SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度评定方法

基于雨量传感器的检定方法,介绍了SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度的评定方法。组建了测量模型,由测量不确定度传播定理,分析了雨量传感器示值误差测量不确定度的来源,根据不同的评定方法,对测量不确定度分量进行合理评定;结合实际工作,展示了SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度的评定实例;分析了影响雨量传感器测量不确定度的主要因素。结果表明：雨量传感器示值误差的扩展不确定度U=01 mm（k=2）。其中,示值重复性引入的标准不确定度是影响测量不确定度的主要因素,其次是雨量传感器的分辨力和计数装置分辨力引入的标准不确定度,全自动雨量校准仪模拟雨强精度偏差引入的标准不确定度影响最小。     

气象用二等标准水银温度计检定结果不确定度分析

二等标准水银温度计(简称温度计)检定结果的不确定度,直接影响温度量值传递的检定结果.针对我国省级气象计量单位现用的温度计量标准,从温度计的测温原理、检定方法、测量不确定度分量人手,根据JJFl059-1999<测量不确定度评定与表示>规范的分析方法,利用2007年检定数据,对一套温度计的检定结果进行不确定度评定.通过对检定结果的不确定度评定,梳理出一套清晰的分析步骤和科学方法,同时也为省级气象计量部门定期接受技术监督局的计量标准考核,提供误差分析范例.     

温度计量标准检定装置不确定度的评定

本文根据测量不确定度的评定方法,分析和计算了温度计量标准检定装置测量不确定度,通过对检定结果的不确定度评定,更加了解和掌握温度计量标准检定装置的计量性能、误差来源及减小误差影响的方法,同时也为接受技术监督部门的计量标准考核,提供不确定度评定的依据。     

RG13型雨量传感器测量结果的不确定度评定

国内民航机场主要使用的雨量观测设备为芬兰维萨拉公司生产的RG13型雨量传感器,为保证雨量测量数据的真实可靠,对其测量结果的不确定度分析很有必要。根据自动气象站现场校准方法,分别进行大雨强和小雨强的重复测试,并依据JJF1059.1-2012测量不确定度的评定与表示要求,进行A类不确定度评定。分析测量过程中的B类不确定度来源,进行B类评定,最终给出扩展不确定度。结果表明：在小雨强下,测量不确定度为U95=0.17mm,包含因子k=2。在大雨强下,测量不确定度为U95=0.16mm,包含因子k=2。该研究完善了雨量传感器的现场校准工作流程,对雨量传感器测量结果的可信度评定具有参考价值。     

铂电阻温度传感器现场检定和实验室检定不确定度评定对比分析

目前我国自动气象站铂电阻温度传感器的检定方式有现场检定和实验室检定两种。根据《JJG(气象)002-2015自动气象站铂电阻温度传感器检定规程》的指导方法,分别对相同的铂电阻温度传感器开展现场检定和实验室检定,并通过GUM法对两种检定方式的检定结果进行测量不确定度评定,对比两种检定方式的测量不确定度,结果表明现场检定中测量重复性引入的不确定度和测量设备引入的不确定度较实验室检定更高。分析两种检定方式的测量不确定度产生差异的原因,建议国家级自动气象站的铂电阻传感器采用实验室检定的方式开展计量检定工作。     

PTB220型压力传感器检定结果不确定度评估

测量不确定度是表明测量结果可信程度的参数。为了保证气压传感器检定结果的准确可靠,依据JJG(气象)001-2011《自动气象站气压传感器检定规程》及JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,使用省级压力标准器745,以VAISALA的PTB220型压力传感器为研究对象,通过建立被测量的数学模型,分析并列出了对测量结果有明显影响的不确定度来源,并定量评定了各标准不确定度分量,通过实验分析及验证得出其检定结果的扩展不确定度为0.2hPa,对其他类型压力传感器的检定结果的不确定度评定具有指导意义和参考价值。     

基于GUM法的气压传感器检定结果不确定度分析

正1引言测量结果是由被测量的估计值及其测量不确定度来表示的,不确定度的评定是计量检定中不可缺少的重要内容[1]。目前,DZZ6型自动气象站均选用PTB330气压传感器,为保证PTB330气压传感器检定结果的可靠性,本文以745数字气压计为标准器,依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的相关要求[2-3],对传感器PTB330的实验室检定结果基于GUM法进行不确定度分析。2数学模型     

JBB1型数字式标准于湿表不确定度的评定

1引言 正确使用测量仪器、定期对仪器进行周期检定（量值溯源），确定标准的不确定度，减小或避免各类因素产生的误差获得准确湿度测量值。按照《JJF1033-2001计量标准考核规范》对新配置的计量检定标准必须进行不确定度的评定的要求，     

