辐射记录异常的处理方法探讨

辐射观测是气象观测的主要观测项目之一。辐射观测数据质量控制(审核)的目的是为了保证观测记录的完整性和准确性。通过多年来对辐射资料的审核发现,因电磁干扰,辐射观测数据正点出现缺测、野值的情况经常发生。通过对数据缺测、野值及其他常见问题及处理方法进行探讨,旨在预审、审核工作中减少错误,提高地面气象信息化资料的质量。     

香河地区光合有效辐射观测分析研究

利用中国科学院大气物理研究所香河大气综合观测实验站(39°47′N,116°57′E)2004年10月至2005年12月共15个月的太阳辐射观测资料,分析了该地区光合有效辐射与太阳总辐射比值的(PAR/Rs)日变化和季节变化特征,得出月平均PAR/Rs值变化范围在1.808~2.048μE.J-1之间,最大值出现在夏季,最小值出现在冬季,年平均值为1.948μE.J-1。提出了一个利用太阳总辐射观测值计算光合有效辐射瞬时值的参数化算式,用该算式计算得到的PAR与实际观测值的均方根误差为19.28μE.m-2.s-1,有96%的计算值与观测值偏差在±10%以内。比较了香河地区与太湖地区、额济纳地区光合有效辐射瞬时最大值、小时累积最大值及日累积最大值的差异。     

国产与荷兰CM6B型总辐射仪观测数据对比分析

利用郑州国家基本气象站国产与荷兰CM6B型气象辐射仪器同期观测的太阳总辐射资料,采用统计分析方法,对仪器所采集的数据进行对比分析,并对差异的可能原因进行探讨。结果表明:国产仪器与荷兰CM6B型总辐射表观测数据差异小,日差值的平均值为0.13 MJ·m~(-2),差值标准差为0.75 MJ·m~(-2);仪器月总辐射累计差值有明显的季节性特征,春夏季节的差值稍高于秋冬季节,总体变化趋势平缓,数据均可用,国产总辐射表总体上较为可靠。厂家、型号、参数灵敏度的差异、校准的误差以及人工参与订正数据均是直接造成仪器差值显著的主要原因。     

利用反射比判别反射辐射表是否故障

由于反射辐射表感应面向下安装在支架上，降水较大时，表身容易进水，或者线路或插头方面的原因，致使反射辐射表采集的数据不准确。观测员可利用日反射比计算公式快速判断反射表是否故障。 反射比公式为 ＤＫ＝ＤＲ／ＤＧ式中ＤＲ为反射辐射表日曝辐量；ＤＧ为总辐射表日曝辐量。ＤＫ－般比较稳定，可参考前几日的ＤＫ值。用每分钟的总辐射表辐照度值和反辐射表瞬时值进行比较，若二者相差较大说明反射辐射表采集不正常，应进行维修，或用四位半表量取数值人工计算。 用以上方法需注意反射辐射比的变化：下垫面有积雪时反射辐射比明显增大…     

太阳总辐射表校准方法比较

介绍了5种总辐射表的校准方法,比较了这些方法的优点和不足。针对不同等级的总辐射表,采用不同的校准方法,对其进行量值传递,以满足不同用户的需求。通过对不同方法的对比试验,结果表明遮/不遮法校准的总辐射表灵敏度的准确度优于成分和法,而成分和法优于平行比对法,以人工光源校准误差最大。我国总辐射表的校准以太阳为光源,按WMO的规定在仪器的正常使用状态下进行。使用遮/不遮法校准国家散射辐射测量标准,用成分和法校准省级工作级标准总辐射表,用平行比对法校准台站用工作级总辐射表,确保了太阳辐射观测数据的准确可靠。     

拉萨紫外辐射特征分析及估算公式的建立

本文利用2005~2010年的辐射观测资料对拉萨地区紫外辐射的时间变化特征及紫外辐射与总辐射比值的变化特征进行了分析,结果表明,紫外辐射与太阳总辐射的变化规律基本一致,日变化表现为正午大、早晚小;季变化特征是夏季6月最大,冬季1月最小.紫外辐射日累积值6年平均为0.87 MJ·m-2·d-1;紫外辐射有逐年递减的趋势.紫外辐射与总辐射比值也存在着明显日变化,表现为正午大、早晚小的规律;其季节变化也是夏季最大,冬季最小.紫外辐射与总辐射比值6年平均为0.0418;紫外辐射与总辐射比值也呈现逐年递减的趋势.利用2010年大气质量数和晴空指数,建立了适合于拉萨紫外辐射估量的公式,估算值的瞬时值与观测值的平均相对误差最大为8.66%,紫外辐射日累积重构值与观测值平均相对误差仅为5.5%.     

