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[摘要]气温是最常用的气象要素之一，气温的分布与变化受海拔高度和地形的影响很大。本文在前人研究的基础上，在模型中考虑了海拔高度、太阳总辐射、日照百分率对月平均气温的影响，基于数字高程模拟（DEM）数据，研究了月平均气温分布式模型。应用1000m1000m分辨率的DEM数据、昆明市12个气象站常规气象要素观测资料以及昆明市及周边区域内共7个气象站的太阳辐射量资料，计算了昆明市月平均气温精细分布。并以1、4、7、10月的结果代表冬、春、夏、秋四季的结果，以其为例进行分析，结果表明：①月平均气温推算模型为T=a+bH+cQ+ds1+△T；②坡度、坡向、地形遮蔽对平均气温的影响较大，由于局地地形因子的影响，使得月平均气温的空间分布具有明显的地域分布特征；③月平均气温与太阳总辐射关系密切，地面接收到的太阳总辐射量多，月平均气温就高；相反，地面所接收到的太阳总辐射量少，月平均气温也相应降低；④除局地差异外，整个昆明市月平均气温趋势的分布受季节影响较小，月平均气温随海拔高度的增加而降低。
[关键词]昆明市 月平均气温 太阳总辐射
[中图分类号] P339 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-294-2
1引言
1.1课题背景
气温是最常用的气象要素之一。众所周知，影响山区气温分布与变化的因素主要包括：宏观地理条件，测点海拔高度，地形，下垫面性质等。其中尤以海拔高度和地形的影响最显著。
为了评估一个区域的气温，国内外学者相继提出了一些计算方法和模型。常采用的方法是利用山区所在区域内的常规气象站、山区气象站和个别气象哨的有限资料，通过建立常规的数理统计模型推算或模拟山区气温的空间分布。但不能充分考虑地形起伏和下垫面性质不同对各种气候要素空间分布的影响。
1.2研究意义
昆明市由于受到地形的影响，气温的变化比较复杂，研究计算得出的高分辨率、空间化的气温分布数据结果可以弥补在资源评价中基本站点数据不足的问题。由于气象站一般设置在平坦开阔区域，这样的模型结果对局地小气候的代表性较差。另外从气候意义上讲，太阳辐射受地形影响更为直接，且太阳辐射、海拔高度对气温的影响最为重要。同时，GIS技术为气温、太阳辐射等气象要素的定量空间分布研究提供了较好的技术手段。针对上述原因，本次研究是极为有意义的。
1.3研究方法
本次研究拟利用昆明市1000m1000m分辨率的DEM数据，结合昆明市及周边区域内共7个气象站的太阳辐射量资料以及昆明市12个气象站月平均气温资料，借助ARCGIS工具生成1、4、7、10月的月平均气温的精细空间分布图，并分析昆明市冬、春、夏、秋四季的月平均气温情况。
针对各网格点上的要素，其影响因素可能与邻近气象站影响因素有一定的相似，通过对比分析，发现反距离权重法的插值精度是最优的，因此研究过程中所有插值过程都采用反距离权重插值法，将插值结果转化成分辨率为1000m*1000m的栅格空间数据库。
2资料说明和昆明市地理概况
2.1资料说明
本文用到的气象资料和DEM资料来自于昆明市气象局，包括资料完整的12个气象站点1981-2010年月平均气温资料。
本文用到的辐射资料和日照时数资料来自国家气象信息中心，包括昆明市及其附近总共7测站（昆明、峨眉山、丽江、腾冲、景洪、蒙自、贵阳）的辐射观测资料。
2.2昆明市地理概况
昆明市位于云南省中部，地处东经102°10′～103°40′，北纬24°23′～26°33′之间，总面积约2.1万平方公里，耕地面积19.36万公顷。
昆明市位于云南省中部，为山原地貌，绝大部分地区海拔在1500-2800米之间。地势大致北高南低，在山势波状起伏中，形成断层陷落湖泊滇池、阳宗海，断陷湖形成的坝子有滇池、嵩明、宜良坝子；普渡河、金沙江、南盘江河流切割的地方则多峡谷，河谷盆地有安宁、富民、禄劝坝子；东南部山岭石灰岩分布广泛，多溶洞和溶岩地貌，溶岩盆地有石林坝子。
3月平均气温分布式模型
3.1气象站月平均气温分布式模型
通常认为气象站的观测值是不受局地小地形影响的结果。由气候学可知，影响气温的重要因子之一是地表的净辐射，而地面得到的总辐射和地面有效辐射是影响地表净辐射大小的关键因子。因此，海拔高度、太阳总辐射和地面长波有效辐射对气温有显著作用且物理意义明确。因此，月平均气温可以表示为：
T′=a+bH+cQ+ds1 （3.1）
式中： T′为气象站观测的月平均气温的模拟值；H 为海拔高度； Q为气象站观测的月平均太阳总辐射；s1为气象站观测的月平均日照百分率；a、b、c、d 为回归系数。
该式中，引入日照百分率s1，是考虑到影响平均气温的不仅有太阳总辐射和海拔高度，还应考虑地面有效辐射，在地面有效辐射的气候学计算中常用云量作为影响参数，因为总云量n与日照百分率s1有n+s1≈1的关系，因此在模型中使用日照百分率作为影响地面有效辐射的参数。
