使用PHSJ-3F实验室pH计测溶液的pH值

中国气象局在全国范围内布设酸雨观测站网,台站数量达89个(含大气本底站),茫崖站是担任酸雨观测业务的站网之一。为了各站点酸雨观测业务更加规范、观测质量日益提高,本文就如何减小误差、准确测量酸雨样品pH值,结合自己实际工作中测量流程和经验,总结了几个步骤和方法,供大家参考。     

酸雨月数据文件质量控制方法

酸雨观测是大气特种观测业务的重要组成部分,是一项基础性的业务工作。酸雨观测数据能满足国民经济和社会发展在大气环境监测方面日益增加的需求,是研究酸雨时空分布及变化趋势的依据。2006年起,陕西省气象部门酸雨观测站点从西安1个国家站增加到15个站。酸雨月数据文件的质量控制,对确保酸雨观测数据可靠、准确非常重要。本文总结了酸雨月数据文件的质量控制方法,便于台站业务人员提高酸雨观测质量。     

电导率加和性质及其在酸雨观测数据质量评估中的应用

大气降水中离子成分的电导率具有可加和性, 国际上已经普遍应用该原理对大气降水离子成分观测的数据质量进行分析和评估, 即所谓的相对电导率差 (conductance percent difference, CPD) 方法。该文应用CPD方法对我国4个大气本底观测站的电导率和降水离子成分数据进行了数据质量分析, 针对我国的降水电导率范围偏高等特点, 对国外推荐的CP D统计检验指标的适用性进行了讨论, 指出在我国应用CPD方法时宜采取pH值分组的方式, 并根据这种分组方式的统计分析, 估计4个大气本底观测站的部分pH值观测数据可能存在-0.05左右的测量误差。该文还依据降水中离子成分电导率的可加和性原理, 提出K-pH不等式方法, 可以用于中国气象局酸雨观测站网的pH值和电导率数据的现场校验和数据质量的分析评估。应用K-pH不等式方法对观测数据进行现场质量检验时, 对pH值小于5.0范围的酸性降水效果尤其显著。应用K-pH不等式方法对1992—2005年间全国酸雨观测站观测数据的统计分析显示, 部分酸雨观测站的pH值测量数据可能存在-0.1~-0.3左右的系统性负偏差。     

大气成分观测与服务中心的主要进展

在大气化学实验室以及大气本底、酸雨和沙尘暴等观测站网长期工作基础上，作为“大气成分轨道”的主要牵头实施单位，大气成分观测与服务中心积极按照中国气象局业务技术体制改革总体方案精神，按照“立足现有、统筹规划、重点突出、分步建设”基本思路，设计建设大气成分研究型业务体系，保证了各项科研、业务和服务工作的顺利开展。目前初步形成了12个研究和业务团队：气溶胶、温室气体及相关微量成分、反应性气体与大气光化学、臭氧与辐射、酸雨、边界层、数值同化、大气成分数值模拟、化学输送数值模拟、大气成分气候效应、大气成分反转数值模拟、常规预报要素分析。2005年在研和新获准的各类国家级和省部级科研项目达30多项。对原有的观测站网和大气化学实验室进行升级改造、增容及整合，重新布设了基本覆盖全国范围的30个大气成分观测站。按照国家科技基础条件平台发展规划，牵头实施“国家大气成分本底观测研究台站体系建设”。中国气象局4个大气本底站（青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安、黑龙江龙凤山）正式进入国家级野外观测研究台站行列；完成了2个拟新建本底站（云南香格里拉、新疆阿克达拉）论证试验和可行性研究报告，初步确定了湖北金沙预选本底站站址，即将启动科学论证工作；开展“酸雨观测业务规范”人员培训，大力推进酸雨工作业务化。     

酸雨PH值测量中的质量控制方法

PH值测量过程中的质量控制是酸雨观测工作中的重要环节。本文介绍了泰山酸雨站两种PH值测量质量控制的原理与方法，可基本过滤由于仪器性能和操作方法因素造成的所测PH值失真现象，大大提高PH值的测量准确性，方法简单实用。     

瓦里关大气本底观象台CO2、CH4观测过程的质量控制

以中国大气本底基准观象台的温室气体(CO2、CH4)观测仪器为例,从仪器运行的稳定性和各级标准气体标定两个方面介绍了温室气体观测数据的质量控制方法.结果表明,瓦里关大气本底台的CO2、CH4观测仪器运行稳定,观测数据具有很高的精确度和可信度.经过严格质量控制的温室气体实时测量数据报送到世界气象组织下属的温室气体数据中心,成为各国科学家分析欧亚大陆温室气体本底浓度的主要依据.     

