自动气象站气压传感器现场校准方法

为保证自动气象站现场校准气压传感器具有可比性,了解气压标准器的温度特性,在常压下模拟不同环境温度对气压标准器进行了实验.利用2005～2007年山东省现场校准资料,采用对比方法分析了气压校准误差的变化趋势.结果表明:无论温度的升高或降低,气压标准器的显示数值都有增大的趋势,从而产生0.10～0.28 hPa的附加误差,造成对气压传感器计量性能的误判.研究新的校准方法,减小或消除附加误差对气压校准结果的影响.在实际运用中切实可行.     

电脑制作本站气压海平面气压简表

根据本人的摸索,在这里给大家介绍一种用BA－SIC语言制本站气压和海平面气压的简单方法。本程序使用非常方便,简单准确。几年来经在巴州气象台、轮台县气象局等台（站）局使用,效果明显,目前全州发报台站已推广使用。本程序根据《地面气象观测规范》的规定,计算出基层气象台站使用的本站气压简表和海平面气压佝表。设本站气压读数为r,测站纬度为qq,气压表器差为PP,技海高度为hh,附属温度为T。水银气压表读数三步订正值为：（l）仪器差订正：PI＝P＋PP;（2）重力差订正（C。）分纬度重力差与高度重力差两种。纬度重力差订正…     

温度初值确定之合理性与气压梯度力项的计算

本文讨论数值试验中两个基本问题:温度初值确定和气压梯度力的计算。首先比较几种利用静力方程差分解求温度初值方案所引起的误差,提出一种把等压面高度场插值与静力方程微分解结合起来求取等σ面温度初值的方法,结果表明用这种方法确定的温度初值及其水平分布和垂直递减率接近实测值。文章又讨论山脉地区气压梯度力计算问题,表明气压梯度力的计算精度不仅与计算方案有关,而且与温度初值有很大的关系。利用本文提出的方案得到的温度初值来计算气压梯度力,误差达到比较满意的精度。     

气压表误差原因分析

气压表是目前测量大气压力的常规仪器 ,它是根据水银柱的重力与大气压力相平衡的原理制成的。由于自身的物质变化和人为原因 ,气压表存在一些误差。1　真空不良气压表通常都是假定其内管水银柱上部空间是完全真空的或只有可忽略的微量气体。但是 ,真空状态的微小变化都会使气压读数产生误差 ,根据波义耳 (Ｂｏｙｌｅ)定律 ,真空腔内的空气和不饱和水汽所造成的误差与水银柱上部空腔的容积成正比 ,这种误差基层台站无法解决 ,应送上级主管机构更换处理。2　液面毛细下降气压表水银柱弯月面的高度和液面毛细下降可以随气压倾向、水银受污染状…     

避免水银气压表误读的几点体会

水银气压表是测定大气压强的主要仪器。获取正确的气压资料是现代气象科学进行正确的天气分析和天气预报的前提条件之一。另外在军事、航空部门，常利用气压数值来测定空气密度，修正弹道，确定飞行高度等。因此，正确地观测水银气压表其中包括附属温度的观测，避免误读尤为重要。下面对如何避免水银气压表误读谈几点体会。ａ观测前做到心中有数。每次观测，结合前几个时次的观测数据，了解附温气压表附属温度表的示度和气压值的大致范围，从思想上作好准备，避免整５、整１０及附温零上零下的误读。ｂ观测时注意复读。复读时视线上下的“扫…     

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。     

水银气压表温度重力修正和重力引用问题

温度、重力修正是影响水银气压表在使用和校准中测量不确定度的重要因素。文章介绍了水银气压表温度、重力修正的原理，引用重力加速度时出现的问题，以及重力引用误差对气压测量的影响。     

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。     

自动气象站气压传感器的校准及误差分析处理

通过对自动气象站气压传感器的校准及误差分析,查找产生误差的原因,提出减少误差的相应对策。     

多路气压检定系统的设计与实现

该文针对气象用的PTB220、PTB330气压传感器检定效率低,检定中存在人工误差等现状,研发了多路气压检定系统。系统采用具有8个RS-232/422/485的三合一串口的MOXA-Nport5650-8-DTL型号串口服务器,实现了8个气压传感器的同步检定和数据处理,提高了气压检定的工作效率,排除人工检定带来的误差。     

