人工气象站与自动气象站气象要素差异评估

利用陕西省96个自动气象站和人工气象站的平行观测数据,分析了气压、气温、相对湿度的差异,并对月、年平均值进行显著性检验。结果表明：人工站所测气压、相对湿度普遍高于自动站所测的相应值,气压年平均差值为0．21hPa、标准差为0．30hPa;相对湿度年平均差值为2．28％、标准差为3．07％;气温年平均差值为-0．03℃、标准差为0．26℃。在月平均气温较高的月份压、温、湿差值均较大。自动站压、温、湿记录可与人工站记录连续使用。     

兰州CAWS600-R自动站与人工观测资料对比分析

利用2002年11月到2003年2月兰州CAWS600-R型自动站与人工观测的温度、本站气压、水汽压、相对湿度、5～320cm地温等资料，分析了对比观测资料的差值。结果表明：对气温、本站气压、水汽压、相对湿度及320cm地温等要素观测误差较小，5～160cm地温的观测误差较大。自动观测仪器的系统性偏差、测量元件的精度及对气象要素变化响应的灵敏度、观测时间的差异和人为因素的影响是造成对比观测误差的原因。     

不同时间分辨率对气象要素月平均值统计的影响

通过我国12个国家基准气候站建站至2000年的气压、气温、相对湿度、风速每日4次与24次定时观测资料月平均值的差值、差值平均值、标准差的对比分析,研究不同时间分辨率统计的资料序列的均一性;在此基础上,对全国所有基准站建站至2000年气温历年月平均值进行统计,绘制了全国基准站建站至2000年气温4次与24次定时累年月平均值差值的平均值分布图,并做了初步分析.结果表明,采用两种不同时间分辨率统计气象要素月平均值会出现统计误差,气压、相对湿度、风速4次与24次定时观测资料月平均值偏差在观测精度之内,气温的差值超过了观测精度.我国绝大部分地区的气温4次定时观测资料要比24次观测资料统计的月平均值偏小0.1～0.3 ℃.在气候分析和气候变化研究中,必须考虑因不同时间分辨率统计气温月平均值引起的统计误差,排除非气候原因造成的影响.     

2014年汉中市新旧型自动气象站观测资料对比分析与评估

利用略阳、汉台、宁强、留坝、镇巴、佛坪2014年1—12月新旧型自动气象站的气温、气压、相对湿度等资料,通过差值对比分析法对数据进行了分析、评估。结果表明：新型站与旧型站的观测值偏差基本在允许范围内,气压差值范围在-06～04 hPa间,气温差值范围在-03～-01 ℃间,平均相对湿度差值绝对值在4%以内,2 min、10 min平均风速差值范围在-11～05 m/s间,新型站自动能见度仪观测与人工观测偏差较大。评估为新设备的改进提供依据。

     

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。     

国家基准站4次与24次气象要素观测比较

利用椒江市洪家国家基准气候站1987、1988两年的气压、气温、水汽压、相对湿度、定时风速等5个实时观测记录,求其24次和4次日平均值,并对两者的日、旬、月、年差值进行统计. 1.气压日最大差值为-1.4 hPa;日平均差值在±0.4hPa以上者,元月最多,为17天;7月最少,4天.月平均误差在±0.1以下.     

2种统计方法对气象要素均一性的影响

利用陕西6个基准站1994-2009年的人工及2004-2009年自动气象站24次逐时观测资料(简称24次)或4次定时观测资料(简称4次),分别统计气温、气压、相对湿度及2 min风速的均值,分析其差异,并对1961-2009年长序列气温资料进行显著性t检验及Mann-Kendall检验.结果表明:24次较4次统计的气温、气压、风速偏高,相对湿度偏低;2种统计方法气温差异较大,其他要素差异较小,而且气温在春秋季节差异较大;统计方法的改变不会引起气温长序列资料的显著性差异.     

西安观测站长序列气温资料缺测记录插补和非均一性检验

以西安观测站1971—2013年日平均气温、最高气温和最低气温序列为研究对象,利用标准序列法和多元线性回归法进行插补实验,计算插补值与实测值的平均误差、平均绝对误差、均方根误差和插补值与实测值误差在0.5℃以内的样本比例,对比分析两种插值方法的相对优劣。结果表明：多元线性回归法插补得到的气温序列效果好于标准序列法,并且气候趋势特征与实际观测值序列更具一致性。采用t检验法、惩罚最大T检验（PMTT）、惩罚最大F检验（PMFT）对西安站1951—2020年平均气温序列的均一性进行检验。依据台站历史沿革数据进行的t检验,在6次台站历史沿革变化中,只有2次造成了年平均气温和年平均最高气温序列间断,分别由观测时次增加和仪器换型导致;年平均最低气温有4次出现间断,分别由台站站址迁移、观测时次增加、仪器换型、缺测值插补造成。PMTT和PMFT检测中发现的4次间断点因无元数据支持,认为属于合理间断点,这2种方法均未检测出因缺测值插补引起的间断点,一定程度上说明采用多元线性回归法对缺测值插补得到的西安站1951—2020年气温序列相对合理,气温序列的均一性较好。     