阿克达拉区域大气本底站反应性气体在线观测

为了促进大气成分业务观测水平的提高,对阿克达拉区域大气本底站新建设的NO_x、SO_2、CO和O_3 4种反应性气体集成观测系统的构造、功能以及质量控制方法进行了介绍,分析了在站址科学论证期间观测到的O_3和CO的浓度水平和变化特征,并与其他本底站的观测结果进行了比较,给出了新观测系统的一些初步观测结果。结果表明,阿克达拉站观测到的O_3和CO的浓度水平及其变化特征有别于中国东部几个大气本底站的观测结果,反映了该站与其他站的差异;新的观测系统自动化程度较高、易于实现质量控制,其性能指标能够满足该偏远站点观测的需求。     

提高酸雨观测质量的方法

从酸雨观测工作中所用纯水的要求、器皿的洗涤、样品的采集、样品的测量和测量结果的初步质量控制检验方法等方面,介绍了酸雨观测中应注意的操作事项和方法。     

如何做好酸雨观测样品质量的考核

从如何顺利完成酸雨观测样品质量的考核角度出发,总结获取酸雨考核准确数据的步骤、方法,除了要求操作人员在考核前要对仪器进行必要的检查、检定维护外,还要对所有使用的器皿进行彻底的清洗、正确配制缓冲溶液;考核时一定要认真细心、熟练准确操作,测量p H值和κ值;考核后彻底清洗器皿并认真填写考核报告单。     

规范酸雨观测流程提高观测数据质量

酸雨观测是气象部门近年来开展的一项新业务。从2006年起,全省新建的国家级和省级酸雨站全部投入业务化运行。由于此项业务开展时间短,基础薄弱,如何规范酸雨观测流程、提高观测数据质量值得探讨。

     

气象数据质量分析与评估

MDOS系统实现地面小时数据、分钟数据、日数据、日照、酸雨数据质量控制,观测数据经过本系统实现台站级、省级和国家级三级质量控制。文章分别从站点分布、下垫面环境、观测要素疑误及产生原因、数据可用率等多个方面进行了数据质量的统计、分析与评估,统计了2017年1—6月考核数据,数据可用率高达99.98%,数据质量总体呈优良水平,保证各个应用系统使用数据的及时性和正确性,为数值天气预报、资料同化与再分析、公共气象服务、特色气象服务产品提供更准确的高质量地面气象观测数据。     

宁夏地面气象台站元数据变化特点及质量评估

利用宁夏25个气象站1951—2011年地面气象台站元数据LD数据文件质量控制信息,分析了台站元数据各项内容,特别是观测仪器、站址迁移变动次数的时间分布。结果表明:观测仪器变动次数占到变动总次数的89.6%,各站观测仪器每年平均变动次数是其他项变动次数的30~140倍;建国初期观测仪器匮乏、执行新版观测规范、观测仪器换型等是造成台站元数据变动次数增多的主要原因;1951—1960年站址迁移最多,但对气温观测要素均一性的影响较小,而2001—2011年因城镇化发展站址迁移对气温观测要素均一性的影响较大;经质量控制的台站元数据疑误数、疑误率、修改疑误数、修改率均降低,特别是修改疑误数、修改率降低十分明显,元数据质量已显著提高、质量可靠,可为气象业务科研提供高质量的元数据服务。     

赤水市大气负氧离子的时空特征及与气象因子的关系

利用2016年5月—2017年4月赤水市境内复兴驿站、古迹驿站及相邻县市内共6个大气负氧离子自动观测点和气象站的观测资料,分析了赤水市大气负氧离子浓度的时空变化特征及其与气象因子的关系。参照世界卫生组织制定的空气负氧离子等级标准,区划赤水市空气负氧离子的等级。结果表明:(1)赤水市日均大气负氧离子浓度5 056个/m3,高于临近县市的负氧离子浓度,白天略高于夜间,远超过负氧离子含量的一级标准;(2)年均大气负氧离子浓度为5 125个/m3,各季节浓度相差不大;(3)赤水市大气负氧离子浓度空间分布规律为复兴站古迹站,景区大于街道;与邻近县市比较,植被覆盖率大的区域大气负氧离子浓度高于植被覆盖率小的区域;(4)不同天气条件下大气负氧离子与气象因子的相关性不同。在雨日,大气负氧离子与气温、气压、水汽压相关;无雨日,大气负氧离子与日照相关;同时,白天雨相对于大气负氧离子浓度的增加较夜雨更为明显。     

