地面最高温度测量失真现象浅析
周晓香
（江西省气象台，江西 南昌 330046）
摘 要：分析了地面最高温度测量失真的原因，并提出了具体的解决措施。
关键词：地面 最高温度 测量 失真
中图分类号：P412.11 文献标识码：B 文章编号：1007－9033(2001)03－0047－01
在正常天气背景下，土壤表面的日最高温度一般出现在13时左右；特别地，当1 d内地温持续上升时，日最高地温应在当日20时；反之，1 d内地温持续下降，日最高地温应与前1 d20时瞬间地温（即0 cm地温）相当。但在日常工作中，我们有时发现当天地面最高温度比前1 d 20时0 cm地温低。以省气象台观测站的数据为例，春秋季的误差一般在0.5 ℃之内。夏季的误差值要大一些，一般在1 ℃之内。在排除了观测员误读数据的前提下，是什么原因导致测温失真呢？
通过分析，认为上述最高地温表的失真可能是水银温度表的非常定误差引起的。也就是随外界环境及观测方法的变化而产生的误差，是不能通过器差订正消除的。从影响地面温度变化的因素来看，主要有以下几个方面：
(1) 温度表的放置不符合要求。仔细分析上述测量失真时的天气背景，发现这些异常情况均出现在冷空气刚入侵本站、气温持续下降之时。我们知道，土壤和空气的物理特性完全不一样。构成土壤主要成份的沙粒和粘粒的容积热容量较空气的容积热容量大。同样的热量传导，土壤表面温度变化滞后于贴地层气温的变化。按《规范》要求，地面温度表放置时应将其感应部分一半埋入土中，一半暴露在空气中。如果没埋入土中一半，那么它感应的就是贴地层的气温，而不是地表的土温。这种情况下，当气温持续下降时，20时观测后最高温度表调整的基础就是贴地层气温，第二天的最高地温表读数自然就偏低了。
(2) 最高温度表的特有误差，即水银丝因冷回缩。最高温度表的读数一般不是在达到最高温度的瞬间进行的，通常观测时的地面温度已经低于最高值了。因此，毛细管中的水银丝将因冷缩而比最高温度时应有的长度小些，示值自然偏低。虽然省气象台除了在20时正常观测外，还在14时增加了1次地面最高温度的观测，在一定程度上可消除正常天气下（即地面最高温度出现在13时左右）的回缩误差，但遇到上述冷空气影响的天气，则不能有效地消除该误差。
(3) 地温场不合要求。根据土壤表面的热平衡方程可知，土壤的性质在很大程度上影响土壤温度。如浅色土壤白天增温、夜间辐射冷却均次于深色土壤；松软土壤表面比光滑紧密的土壤，白天反射较差而夜间热辐射则较多，前者白天温度较高，而夜间温度较低。由于地表面不是均质的，其比热、导热率、颜色以及其它物理特性均不一致。在热量获得或消耗相同的条件下，相邻地段的地面温度都可能有很大差异。如果地温场在疏松情况、平整状况等方面不完全符合规范，则表间相距5 cm的最高地温表和0 cm地温表的测量对象就不一样。当遇到地温迅速变化时，二者的变化就不能达到同步，最高地温表调整时的温度基础就和0 cm地温不一样了。
为了尽可能地避免地面最高温度表的测量失真，以取得具有代表性、准确性、比较性的地温资料，可采取以下3项措施：一是最高温度表调整后，注意按规范要求放置。二是仪器检定部门对最高温度表进行回缩量检定，台站按要求进行订正。三是及时疏松、平整地温场，尽量使各部分土壤的物理特性一致。
