MDOS2.0海平面气压疑误信息分析与处理

气象资料业务系统MDOS2.0自2016年12月1日正式运行以来,自动气象站(国家级台站除外)海平面气压疑误信息频发,经过对比分析发现,海平面气压疑误信息的根源是观测设备端的气压传感器海拔高度设置有误,与实际海拔高度有很大的差别。通过修正气压传感器的海拔高度后,海平面气压疑误信息不再发生。     

气温与风速对气压传感器现场校准的影响

为确保各要素观测数据的准确、可靠并具有可比性,须定期开展自动气象站校准。自动气象站现场校准不同于实验室的检定检测,受客观条件的影响,校准结果具有明显的不确定性,气压要素表现尤为明显。为了保证量值传递准确可靠,减小这种不确定性对校准结果造成的误判,对气压现场校准提出了改进方法。基于2012—2014年"移动气象计量检定校准核查技术集成"项目的实验资料,采用实验室检定和现场校准气压传感器对比的方法,找出现场校准中影响气压值变化的因素。结果表明:实验室检定合格的气压传感器在现场再次进行校准中有12.5%不合格。经研究试验,这种结果是由于现场校准时的环境因素影响造成,其主要影响因素为气温和风速。选择适当的校准时间,即避开最高气温和最低气温出现时段及外界风速不大于5 m/s时进行气压现场校准,能较好地减少气压传感器的测量误差,提高气压测量数据的准确性。     

自动与人工观测的气压差异分析

利用陕西省97个气象站2004—2007年间自动与人工平行观测期间的资料,分析了陕西和陕西不同地域人工与自动观测气压的差异并对气压月、年平均值进行了显著性检验。结果表明:人工观测比自动观测日平均气压平均偏高0.21 hPa,标准差为0.30 hPa;气压差值有明显的地域特征;气压对比差值的日、月变化规律明显;DYYZ和CAWS系列测压仪的性能没有明显差异;自动与人工观测时间不同步对定时值有一定影响,但对气候分析没有影响;校准值随时间漂移是气压传感器的主要误差源之一;自动站所测气压可与人工站气压连续使用。     

大连自动站与人工站观测数据的差异对比分析

利用2005—2006年大连自动气象站与人工站观测的温度、气压、降水、相对湿度、0 cm地温和风速风向等资料,对其差值、粗差率、一致率和风向相符率等进行对比分析。结果表明：自动站与人工站气温、本站气压、降水和0 cm地温观测差值较小,其准确度能够满足日常业务使用;而相对湿度、10 min与2 min风速和风向相符率观测差值较大,距离正常业务使用有一定的距离。因观测数据采集方法不同、感应器所处的环境不同、观测仪器原理不同、观测样本不同、观测时间的差异和人为因素的影响是造成对比观测差异的主要原因。     

地面自动站气压的台站极值检查方法研究

根据压高公式,利用2000多个国家级台站海拔高度和本站气压观测资料,得到了自动站本站气压的台站极值检查方法,称为“台站海拔高度统计法”。首先由观测资料得到台站海拔高度和本站气压的指数经验公式,此经验公式可以计算出本站气压的估计值;然后由经验公式,选 ,可以估算出0.01信度下本站气压的取值范围,其中剩余均方差的估算方法类同本站气压的估计方法。使用台站海拔高度统计法依次对国家基准站、国家级台站以及区域自动站定时气压进行试验,试验效果良好。此方法可以用于气象业务中实时和非实时气压质量控制流程中的台站气压极值检查。     

榆林自动气象站系统半年初评

地面有线综合遥测仪 ( 型 )从 2 0 0 3年 1月1日起在榆林站已运行半年有余 ,期间各传感器运行良好 ,各观测要素与人工站资料对比基本正常 ,没有出现粗值和野值。1　各传感器评估1 .1　气压气压传感器运行较稳定 ,人工观测时间 (每时 5 6分 )与自动站记录时间 ( 0 0分 1 5秒 )接近 ,气压本身变化较平稳 ,与人工站相比 ,月平均值偏低 0 .2～ 0 .5 h Pa。各定值比人工观测值低 0 .5h Pa左右 ,个别低 1 .0 h Pa,可能由观测员视差及气压表调整水银面引起。也有一次高 0 .4h Pa。1 .2　温湿度气温传感器运行稳定 ,与人工观测值比较 ,月平均值 1…     