激光雷达数据质量控制研究

气溶胶激光雷达是大气气溶胶探测的有效技术手段,是对常规地面监测技术有力的支撑和补充,数据质量控制是业务推广与深入研究的根本保障。为构建激光雷达业务观测网,必须深入探讨气溶胶激光雷达的数据质量控制方法。本文从气溶胶激光雷达基本原理出发,分别针对数据质量控制的核心指标距离精度标校、通道增益比、单脉冲能量、几何重叠因子、背景基线、数据反演方法进行了详细讨论,为建立米散射气溶胶激光雷达的数据质控方法提供了有效参考依据。     

青藏高原东部草甸下垫面涡旋相关观测数据的质量控制及评价研究

目前利用涡旋相关仪观测地表通量的方法已被广泛采用, 但由于涡旋相关法是建立在方程假设简化的基础上, 这对观测数据的质量提出了一定的要求, 所以对观测数据的处理及通量结果的质量状况分析就显得尤为重要。本文以理塘站2006年7月中到8月中的数据为例, 对其进行质量控制, 并将质量控制后的通量计算结果与原始值进行比较。质量控制后感热通量和潜热通量总和有所增长, 动量通量值则受质量控制影响较大。质量评价的结果为:动量通量、感热通量、潜热通量中高质量数据所占比例为68.2%、60.6%、63.3%。     

风廓线雷达测风精度评估

采用风廓线雷达5波束探测模式的数据对测风精度进行评估分析,用垂直波束和其中两个相邻倾斜波束的探测数据构成一对计算因子,通过对同一距离高度上的4对计算因子进行误差分析,评估风廓线雷达的测风精度,得到水平风在垂直指向连续高度上的精度。对北京延庆CFL-08风廓线雷达2010年3,6,9,12月4个典型代表月份逐日连续探测资料进行了处理分析,结果表明:该雷达满足风速误差不大于1.5 m·s-1、风向误差不大于10°探测精度要求的最大探测高度6月、9月为8 km,3月、12月为6 km,基本符合该雷达探测高度的设计要求。信噪比、大气风场的不均匀性是影响雷达测风精度的主要因素:信噪比影响了高空的测风精度,-15 dB可以作为判断雷达测风可信数据最大探测高度的阈值;晴空大气出现的风场不均匀性对风廓线雷达的测风精度影响不大,降水出现时环境风场不均匀性造成水平风向、风速的测量误差较大,不能满足测风精度要求,特别是对流性降水发生前的1~2 h,水平风向、风速的方差增长迅速,可以作为强降水出现的预警指标。     

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。     

基于多源数据的地面降水质量控制方法研究北大核心

本文在研究地面小时降水量与自动站其他观测要素的关联关系和雷达定量估测降水的基础上,提出从自动站关联要素和雷达估测降水两个角度对地面降水进行综合质量控制的多源质量控制方法。利用该方法对2019年5至6月江苏省国家级自动站小时降水量进行质量控制,结果表明:1 h相对湿度变化值、1 h变温,相对湿度与小时降水量关联关系较好;基于SFLA-BP的雷达定量估测降水结果与Z-I关系法相比精度更高,提升了天气雷达对降水质量控制的有效性;多源降水质量控制方法比MDOS准确率提高1.45%,产生可疑数据量下降67.16%,该方法能有效提升现有降水质量控制方法的准确性。     

AMSU微波探测资料同化的质量控制方法概述

微波相比红外、可见光等卫星探测方式有能够穿透薄云的优点,同化微波探测资料能明显改进数值预报模式初始场。由于观测算子在云、降水粒子及性质复杂下垫面等因素影响下模拟辐射传输过程不准确,以及资料的观测误差较大等原因,实际同化应用时必须对微波探测资料加以认真筛选。为充分发挥探测资料作用并保证同化分析效果,在同化AMSU微波探测的研究中,很多机构和学者建立了散射指数、降水检测等质量控制方法,用来剔除观测算子不能准确模拟的观测。研究表明,资料同化过程中引入质量控制能起到改善同化效果,提高数值天气预报准确率的作用。但是,对于各种质量控制方法的原理和使用条件目前尚无完整的分析,使得各业务研究单位使用的质量控制方案差别较大。文章针对AMSU微波探测资料同化,在分析同化误差来源的基础上,总结了散射指数、降水概率、下垫面类型检测等质量控制方法,并简单讨论了质量控制的发展方向。