测风塔资料质量控制及效果检验评估

本文针对择取的103座测风塔资料提出了一套完整的质量控制方案,并基于JRA-55、CRA-40等再分析资料,对测风塔资料的数据质量及质控方案效果进行检验评估。结果表明：(1)有观测数据的测风塔数目在2010—2011年时间段内为最多,有400座左右;随后测风塔数量逐年减少,直到2018年以后,仅存大约50个测风塔有观测数据;(2)对本文选取103座测风塔开展质量控制,发现绝大部分测风塔数据的缺测率、可疑率和错误率都较低,只有少数测风塔在某些观测高度处的上述三个指标较高;(3)无论是温度还是U风,测风塔资料与JRA-55再分析背景场资料的OMB结果都更接近0值,显示出相对于CRA-40再分析资料,JRA-55再分析资料在近地面气象要素重现模拟上具有一定的优势;(4)基于再分析资料对测风塔观测资料质量控制效果进行检验评估结果表明,质量控制后的温度和UV风相对于再分析资料的偏差更接近于0值,标准差减小。相较而言,质量控制后UV风偏差和标准差减小的更多,其应用效果较温度要素好。     

自动气象站部分探测要素不正常的处理

自动气象站观测存入的记录中,水汽压、露点、海平面气压是与气温、湿度、气压有关的计算值,当气温、湿度、气压值缺测或不正常时,不能仅考虑用人工观测值代替,还应考虑到其他要素的变化。1错误处理方法定时观测发报时次自动站温度不正常时,在观测发报界面,只在干球温度栏中输入人工补测的干球温度后,直接计算编报,保存后发报。此时报文中露点组错误,并把错误的水汽压、露点存入B文件。自动站湿度不正常时,在定时观测发报界面,干、湿球温度栏中输入人工补测的干、湿球温度值,直接计算编报保存后发报。不仅水汽压、露点错,而且人工观测温度代…     

浅谈飑在大武地区的出现特征及其观测

本文通过对飑定义的更深一步了解,并从果洛州气象台1996～2006年地面观测资料中31次飑记录人手,分析记录大武地区飑现象出现时风、压、温、湿要素的变化特征,正确理解飑出现时风向突变,风速猛增,气压涌升,并形成明显的“雷暴鼻”,气温急降,相对湿度大幅度上升的变化趋势特征,从而对飑天气现象进行准确的观测和记录。     

新疆阿勒泰气温人工、自动观测差异的研究

分析了新疆阿勒泰气象站2004年1月至2011年12月,CAWS600SE-H型自动与人工气象站平行观测气温资料的差值。结果表明：两者差值较大,有日、季节变化,最低、最高气温系统性误差,人工观测低于自动观测0.05～0.20 ℃;误差具有正态分布特征。气温整点观测,人工比自动观测提前,造成系统性误差,气温急剧升降时误差更大,通过时差订正,绝对误差一般收窄0.1～0.2℃,均方差减少0.142。1和10月,4、24次日平均模式,差值变化幅度≥1℃的频率达15%。平均差值,除7月外, 4次平均值低于24次平均0.1℃,10月低于0.5℃以上。平均模式对日值的影响最大,变化幅度3.7℃;对季的影响较小,变化幅度只有0.4℃。自动观测仪器的系统性偏差、测量元件的精度及对气象要素变化响应的灵敏度、观测时间的差异和人为因素的影响是造成观测误差的原因。     

自动站与人工站气温观测资料分析

通过对河南省65个自动站在2年平行观测期间人工站与自动站气温（平均、最高、最低）观测资料的差值平均值、差值标准差进行综合分析,得出以下结论：自动站观测值比人工站观测值整体偏低,但差值集中在-0．4～0．4之间。所以自动观测代替人工观测后,对河南省气温长期观测资料的序列没有太大的影响。排除引起数据变化异常的主、客观原因后,自动站与人工站气温观测资料一致性良好。     

基于分段三次样条函数逐时气象资料模拟方法研究

精细化的逐时气象资料是气候可行性论证的基础,本文利用河南省5个气象观测站逐日4次定时气温观测资料及日最高气温和日最低气温观测资料,基于分段三次样条函数插值法模拟计算逐时气温,并以2006—2015年郑州气象观测站气温观测资料为例分析观测气温与模拟气温之间的差异。结果表明:分段三次样条函数插值法可以有效模拟实际气温的变化特征,但考虑日最高气温和日最低气温后,"六点"插值法模拟效果优于"四点"插值法,2006—2015年郑州气象观测站模拟气温与观测气温之间呈极显著的正相关关系(R~2=0.99,n=73 040);特别是在气温要素没有连续跃变时,利用分段三次样条函数插值法可以使4次气温观测资料有效转换为逐时气温资料,三次样条函数插值法也适宜于其他连续性变化的气象要素(如水汽压、相对湿度和风速等)的逐时模拟,且模拟效果基本不受地域影响;从郑州气象观测站模拟气温与观测气温之间的偏差及其变化幅度来看,计算结果可以满足气候可行性论证对气象要素时间精度的要求和气候应用服务的需求。     