多传感器自动站的数据融合效果及优势分析

采用三个同类型的温度、湿度和雨量传感器分别对气温、相对湿度以及降雨量进行测量。通过计算同一气象要素三个测量值之间的离散度以及数据集中度,结合观测数据的时间序列变化趋势,融合得到一个更具有代表性,更加准确的数据作为该气象要素的观测值。对三种气象要素多种天气状况下的融合数据进行业务对比,一致率计算结果证明,多传感器融合结果与业务观测数据一致性比较高。对差值的规律和异常数据进行分析,显示多传感器具有以下优势：在单一传感器故障时保障观测数据连续不间断,剔除由信号干扰或者误操作导致的错误数据,增加强对流过程中奇异数据的可信度,及时反映单个传感器性能变化。因此多传感器自动站不但可以作为业务使用,而且对解决业务观测中部分数据不可信的问题具有重要意义。     

四川省自动与人工气压观测值差异对比

应用四川省135个台站在自动站与人工站平行观测期间的对比观测数据,对两种不同的资料进行了对比分析。结果表明:自动站与人工站的日气压差值不满足正态分布,人工观测比自动观测平均偏高0.35 hPa,标准差为0.48 hPa。自动站与人工站的相关性较好,相关系数为0.99,大约3/4的对比观测台站的人工站气压观测值大于自动站气压观测值。自动站与人工站气压观测值的月平均差异在上半年逐步增大,6月达到最大,下半年开始逐步减小。2004年的自动与人工气压观测数据年平均值差异最小,2006年数据据差异最大。     

气球携带探空仪上升和降落伞携带探空仪下降的全程探空对比分析

开展气球携带探空仪上升和降落伞携带探空仪下降的探空仪观测试验,建立针对下投式的温度、湿度和气压试验评估方法。试验结果表明上升段的北斗温度、气压测量准确度与RS92基本相当,湿度差于RS92双加热湿度传感器;下降段的北斗温度测量准确度与下降段的RS92基本相当,气压由于快速下降对定位有一定影响从而导致气压误差较大,相对湿度误差基本上在5%以内,符合WMO的测量要求;与风廓线雷达进行时空匹配,上升段北斗风向测量准确度差于RS92,风速测量准确度明显优于RS92。试验同时还验证了气球携带探空仪上升和降落伞携带探空仪下降全程2次探空观测模式具有很好的应用前景,可以实现高空站网的时空加密。     

PTB220气压传感器模拟量调整方法

通过对PTB220气压传感器工作原理的分析与研究,利用超级终端技术、Keithley 2000数字多用表、线性方程,实现了超差气压传感器模拟量的调整,并解决了数字量调整影响模拟量输出的问题。从而避免了自动站采集器通道误差影响校准精度,保证自动站气压观测数据的准确性,进一步完善了超差气压传感器调整方法。     

黄山黟县双套自动观测站数据的质量评估

利用2011年2月安徽省黄山市黟县试点双套自动观测气象站(A站和B站)和黟县本站(Z站,自动站)的气象要素(气温、气压、风速、相对湿度、地温等)观测资料,进行了对比分析,并对自动气象站仪器换型后数据的连续性进行了全面的评估。评估的内容为:数据的完整性和差异性,其中,差异性通过均值、标准差、误差率、粗差率和一致率得到体现。评估的结果表明:1)双套自动站观测数据的可靠性较好,大多数要素接收率高达100%,B站湿度接收率较低,只有83.3%,是由于B站的相对湿度传感器故障造成的;2)双套站观测的多要素有较好的一致性,但AB、AZ的地温差值和AB的气压差值一致率较低,部分要素差值存在少量的奇异值;3)T-检验表明,双套自动站的观测数据与历史序列无显著差异,连续性很好;4)双套自动站可用于气象业务观测,但还要进行一定时间的并行运行,以便日后更好地对数据进行对比分析和订正。     

基于相位法激光测距原理的雪深传感器研究与应用

从传感器测量原理、观测方法、数据处理算法等方面介绍了一种利用相位法激光测距原理测量积雪深度的雪深传感器,并参加了中国气象局于2010/2011年在黑龙江通河、新疆阿勒泰等台站开展的积雪深度对比观测试验,与超声波传感器和人工测量积雪深度进行了对比,比较了三者之间测量结果的差异。试验结果表明:这种激光雪深传感器能够适应冬季严寒和暴雪天气条件,可以连续、自动、准确的监测雪面变化过程;与超声波雪深传感器相比,激光雪深传感器测量结果更加稳定,更加接近人工观测结果;激光雪深传感器与人工测量雪深结果之间的平均误差约为,测量精度达到《地面气象观测规范》要求。     