湿度传感器示值误差测量结果的不确定度评定

依据JJG(气象)003—2011《自动气象站湿度传感器检定规程》与JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》,对湿度校准装置校准湿度传感器示值误差测量结果的不确定度进行评定。通过实例,详细分析标准不确定度来源分量,评定对湿度传感器示值误差的测量结果不确定度,从而给出湿度传感器示值误差测量结果的不确定度评定方法,供今后评定其它类型的传感器示值误差测量结果的不确定度做参考。     

PTB210气压传感器检定结果的不确定度分析

按照《测量不确定度评定与表示》(JJF1059.1—2012)中的规范要求,任意选取3台合格的PTB210气压传感器,在3个气压测试点上进行检定。结果表明PTB210气压传感器测量结果的不确定度为0.056hPa,计量特性相同或相近的气压传感器可参考使用这一评定结果。     

自动气象站各要素传感器检定结果的不确定度分析

自动气象站是由各要素的传感器和数据采集器组成的。随着时间的推移, 各传感器和数据采集器的测量误差将会发生漂移。为确保各要素观测数据的准确、可靠并具有可比性, 定期开展自动气象站的检定和校准是非常重要的。通过检定将各要素系统误差控制在允许范围内, 并对检定结果进行不确定度分析, 是考察检定结果可信程度的重要步骤。本文依据自动气象站检定规程及JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的要求, 并根据检定数据, 进行自动气象站的各要素检定结果的不确定度分析, 对自动气象站检定结果可信度评估具有指导意义。     

GRC型雨量器（计）检定仪的研制与应用

雨量器（计）是降水量的主要观测仪器,为保证其测量结果的准确性,对其进行检定或现场校准是非常必要的。文章主要研制既能对雨量器（计）进行室内检定、又能在户外进行现场校准的雨量器（计）检定仪。检定仪采用能够溯源的计量标准球作为标准器,利用蠕动泵对降雨强度进行流速恒定控制,用电源控制器和蓄电池供电,可实现无交流电的户外降水仪器的现场校准。经过试验和应用分析,其性能优于国内同类产品,符合作为量值溯源计量标准的条件,对雨量器（计）的检定和现场校准具有实用性,可用于自动气象站雨量传感器的现场校准。     

铂电阻地温传感器检定不确定度评定

为确保铂电阻地温传感器观测数据的准确、可靠并具有可比性,定期开展对地温传感器的检定是非常重要的。通过检定将地温传感器系统误差控制在允许范围内,并对检定结果进行不确定度评定,是考察检定结果可信程度的重要步骤。本文依据《JJG(气象)002-2015自动气象站温度传感器》和《JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示》的要求,设计10次重复性试验,分析检定过程中的不确定度来源,并对不同的不确定度来源进行A类和B类不确定度评定,此评定方法对自动气象站地温检定结果可信度评估具有指导意义。     

大气压力量值比对结果评价

针对气象计量检定机构组织和实施实验室间比对活动中在编制比对方案、参考值来源、结果评价方法、比对报告等方面的内容进行分析,探讨气象计量实验室能力。通过开展气象计量实验室间的比对工作,确立气象计量检定机构在社会上的专业计量检定地位。比对是验证实验室测量能力的重要手段。主要介绍了2011年由全国压力计量技术委员会气象专业分技术委员会组织,国家气象计量站为主导实验室开展的大气压力量值比对。参加比对的实验室共计8个,比对方式采用了星形比对方式,比对结果的评价采用归一化偏差值方法,比对结果表明所有参比实验室所声明的测量结果不确定度准确可靠。     

Incorporation of parameter uncertainty into spatial interpolation using Bayesian trans-Gaussian kriging

Quantitative precipitation estimation(QPE) plays an important role in meteorological and hydrological applications.Ground-based telemetered rain gauges are widely used to collect precipitation measurements. Spatial interpolation methods are commonly employed to estimate precipitation fields covering non-observed locations. Kriging is a simple and popular geostatistical interpolation method, but it has two known problems: uncertainty underestimation and violation of assumptions.This paper tackles these problems and seeks an optimal spatial interpolation for QPE in order to enhance spatial interpolation through appropriately assessing prediction uncertainty and fulfilling the required assumptions. To this end, several methods are tested: transformation, detrending, multiple spatial correlation functions, and Bayesian kriging. In particular, we focus on a short-term and time-specific rather than a long-term and event-specific analysis. This paper analyzes a stratiform rain event with an embedded convection linked to the passing monsoon front on the 23 August 2012. Data from a total of 100 automatic weather stations are used, and the rainfall intensities are calculated from the difference of 15 minute accumulated rainfall observed every 1 minute. The one-hour average rainfall intensity is then calculated to minimize the measurement random error. Cross-validation is carried out for evaluating the interpolation methods at regional and local levels. As a result,transformation is found to play an important role in improving spatial interpolation and uncertainty assessment, and Bayesian methods generally outperform traditional ones in terms of the criteria.     