国家基准站自动与人工气象观测值差异评估

分析了自动24次与人工24次观测日平均值间以及人工24次与4次观测日平均值间的差异.评估中涉及到的统计方法主要是两组样本平均值显著差异的t检验.研究表明:人工24次与4次观测差异分析中,近半数台站相对湿度存在显著差异;气温、气压、2 min风速存在显著差异的台站分别为1.5％、0％和6.9％.并且,气温和气压差值场显示...     

影响人工站与自动站水汽压差值原因探究

为探究人工观测气象站与自动站水汽压差值产生原因,利用全国134个1年的基准气象观测站逐时气压、干球气温、湿球温度等资料,分别采用人工站和自动站水汽压计算公式,模拟了本站气压、干球温度、湿球温度、自动站气温、相对湿度等要素产生一增量时,水汽压所对应变化量随各要素的变化规律,并分析了影响水汽压差值与其主导因子定量关系。通过实际观测资料的数据模拟分析,气压和干球温度的系统误差对人工与自动观测站的水汽压差值影响很小,而自动站的相对湿度和气温对水汽压差值影响较大,其中相对湿度的影响最明显。当自动站的相对湿度或气温的系统误差为一固定值时,水汽压差值变化幅度随气温大小变化,气温越高,水汽压差值越大。     

区域气候模式REMO对中国气温和降水模拟能力的评估

采用泰勒图和偏差分析等统计方法,评估分析了德国区域气候模式（REMO）对中国1989-2008年气温和降水的模拟能力。结果表明：REMO气温模拟值与观测值空间相关系数为0.94,降水空间相关系数较低（0.42）,气温模拟结果明显优于降水;从空间偏差上看,在中国大部分地区,REMO模拟的气温高于观测值,偏差在±4℃以内,青藏高原整体有明显的-4～-2℃的冷偏差;模拟的降水值则高于观测值,空间偏差分布较均匀,中国大部分地区偏差在±300 mm之内;除青藏高原、华南和西南地区外,REMO能较准确地反映出中国气温和降水的空间分布特征,其中华北和东北地区模拟效果最好;REMO对夏季气温和冬季降水的模拟能力相对较好;REMO在地形起伏较大地区的模拟能力有待提高。     

夏季金塔绿洲冷岛效应的数值模拟

利用中尺度数值模式MM5对金塔绿洲2003年7月31日～8月2日的观测资料进行了模拟研究，分析了金塔绿洲的温、湿、气压、风场演变。结果表明，绿洲上白天为湿冷中心，气压场表现为低层（850hPa）高压，高层（700hPa）低压。受背景场影响，温、湿、气压中心偏离绿洲中心，风场向背景风的垂直向辐散。但绿洲上的感热和潜热场形状不受背景风场影响，不产生变形、偏离，同绿洲形状重合。     

地面气象观测月报表文件的自动生成

1引言省局业务处所推广的地面气象观测软件，使地面气象观测数据输入、参数查算、生成报文和传输实现了微机化。但逐日观测的要素资料没有保留，浪费了部分数据资源。笔者在分析了观测软件的基础上，插入部分语句，保留了29个观测要素，形成数据文本文件，然后编写了观测报表文件生成程序，从而避免了观测资料的重复输入。现将此项工作简要介绍如下：2观测资料数据文件地面观测软件采用BASICA语言编程，程序中设置了29个变量：S＄（1．J），存放着逐日4次压、温、湿等观测数据，在天气观测记录整理程序：din－JLZL的8505行语句将29个变…     

陕西省自动气象站网覆盖率分析与评估

陕西省自动气象站网经过20余年的建设，地面自动观测已实现全省乡镇覆盖。当前基于行政区划的自动气象站布设缺乏一定的科学性，因此有必要对自动气象站的布设进行科学评估。基于02°×02°的经纬度网格（空间分辨率），对陕西省自动气象站气温、湿度、气压和风的观测站点覆盖率进行分析与评估。结果表明：陕西省自动气象站点分布不均，观测空白区较多，气温、气压、湿度、风的观测站点空白区占比分别为21%、43%、43%、33%。杨凌、西安、渭南和铜川4类气象要素观测站点的覆盖率在各地市（区）中均较高，气温覆盖率为94%~100%，湿度、气压、风的覆盖率为80%~100%；商洛、汉中、宝鸡、安康和咸阳的覆盖率居中，气温覆盖率为83%~88%，湿度、气压、风的覆盖率为55%~85%；延安和榆林较低，气温覆盖率为67%~71%，湿度、气压、风的覆盖率为45%~56%。