址的遴选必须建立在当前对气候观测资料序列各种误差特征及其产生原因充分理解的基础上。在此基础上，进一步确立遴选原则、标准和步骤。 最近的研究表明，我国城市台站的观测环境已经发生了重大变化，对地面气候要素特别是地表气温记录产生显著影响。例如，目前根据国家基本、基准站地面资料建立的全国或区域平均温度、风速、太阳辐射等时间序列，在很大程度上还保留着城市化影响造成的偏差，难以代表基准气候状态和背景气候变化。分析表明，包括小城镇地面台站在内所有城市台站观测记录均受到城市化的影响，大城市和中等城市的影响最明显。因此，不应该把国家气候观象台建立在任何城镇的建成区内，也不应该建在大中城市的郊区。国家气候观象台需要避开城市环境，以便准确、客观地监测和检测区域性和全球性气候变化。 在大城市附近，由于城市热岛穹隆和盛行风的影响，台站地点选择要比小城市更远离建成区的边缘，尽量避开在盛行风的下风方向建立台站；城市市区和近郊区的山坡和山顶比低地受城市化影响弱，但位于城市热岛穹隆之内的台站仍然受到影响，对于区域性本底气候的代表性已经降低。平原和高原地区的城市台站受城镇化影响尤其明显，山地和丘陵地区的城市台站受影响较弱。在平原和高原地区，台站地点需要离建成区边缘更远。 国家气候观象台要尽可能建在乡镇外围或乡村附近，还要预计到在未来足够长时间内这些台站没有可能受到城镇化或其他重大人类活动影响。国家气候观象台最好建在各类国家自然保护区和国家级公园、国家林场、世界自然文化遗产地、科学实验区以及农业、林业、牧业实验区内。 台站周围的局地环境变化对地面气温等要素观测影响同样很明显。已经发现台站办公房屋对气温、风等气候要素观测有明显影响。要避免在观测场附近建设房屋等建筑物，办公房屋要建在观测场的盛行风下风方向尽可能远的位置，高度也要严格限制。 此外，许多台站由于站址迁移等原因造成的气候资料序列非均一性也是不容忽视的问题。过去，由于城市化对观测环境的严重影响，台站不断从城区向外迁移，一些台站迁移次数多达5-10次，造成资料序列的严重不连续性，既不能满足区域气候变化检测需要，也不利于城市气候变化研究。为了保证资料序列的连续性和均质性，遴选的国家气候观象台不能有太多的迁站经历。 二、遴选原则 根据以上分析和建议，国家气候观象台的遴选应遵循以下原则： （1）地理代表性：观象台对于典型的气候、地貌、生态系统具有代表性； （2）站网均匀性：观象台网空间分布相对均匀，达到一定数量； （3）观测持续性：观象台巳有较长时间的历史观测资料序列； （4）环境稳定性：观象台周边的大、小环境在过去、现在及未来具有持续的稳定性。 在这些原则中，最重要也是最不容易做到的是台站观测环境的稳定性。这要求国家气候观象台的遴选要避开各类城市地区，选择观测点附近人口稀少和人类活动影响轻微的台站；同时要求台站迁址次数要少，迁站等造成的资料序列不连续性可以证实和订正。要预计到今后足够长的时间内观测环境不会受到人为破坏。 三、遴选标准 根据以上原则，以及近年的相关研究和调查结果，确定国家气候观象台遴选的具体标准如下： （1）气候观测记录必须达到47年以上（开始观测时间不晚于1961年）； （2）气候观测资料序列没有缺测记录，或基本气候要素每月日值缺测不超过1天，每年日值缺测不超过3天，1961年以后有缺测记录的年份不超过1年； （3）2000年台站所在城镇（居民点）常住人口数小于3万人，经济发达地区台站附近居民点常住人口不超过6万； （4）台站观测场地距离城镇