区域业务模式6 h降水预报检验方案比较

对我国华东、华南、华北区域气象中心和中国气象局数值预报中心业务运行的区域模式2011年5—9月的6 h降水预报, 采用不同检验结果平均方案进行对比检验。对比结果表明:不同的检验结果平均方案基本不影响与中国气象局数值预报中心模式 (NMC-GRA) 在相同区域关于TS评分比较的相对检验结论,即当两个模式评分差距较大时,评分高的模式在两个方案中是一样的,但评分比较接近时,若有一个模式对该区大尺度降水预报较好时,则可能在新方案中有较高的TS评分,而此模式原方案评分则可能略低于局地小尺度降水预报较好的模式。但对于较少发生的强降水预报的预报偏差的评价有很大不同,当新方案的结果显示多数模式对强降水的预报偏少,原方案则可能显示偏多,说明模式对大尺度的强降水预报较实况偏少,但对小尺度局地降水的预报则可能偏多。     

基于局地增长模培育法的对流可分辨尺度WRF模式对河南“21·7”特大暴雨的预报评估

基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,选取河南“21·7”特大暴雨事件,采用局地增长模培育法(Local Breeding Growth Mode,LBGM)生成对流尺度集合预报系统,在此基础上对24 h累积降水量进行SAL(Structure,Amplitude and Location)检验,结合预报成功指数(Threat Score,TS)、公平成功指数(Equitable Threat Score,ETS)评分等评分结果进行对比分析,综合评估集合预报成员的预报效果,表明:1)基于局地增长模培育法生成初始扰动的集合预报系统成员对于强降水预报有一定优势,在降水强度和位置的预报上与实况较接近;2)经检验,成员e003的TS和ETS评分在20日00时—21日00时(北京时,下同)和21日08时—22日08时两个强降水时段内表现最佳,并在SAL检验中对应较好的降雨强度A和雨区位置L,而成员e008暴雨TS、ETS评分最低,对应SAL检验中具有一定的位置偏差,即TS、ETS评分和SAL检验之间存在相关性,将二者有机结合,可以为业务工作中定量评估模式降水预报效果提供参考;3)通过对比整体评分表现较好的成员e003和较差的成员e008,两者预报的位势高度场与ERA5(ECMWF reanalysis v5,ERA5)再分析资料之间的差值,可以验证降水预报误差主要源于对低涡系统的预报偏差,同时预报评分较好的成员其位势高度偏差较小,综合评估效果更佳。     

不同校准方法检验雷达定量估测降水的效果对比

应用雷达低仰角基本反射率资料和地面加密自动站降水量资料,采用最优化方法,根据天津地区降水特点和不同降水类型,建立适用本地的雷达Z-I关系。经实际应用检验,积混降水类型Z-I关系具实用性。在天津本地化Z-I关系基础上,通过了对比分析6种不同校准方法在天津夏季降水估测中的检验效果。结果表明：Z-I关系校准法和最大集成法对降水的估测偏高,误差较大;最优插值法的估测精度最高,平均绝对误差和均方根误差最小;但计算不同校准方法与实况相关性表明,变分校准法的估测效果与雨量计降水量的相关性最好。同时,所有估测校准法对小雨量级的降水均出现了不同程度的偏高估测。     

定量降水预报技术进展

对21世纪以来定量降水预报技术流程中的数值模式预报、统计后处理、检验评估和预报员作用4个方面的研究工作进行了归纳,主要进展包括:业务全球模式对于降水的预报能力持续提升,而发展高分辨率模式 (尤其是对流尺度模式) 和集合预报是提高定量降水预报精准化水平的主要途径,且将两者相结合以促进短期降水预报是发展趋势;统计后处理技术已发展到应用数据挖掘方法对海量预报数据中有效信息进行提取和集成,而再预报资料的出现将进一步促进统计后处理技术的发展;为解决评估精细化定量降水预报面临的新问题,多种新的检验技术得到发展和应用,如极端降水检验评分、空间检验技术及概率检验方法等;预报员在模式和后处理方法上能够提供的附加值越来越有限,但在预报流程中仍将处于核心地位,其角色将逐渐向帮助用户进行决策方向转变。文章指出,定量降水预报技术的发展所面临的挑战包括大气水汽观测及同化技术改进、暖区和复杂地形下暴雨预报等科学问题的解决。