宝坻太阳辐射资料可用性研究

应用典型的辐射资料质量检验方法、辐射数据变化特征分析、人工与器测日照对比分析及太阳总辐射与相关辐射要素间的统计分析对天津市宝坻国家级基本气象站站内的太阳辐射观测系统试运行期间的辐射观测数据进行了质量分析,结果表明,试运行期间数据到报情况理想,总、散射辐射观测数据的BSRN的质量检验合格率为100%,直接辐射合格率为85%,净辐射通过了仪器阀值质量检验;太阳辐射值及变化特征符合理论实际;人工与器测日照时数具有很好的线性相关性(R2=0.96),总辐射与日照时数及散射辐射之间的线性变化与历史经验结论吻合。总体来看,宝坻太阳辐射系统观测数据可用性较高,能够满足日常业务需求。     

杭州太阳总辐射特征统计及气候学经验计算

引用当前研究太阳总辐射气候学计算的基础公式,采用最小二乘法分析近40年杭州的辐射观测资料,得到了计算杭州太阳总辐射的经验公式,并对其进行误差分析。该经验公式的误差计算值可供审核参考。根据对历史辐射资料的分析结果,阐述了近年来杭州太阳总辐射的变化特征及引起变化可能的原因。     

三江平原紫外辐射变化特征

利用2005~2011年共7年的太阳辐射观测资料对三江平原紫外辐射的时间变化规律及紫外辐射与总辐射比值的变化特征进行了分析,结果表明紫外辐射与总辐射的变化规律一致,日变化为正午大、早晚小;季节变化规律是夏季高、冬季低。紫外辐射日累积值的7年年平均值为0.53 MJ m–2 d–1。紫外辐射与总辐射比值存在着明显日、季节变化特征,日变化特征为正午大、早晚小,而季节变化与紫外辐射的季节变化一致也是夏季大、冬季小。紫外辐射与总辐射比值7年平均为0.0433。利用2011年观测的总辐射、紫外辐射数据,通过紫外辐射与总辐射比值和大气质量数与晴空指数的相互依赖关系,建立了适合于三江地区紫外辐射估算的方程。利用建立的估算方程估算的紫外辐射瞬时值和日累积值与观测值之间的平均相对误差最大分别为8.5%和6.1%。     

太阳紫外/光合有效辐射表标定方法探讨

平流层臭氧层变薄导致地面紫外辐射增加,紫外辐射的生态、气候学及环境效应使太阳紫外辐射的观测研究逐渐成为辐射研究的前沿问题。地基紫外辐射联网观测是获得紫外辐射时空分布的基础,而定期进行辐射表的标定是获取正确的、具有可比性的观测数据的基本保证。利用USB2000紫外/可见辐射光谱仪,采用标准灯传递能量的标定方法建立了紫外辐射表和光合有效辐射表标定系统,标定后的紫外辐射表不确定度为5%,光合有效辐射表不确定度为5%,能够很好地满足世界气象组织标准。该标定方法简单易行、运行费用低且精度较高,能够很好地进行中国辐射观测网中紫外与光合有效辐射表的标定工作。     

中国气象辐射观测站总辐射表稳定性统计分析

利用中国辐射台站元数据集,收集整理了1990—2012年全国业务用总辐射表计量性能参数。对全国辐射观测站的总辐射表的稳定性进行统计分析,统计分析结果表明中国台站业务观测使用的国产总辐射表稳定性56.1%满足WMO高质量的要求,其中63.4%满足良好质量的要求,76.8%满足中等质量的要求。91%满足我国总辐射表计量检定规程1年稳定性在5%以内的要求,94.8%满足2年稳定性在8%以内的要求。国产总辐射表的稳定性基本满足使用要求,且其长期稳定性状态良好。同时分析处理形成了新的标记明显误差和疑问的总辐射表灵敏度统计分析结果的辐射台站元数据集,对全国辐射数据的应用和质量评估起到借鉴作用。     

敦煌绿洲-戈壁过渡带地表辐射与能量特征分析

利用"西北干旱区陆-气相互作用野外观测试验"2002年在敦煌加强期的资料, 分析了敦煌绿洲-戈壁过渡带的地表辐射和能量特征.研究表明 白天, 绿洲-戈壁过渡带的地表温度和近地层大气温度很高, 和戈壁的地表温度接近;在多数晴天夜晚, 绿洲-戈壁过渡带的地表温度和近地层大气温度要低于戈壁的值.总辐射, 反射辐射和地表长波辐射的值都很接近荒漠戈壁的值, 日积分通量分别为24.48, 6.1, 41.42 MJ*m+-2*d.绿洲-戈壁过渡带的感热、潜热和地表热通量的日积分值分别为6.58, 1.60和0.38 MJ*m+-2*d.同时, 在绿洲-戈壁过渡带有较强的水平湍流输送.     

总辐射表灵敏度变化对观测质量的影响

总辐射表灵敏度变化对观测质量的影响姚文军（山东省莒县国家基准气候站,２７６５００）在进行太阳总辐射观测和辐射观测质量控制中,总辐射表（简称总表）灵敏度是一个重要的参数。如果不给以足够的重视,容易造成灵敏度的错误,从而对辐射资料的准确性产生较大的影响。...     