自动气象站温湿度传感器更换的影响评估

选取湖北省自动观测记录较长的38个站作为被检站,每个被检站选取3个邻近站,统计相对湿度、水汽压序列与邻近站的相关系数、平均值及方差变化情况,分析由人工观测改变为自动气象站观测后,两者存在的差异,并对其中4个国家基准气候站2003—2011年自动观测和同期人工观测进行对比,得到这4个站9年内每次更换温湿度传感器对相对湿度、水汽压记录的影响情况。结果表明:对比自动观测与人工观测两个序列,被检站与对应邻近站的相对湿度、水汽压的相关系数呈减小趋势,两种观测差值的平均值和方差差异显著;温湿度传感器的更换易产生相对湿度和水汽压记录的跳变;温湿度传感器的检定示值误差是加剧自动观测与人工观测序列显著差异的重要因素;改进观测方法,完善自动气象站检定规程,是自动观测与人工观测序列均一性的重要保证。     

空间结构函数在北京地区气象观测站网设计中的应用

通过统计1978—2000年北京东南低地形区有关台站在春季、夏季、秋季、冬季的逐日平均气温和水汽压的结构函数, 分季节分析了该地区这两个二类气象要素的线段及平面内插精度和台站间距的对应关系, 并根据内插标准误差不超过观测标准误差的原则, 对上述两要素在北京东南低地形区的合理布站方案及间距进行了估算, 可以为2008年北京奥运会气象服务系统建设中气象台站布网建设提供一定的依据。结果表明, 正三角形排列方案为北京东南地区二类气象台站的最佳布站方案, 且布站精度应小于等于16 km。     

GRAPES_GFS 2.0模式系统误差评估

通过选取2014年1月、4月、7月、10月的GRAPES_GFS 2.0预报产品和NCEP FNL分析资料进行对比分析,发现GRAPES_GFS 2.0的系统误差具有以下特性:位势高度场误差的空间分布具有纬向条带状或波列状特征,误差大值集中在中高纬度地区,低纬度地区误差较小。误差在南北半球各自的冬季最大、夏季最小,并呈现明显的季节变化特征。误差随预报时效的增速略低于线性增速且不同预报时效下误差随高度变化的曲线趋势相似。温度场误差的空间分布相对均匀,误差大值位于30°S~30°N附近地区。纬向风场误差没有十分明显的分布规律,与纬度变化、海陆分布和地形的关系均不密切,西风误差和东风误差交替出现。结果表明:模式对冬季中高纬度地区和边界层及对流层顶的模拟技巧尚需提高。明确GRAPES_GFS 2.0的系统误差分布特性,有助于有针对性地进行模式订正,改善误差大值区域的模式预报方法。     

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。     

基于INCA和METRo的江苏省路面高温精细化预报

使用INCA（Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis）多源资料融合分析和短临外推预报系统的预报结果作为气象强迫场,驱动一路面温度理论预报模型（Model of the Environment and Temperature of Roads,METRo）,开展江苏省高速公路夏季路面高温预报试验,并使用公路沿线逐小时的路面温度观测资料对预报结果进行检验。结果表明:该预报方法能够较好地预报出高速公路沿线日最高路面温度的逐日变化趋势,以及日最高路面温度的大范围空间分布特征。平均日最高路面温度预报绝对偏差为4.1℃,平均相对偏差为10.8%。其中,日最高路面温度预报绝对偏差在5℃以内的站次占总数的64.5%,相对偏差在15%以内的站次占总数的74.6%,比常规业务预报方法分别提高了23.1%和25.3%。但该预报方法对较小的温度波动以及局地性较强的极端温度分布特征的预报技巧还需进一步提高。     

Precision of evaporation measurements using the Bowen ratio

Energy balance/Bowen ratio estimation of evapotranspiration is examined to determine the effects of different sources of error. General usage of the approximate psychrometric equation which neglects terms of order 1/p (p atmospheric pressure) can lead to large bias errors if the wet-bulb temperature depression is large. Temperature and pressure corrections on the psychrometric constant cannot be neglected without the risk of a bias error in excess of precision limits placed on a result. Aspiration to an isothermal block for wet-bulb temperature measurement compared with measurement at the air stream source does not necessarily lead to a more precise estimate of the Bowen ratio.     