基于ARMA模型判别气压传感器故障

我国现有的自动气象站设备缺乏能够反映其自身运行状态的参数信息,导致对设备运行监控能力不足,无法快速定位设备故障。为了判别气压传感器的工作状态,从观测数据出发,提出了基于ARMA模型的气压预测方法,利用已测气压值,对当前时刻气压值进行合理的预测,并给出该预测值的置信区间。利用气压传感器的实测值与此预测值进行比较,如果实测值偏离了该预测值的置信区间,可以认为气压传感器或相关数据采集单元出现故障。通过实例计算和比较,模型ARMA(2,1)对于自动气象站气压值的一步预测误差为0,具有较好的预测效果,可以有效判别气压传感器的工作状态。     

春夏季DSH1与SL3 1型降水传感器数据比较

为掌握称重式降水传感器的液态降水观测性能,推进降水自动化观测进程,按照降水过程强弱,依照北京市观象台2011年春夏季降水观测数据的统计结果,对DSH1型称重式降水传感器与业务用SL3 1型双翻斗雨量传感器进行比较分析。结果表明：以SL3 1型双翻斗雨量传感器为参照,DSH1型称重式降水传感器的观测数据基本可靠,在小雨过程中,两种型号传感器的观测数据有较好一致性;在中雨及大雨过程中,DSH1型称重式传感器与SL3 1型双翻斗雨量传感器还有一定的差异,有待于进一步试验与研究。试验过程中,DSH1型称重式传感器曾有故障出现,仪器可靠性有待提高。     

气压室改造之我见

省局在五大工程建设标准中,提出可将气压室改为壁厨式,观测门则采用推拉式铝合金门。不少人担心改造后的气压定会影响气压的准确性,特别是值班室安装空调后影响更大。我在进行了一系列对比试验后,认为这种担心是不必要的,其主要根据如下：1、在理论上,《地面气象观测规范》对气压表的安装环境要求是“温度少变,光线充足”,也就是说气压表安员只需处在一种温度变化缓慢和光线充足但又避免阳光直射的环境中,既可进行正常观测,获取准确的读数。2、在实践中,为消除值班室安装空调后对气压准确性是否有影响这个疑问,作了18次对比观测…     

自动站与人工站常规气象要素的对比分析

对比分析陕西省6个基准站2003—2005年自动站和人工观测的气压、气温和相对湿度,并对自动站观测的资料进行显著性检验。结果表明:自动站的气压和相对湿度观测值普遍低于人工观测值,偏差大都超出允许范围;气温月际变化不一,偏差基本在允许范围内,多数自动站观测值高于人工观测值,且夏季比冬季明显;自动站观测的气压、气温、相对湿度的月平均值与历史序列中的气压、气温、相对湿度无显著性差异。     

基于Keithley2000表的自动站气压传感器批量校准系统

系统开发了Keithley2000表与计算机的串口通信技术,实现了气压传感器模拟量的批量校准,解决了以前依靠自动站采集器校准气压传感器精度不高、数据不能溯源的问题,从而避免了自动站采集器通道误差影响校准精度,保证了自动站气压观测数据的准确性。     

自动气象站与人工气象站观测的气压差异分析

文章利用赤峰站和开鲁站2008年自动气象站和人工气象站平行观测期间本站气压的对比观测数据,对两种不同的资料进行了对比分析,结果表明:自动气象站与人工气象站的气压不满足正态分布,赤峰气象站人工观测数据比自动观测平均偏高0.26hPa,开鲁站人工观测数据比自动观测平均偏低0.01hPa。     

自动与人工观测气压的差异及原因分析

利用全国373个基准基本站自动与人工平行观测期间的气压对比观测资料,进行了自动与人工观测气压的差异分析,重点从本站气压计算公式和环境温度方面分析了两种观测方式引起气压观测数据差异的原因。结果表明:(1)自动观测的气压值比人工观测气压值普遍偏低0.1～0.2 hPa。日最低气压差异最大,可达到0.34 hPa。自动与人工观测气压的差值有较明显的日变化和季节变化;(2)从分布区域看,自动与人工观测气压差异较大的区域位于海拔较高的西部地区,我国中东部地区则差异较小,绝大多数在0.2 hPa以内;(3)由于人工观测气压计算公式的问题,在2004年之前人工观测的本站气压值偏大,海拔高度越高的地方,偏大程度越高。统计结果还表明,30℃以上的高温环境和-30℃以下的低温环境,自动与人工观测气压差异明显。     

DZZ4新型自动站六要素传感器故障排查

为了保障自动气象观测站实时观测资料达到全国自动站实时观测资料质量考核要求,以DZZ4新型自动站为例,介绍了气压、温度、湿度、风向、风速、降水六要素传感器的日常维护及常见故障排查,为台站业务人员在自动站传感器突发故障时的应急处置提供帮助。