提高辐射观测报表质量应注意的几个环节

1　观测记录环节每时次正点观测前 2 min,观测人员应注意巡视 RYJ记录仪灯走情况和 PC-1 50 0微机屏显数字情况。正点打印时观测员应在场 ,若打印机不正常 (暂停打印状态下 ) ,屏显五组数据正常 ,应及时读取 E值补记在打印纸上 ,若屏显数字异常 ,应用毫伏表在 6.3 mm耳机插头或室外总表输出两端上进行补测 ,并注意毫伏表档位应拨在 2 0 0 mv档上 ,正负极不要错接 ,补测记录应据补测时限的规定来选择正确的处理方法并加以备注。坚决杜绝责任心不强造成记录缺测或错测的事故发生。2　逐日记录预审环节2 .1　总辐射日变化的预审一般晴好天空…     

辐射数据出现异常的故障分析

辐射观测是气象观测的主要观测项目之一,是气象业务、服务和科学研究的基础。但因某种原因导致辐射观测数据出现缺测、野值的情况经常发生。主要介绍辐射数据出现异常的故障原因及解决办法,目的是为了提高观测员的故障分析能力和解决故障的能力,以便提高辐射观测资料质量和确保辐射观测数据记录的完整性和准确性。     

ISCCP辐射资料集及其应用

长期以来由于缺乏系统、连续、可靠的辐射观测数据,限制了对云所造成的辐射效应的深入研究。近年来,国际云气候学计划(ISCCP)利用其建立的云气候资料集和辐射传输模式,建立了一套与ISCCP-D云资料集完全配套的ISCCP-FD辐射资料集,为云辐射的研究提供了详实的数据支持。ISCCP-FD是目前为止时间段最长(1984—2007年)、数据最连续最完整的卫星反演辐射资料集,在国内的应用却很少。本文详细介绍了ISCCP-FD辐射资料集的建立过程、误差大小、资料集内容及资料在国际上的应用情况,并展望了资料在通量廓线、不同类型云的辐射效应研究等方面的应用前景。     

气象辐射数据质量控制

气象辐射观测数据是气象业务、服务和科学研究的基础,其质量控制很重要。本文通过对近几年甘肃省地面气象辐射观测记录中出现的问题进行梳理,根据地面气象观测规范要求和实际工作中的审核经验,对气象辐射观测记录的质量控制方法及容易发生异常的地方进行总结,以期对台站提高辐射月报表数据文件的质量提供参考,对从事省级气象数据质量控制工作尤其是刚从事该项工作的人员的提供有益的帮助。结果显示:仪器正常时的异常记录参考云量云状、能见度、天气现象、定时降水量等气象要素进行人工判别,是现阶段气象辐射数据质量控制的最有效办法;对于仪器故障时的异常记录的判别要分情况考虑,遵从业务规定的方法取代异常值和缺测值;对于记录中容易出错的其他问题,则需要台站观测员及质量控制人员加强业务学习,总结工作经验,避免类似问题再次出现。     

太阳辐射仪器的常见故障及排除

太阳辐射仪是我国地面气象观测最早的遥测仪器,由室外和室内两部分组成。室外感应部分包括总辐射表、直接辐射表、反辐射表、散射辐射表和净辐射表。室内是自动辐射记录仪,其功能是采集、显示、打印数据。要获得正确的资料就必须使仪器能正常工作,本文从太阳辐射仪器常见的故障及排除方面入手,总结了如何提高太阳辐射观测资料质量的一些方法和经验。     

掌握辐射变化规律,搞好审核工作

我省1992年辐射观测实现遥测自动化后，新增加了净全辐射观测，观测次数由原来的人工每小时观测1次，改为每分种自动采样、累积时（日）总量，减轻了劳动强度，大大提高了观测记录的准确度。但是，象任何自动化仪器一样，遥测辐射仪在长期使用过程中也将出现故障或在采样过程中混入干扰信号，使记录失真。因此，如何判断错误记录，确保观测记录准确可靠，是观测与审核人员的重要职责。根据本人多年审核经验，要做好辐射观测资料的质量控制，必须掌握各地辐射量的一般和特殊变化规律；各辐射量相互之间的关系，以及与气象要素、太阳高度角等…     

阿里地区狮泉河近30年总辐射和净辐射的变化特征

基于阿里地区狮泉河地气交换综合观测站2019年辐射观测数据和狮泉河气象站1993~2016年辐射观测数据,分析了阿里地区总辐射和净辐射的日循环、日变化、季节变化和年际变化特征。结果表明:（1）阿里地区总辐射和净辐射平均日变化峰值出现在14:30~15:00,总辐射月均值最大值出现在6月,净辐射月均值最大值出现在8月,近20 a来阿里地区总辐射和净辐射的平均日变化峰值和月均值最大值出现时间延后。（2）1993~2016年阿里地区总辐射曝辐量呈微弱的减少趋势,但其日最大辐照度呈极显著降低趋势,而净辐射曝辐量呈极显著增加趋势,但其日最大辐照度呈现微弱的减少趋势。（3）1993~2016年阿里地区总辐射和净辐射日最大值出现时间年均值均呈极显著的延后趋势,年均净辐射日最大值出现时间较总辐射日最大辐照度出现时间平均提前约13 min。