浅析气温观测数据自动站与人工站的差异分析

来源:用户上传      作者: 吴玉池,严玉彬,罗金平,马 耀

　　摘要分析自动站与人工观测资料的差异和特征,了解自动站观测数据的准确性,对于保证自动站的单轨运行,提高气象要素气候序列连续性以及气候统计的可靠性有着重要作用。主要通过对镇平县气象观测站2009年1―12月的全年资料分析,最高、最低气温自动站与人工站数据的差值规律及特征分析,主要原因是自动站与人工观测两者测温原理不同由于水银温度表和自动气象站铂电阻测温仪对温度变化反映的灵敏程度不同造成温度差异,并提出了相关措施。
　　关键词气温;观测数据;自动站;人工站;差异分析
　　中图分类号O211.1 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)032-0216-01
　　
　　0引言
　　为了提高大气监测能力,我省从2005年启动了大气监测自动化系统一期工程。由于自动站与人工观测两种观测体系的观测原理、观测采样时间有所不同,可能会导致观测结果上的差异。这种差异将影响我国气温资料序列的均一性。从而影响天气预报和气候变化研究的结果。如何把差异的大小控制在气象业务所允许的范围内,以确保历史观测资料的连续性是自动站观测资料应用上面临的问题。
　　根据镇平县气象观测站 2009年自动站与人工站的观测数据显示,所有基本气象观测资料均存在不同程度的差异,尤其是地面最高、最低气温的差异最大。为了减少误差,促进人工观测向自动观测的平稳过渡,本文选取博爱县气象观测站2009年1―12月自动观测和人工观测的最高最低气温及地面最高最低温度资料作样本,对自动站和人工站观测数据进行对比分析,探讨两者的差值特征,分析造成差异的主要原因,以便于总结经验,减少观测误差。
　　1温度观测数据自动站与人工站的对比
　　为了分析自动站与人工站观测数据差异的原因,我们对 2009年逐日最高、最低气温,地面逐日最高、最低温度进行了统计,并从各月挑出最大正差值、最大负差值及月平均差值进行综合分析(注:差值=自动站数据-人工站数据,正差值是指自动站数据大于人工站数据,负差值是指自动站数据小于人工站数据;月平均差值=自动站月平均数据-人工站月平均数据);又统计分析了差值绝对值的月平均(即:|T自-T人|月平均)情况。
　　1.1最高气温自动站与人工站差值分析
　　全年各月最高气温的正差值最大为1.0℃,差值范围在0.2―1.0℃;各月最高气温最大负差值为-1.1℃,差值范围在-0.3―1.1℃,;差值振幅在-1.1―1.0℃之间,其中差值振幅在±0.5℃以内的占66.7%;差值绝对值的月平均值为01.―0.3℃之间;各月平均最高气温的差值均在-0.2―0.1℃之内。
　　1.2最低气温自动站与人工站差值
　　全年各月最低气温的最大正差值为0.9℃。差值范围在0.1―0.9℃;最大负差值为-0.5℃,差值范围均在-0.2―0.5℃;差值振幅为-0.5―0.9℃,其中差值振幅±0.5℃以内的占 95.8%;差值绝对值的逐月平均值均为0.1℃;各月平均最低气温的差值均在±0.1℃之间。
　　2自动站与人工站温度观测数据差值特征
　　通过分析最高、最低气温,地面最高、最低温度自动站与人工站数据的差值,可以看出一下规律和特征。
　　1)最高气温自动站与人工站逐日差值特征从2009年逐日最高气温资料分析发现:当24小时内气温增加时,差值大于等于0℃。当24小时内气温降低时,差值小于0。其概率为 266/364=73%。说明月极端最高气温自动站1074数据一般大于人工站。
　　2)气温与地面温度差值对比分析特征从前面的分析看出:最高、最低气温自动站与人工站最大差值大部分在±0.5℃范围以内,特别是平均最高、最低气温差值均在±0.2℃以内,差值绝对值月平均值也仅在 0.1～0.3℃之间,差值相对较小。
　　3温度观测数据自动站与人工站产生差异的原因
　　根据以上对最高最低气温及地面最高、最低温度差值的特征分析,造成两者差异的主要原因有:
　　1)自动站与人工观测两者测温原理不同由于水银温度表和自动气象站铂电阻测温仪对温度变化反映的灵敏程度不同造成温度差异。根据3.1、3.2差值特征分析,自动站铂电阻温度仪器敏感性要高一些;另外,水银温度表在测得极值后不是实时观测记录,而是在温度降低后的20时观测,在温度下降的过程中毛细管内水银柱固有的收缩而使最高温度比实际值会有不同程度的偏低。因此自动站观测的最高温度月极值一般会超出人工观测月极值。
　　2)措施经过对最高、最低气温和地面最高、最低温度出现差异的综合分析,找到了其差异的原因。为了减少误差,保证资料的真实性、连续性、代表性,可以采取以下措施。
　　3)自动站数据作为正式气象记录需要进行适当订正在人工站资料转换以自动站资料所代替时,气候统计值可能会出现变化,影响气候分析的科学性、准确性。因此,在使用自动气象站观测资料时,应充分考虑仪器换型前后的变化,需要在对比观测过程中分析确定误差并进行适当订正,以保证气候资料的连续性和可靠性。
　　
　　参考文献
　　[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.
　　[2]刘小宁,任芝花,王颖.自动观测与人工观测地面温度的差异及其分析[J].应用气象学报,2008,19(5):554-563.
　　[3]徐可文,岳改慧,阮建忠.自动气象站与人工气象站观测资料对比分析[J].山西气象,2003(3):35-39.
　　作者简介
　　吴玉池(1974-),男,汉族,河南镇平县人,本科,助理工程师,河南省南阳市镇平县气象局,主要从事地面工作。

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