另令：
△T=T-T′ （3.2）
式中：T为气象站观测的月平均气温，ΔT为月平均气温实测值与模拟值之差。ΔT为其他因素对平均气温的综合影响，包含天气过程、地表性状等因素引起的回归方程的误差项。因此，月平均气温推算模型可以表示为：
T=a+bH+cQ+ds1+△T （3.3）
3.2水平面下太阳总辐射的计算模型
根据孙治安，施俊荣，翁笃鸣等学者在《中国太阳总辐射气候计算方法的进一步研究》一文中的研究结果，水平面下太阳总辐射可以用线性估算模式表示为：
[关键词]昆明市 月平均气温 太阳总辐射
[中图分类号] P339 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-2-294-2
1引言
1.1课题背景
气温是最常用的气象要素之一。众所周知，影响山区气温分布与变化的因素主要包括：宏观地理条件，测点海拔高度，地形，下垫面性质等。其中尤以海拔高度和地形的影响最显著。
为了评估一个区域的气温，国内外学者相继提出了一些计算方法和模型。常采用的方法是利用山区所在区域内的常规气象站、山区气象站和个别气象哨的有限资料，通过建立常规的数理统计模型推算或模拟山区气温的空间分布。但不能充分考虑地形起伏和下垫面性质不同对各种气候要素空间分布的影响。
1.2研究意义
昆明市由于受到地形的影响，气温的变化比较复杂，研究计算得出的高分辨率、空间化的气温分布数据结果可以弥补在资源评价中基本站点数据不足的问题。由于气象站一般设置在平坦开阔区域，这样的模型结果对局地小气候的代表性较差。另外从气候意义上讲，太阳辐射受地形影响更为直接，且太阳辐射、海拔高度对气温的影响最为重要。同时，GIS技术为气温、太阳辐射等气象要素的定量空间分布研究提供了较好的技术手段。针对上述原因，本次研究是极为有意义的。
1.3研究方法
本次研究拟利用昆明市1000m1000m分辨率的DEM数据，结合昆明市及周边区域内共7个气象站的太阳辐射量资料以及昆明市12个气象站月平均气温资料，借助ARCGIS工具生成1、4、7、10月的月平均气温的精细空间分布图，并分析昆明市冬、春、夏、秋四季的月平均气温情况。
针对各网格点上的要素，其影响因素可能与邻近气象站影响因素有一定的相似，通过对比分析，发现反距离权重法的插值精度是最优的，因此研究过程中所有插值过程都采用反距离权重插值法，将插值结果转化成分辨率为1000m*1000m的栅格空间数据库。
2资料说明和昆明市地理概况
2.1资料说明
本文用到的气象资料和DEM资料来自于昆明市气象局，包括资料完整的12个气象站点1981-2010年月平均气温资料。
本文用到的辐射资料和日照时数资料来自国家气象信息中心，包括昆明市及其附近总共7测站（昆明、峨眉山、丽江、腾冲、景洪、蒙自、贵阳）的辐射观测资料。
2.2昆明市地理概况
昆明市位于云南省中部，地处东经102°10′～103°40′，北纬24°23′～26°33′之间，总面积约2.1万平方公里，耕地面积19.36万公顷。
昆明市位于云南省中部，为山原地貌，绝大部分地区海拔在1500-2800米之间。地势大致北高南低，在山势波状起伏中，形成断层陷落湖泊滇池、阳宗海，断陷湖形成的坝子有滇池、嵩明、宜良坝子；普渡河、金沙江、南盘江河流切割的地方则多峡谷，河谷盆地有安宁、富民、禄劝坝子；东南部山岭石灰岩分布广泛，多溶洞和溶岩地貌，溶岩盆地有石林坝子。
3月平均气温分布式模型
3.1气象站月平均气温分布式模型
通常认为气象站的观测值是不受局地小地形影响的结果。由气候学可知，影响气温的重要因子之一是地表的净辐射，而地面得到的总辐射和地面有效辐射是影响地表净辐射大小的关键因子。因此，海拔高度、太阳总辐射和地面长波有效辐射对气温有显著作用且物理意义明确。因此，月平均气温可以表示为：
T′=a+bH+cQ+ds1 （3.1）
式中： T′为气象站观测的月平均气温的模拟值；H 为海拔高度； Q为气象站观测的月平均太阳总辐射；s1为气象站观测的月平均日照百分率；a、b、c、d 为回归系数。
该式中，引入日照百分率s1，是考虑到影响平均气温的不仅有太阳总辐射和海拔高度，还应考虑地面有效辐射，在地面有效辐射的气候学计算中常用云量作为影响参数，因为总云量n与日照百分率s1有n+s1≈1的关系，因此在模型中使用日照百分率作为影响地面有效辐射的参数。
另令：
△T=T-T′ （3.2）
式中：T为气象站观测的月平均气温，ΔT为月平均气温实测值与模拟值之差。ΔT为其他因素对平均气温的综合影响，包含天气过程、地表性状等因素引起的回归方程的误差项。因此，月平均气温推算模型可以表示为：
T=a+bH+cQ+ds1+△T （3.3）
3.2水平面下太阳总辐射的计算模型
根据孙治安，施俊荣，翁笃鸣等学者在《中国太阳总辐射气候计算方法的进一步研究》一文中的研究结果，水平面下太阳总辐射可以用线性估算模式表示为：