基于气象要素内插的GPS水汽反演方法研究与精度分析

准确获取测站气压和温度对GPS水汽反演至关重要。由于我国地域辽阔、经济和社会发展的差异较大,我国GPS气象站网有部分站点未布设气象传感器,无法准确获取测站的气压和温度,其对测站上方水汽造成了较大影响。本文提出一种增加高度订正的反距离加权法,并利用全国113个GNSS气象站(包括25个实验站点,88个插值站点)的连续3个月的气象数据对该方法进行验证。结果表明,内插得到的气压和温度的均方差为1.53 hPa和1.18 K,平均偏差为0.94 hPa和0.82 K。精度随着内插站点与实验站点之间高差的增大,偏差随之增大。最后将内插得到的气压和温度应用于GPS水汽解算,并与GPT-2模型的精度对比。内插气象数据得到的PWV(Precipitale Water Vapor)的均方差和平均偏差为0.59 mm和0.38 mm,精度明显优于GPT-2模型。     

一种依据初始场构造的参考大气廓线及对高原地区预报的影响

地形追随坐标系下的动力学方程组通常都要引入参考大气的概念来减少气压梯度力的计算误差.参考大气的一般取法是满足静止和静力平衡关系,实际大气被看成在参考大气上的偏差.实际大气与参考大气越接近,它们之间的偏差就越小,计算就越精确.参考大气的取法一般有等温大气、定常温度廓线、初始资料进行水平平均的垂直温度廓线等.本文在一个非静力的中尺度模式中选取经过水平平均的初始温度场的垂直廓线构造模式的参考大气廓线.但是初始资料在三维空间是离散的,这里根据三次样条函数的分段连续光滑的性质,构造了随起报时间不同而不同的,只随高度变化的解析形式的参考大气廓线.构造的参考大气廓线完全满足静力平衡关系,方程中的静力平衡部分可以得到最大限度地扣除.试验表明,与等温大气相比,这种根据初始状态选取的参考大气和实际资料更接近,在大地形附近气压梯度力的计算误差更小,500 hPa高原附近的24 h气压预报更精确.     

Error characteristics of high resolution regional climate models over the Alpine area

This study describes typical error ranges of high resolution regional climate models operated over complex orography and investigates the scale-dependence of these error ranges. The results are valid primarily for the European Alpine region, but to some extent they can also be transferred to other orographically complex regions of the world. We investigate the model errors by evaluating a set of 62 one-year hindcast experiments for the year 1999 with four different regional climate models. The analysis is conducted for the parameters mean sea level pressure, air temperature (mean, minimum and maximum) and precipitation (mean, frequency and intensity), both as an area average over the whole modeled domain (the “Greater Alpine Region”, GAR) and in six subregions. The subregional seasonal error ranges, defined as the interval between the 2.5th percentile and the 97.5th percentile, lie between ?3.2 and +2.0 K for temperature and between ?2.0 and +3.1 mm/day (?45.7 and +94.7%) for precipitation, respectively. While the temperature error ranges are hardly broadened at smaller scales, the precipitation error ranges increase by 28%. These results demonstrate that high resolution RCMs are applicable in relatively small scale climate impact studies with a comparable quality as on well investigated larger scales as far as temperature is concerned. For precipitation, which is a much more demanding parameter, the quality is moderately degraded on smaller scales.     

Spectral distributions of the pressure gradient force errors in σ-coordinate spectral and grid-point models in an idealized case

Summary The spectral distributions of the pressure gradient force errors of the spectral and the finite-difference techniques used in combination with the vertical coordinate were examined in an idealized case of an atmosphere at rest and in hydrostatic equilibrium. The vertical temperature profile was piece-wise linear in lnp, with an inversion at the bottom. Trapezoidal mountains of different widths were used. The same amounts of input information were given to both the spectral and the finite-difference methods. In the rms sense, the spectral errors were generally much larger than those of the finite-difference method. However, on the larger and medium scales, a remarkable similarity of the error spectra of the two methods was found. The build up of the error of the spectral method occurs at the smallest scales. This may explain difficulties in documenting the error in higher resolution spectral models where the contribution to the total error in this part of the spectrum may be removed as the small-scale noise by the horizontal smoothing and/or filtering. In order to reduce the small-scale noise generation, the finite-difference pressure gradient force may be used in spectral models.With 6 Figures