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。     

雨量场的结构函数及其在热带台站网设计中的应用

1.前言德罗兹多夫(Drozdov)和塞普列夫斯基(Shepelevskiz)首先介绍了结构函数的概念。后来,其他人在进行客观分析和决定气象台站的合理密度时应用结构函数来研究不同气象要素的统计特征。Czelnai 广泛地研究了结构     

空间结构函数在上海地区气象站网设计中的应用

本文把气象要素场的空间结构函数(以下简称结构函数)作为台站网设计的一种依据。初步研究了上海地区气象站网的合理分布。利用上海地区12个台站的逐日平均温度、逐日平均相对湿度及月降水量资料,分别计算了相应要素场的结构函数,从而确定各种插值方法(例如:线性的、等边三角形的、正方形的内插法)的内插标准误差。然后,根据内插标准误差应小于等于观测标准误差的原则,提出上海地区二类站的最佳距离约为50公里,三类站的最佳距离约为30公里。     

近30年江苏地区气候要素相关性变化分析

利用江苏省24个台站的1981-2012年的气温、湿度和降水的月平均观测资料,分别计算了每对台站之间的3个气候要素的结构关系和相关函数,用曲线回归分析了结构函数与台站距离的关系,用线性回归分析了相关函数与台站距离的关系,分析与评估江苏省气象台站网密度.通过分析结果发现,各个气象要素的结构函数和相关函数在江苏整个地区不满足各项同性和均匀性,江苏地区的气象台站网设计要根据气候要素进行分区设计.     

几种气象台站网设计方法简介

气象台站网的布局是否合理直接影响着天气预报、气候研究和有关工程计划的制订,各国对台站网的设计都非常重视。自苏联把德罗兹多夫-塞普列夫斯基的结构函数作为台站网设计的一种依据以来,信息理论、因子分析、经验模式等新的方法已开始应用于气象台站网设计,目的是寻求适合于不同地区、不同观测要求的站网设计。本文将简略介绍沙特阿拉伯、英国、我国台湾的站网设计方法。     

地面气温、湿度埸内插标准误差的分布特征——气象观测站网最佳密度的研究

本文用河北省54个站的日平均温度和日平均绝对湿度资料计算表明, 气温场和湿度场的结构函数和内插标准误差的特征值与两站间距离呈线性相关。 日平均气温的内插标准误差冬季大于夏季, 而日平均绝对湿度的内插标准误差则夏季大于冬季。     

一个用常规资料分析中尺度要素场的方案

本方案用现有气象台站网的观测资料,先通过有限元和一次曲面拟合方法加密内插和插补资料,再用逐步订正客观分析方法分析中尺度网格要素场。该方案与天气学经验分析的结果比较一致,比直接使用逐步订正法计算的结果更合理,而且用一次曲面拟合方法插补近海资料比用有限元方法内插较为优越。     

国家气候观象台建设观测环境问题

城市化对全国气象台站观测环境造成了严重影响.针对国家气候观象台建设中观测环境的评估和新选址问题进行了讨论.国家气候观象台的环境选择必须较好地反映本地较大范围的气象要素特点.避免局部地形、障碍物或者人为因素的影响.观测环境下垫面与区域地表一致有利于真实反映区域的实际情况,但在部分陆面特征中,农业生产也会对部分气象要素的观测造成影响,这些在具体观测项目中要作具体考虑.对于受城市化影响的气象台站,在新建国家气候观象台的同时保留原观测站是比较好的选择.     

80年代喀什地区气候趋势分析

通过对80年代(1981年-1990年)及以前喀什地区各气象台站气温、降水、风等气象要素的分析,得出喀什地区80年代的气候特点.并初步分析了暖冬的大范围环流背景.     

日照纸感光原理与药液配制方法改进

日照时数是气象台站观测的基本气象要素之一,日照纸的涂制是气象台站基本工作之一,但目前日照纸的感光质量差,对日照记录的准确性有一定影响。该文将药液配置方法进行改进,从而达到提高日照纸的感光质量的目的。     

PLANNING OF THE SECOND GROUP METEOROLOGICAL NETWORKS OVER JIANG-HUAI PLAIN

Based on the data of daily air temperature and relative humidity from 1961 to 1980 over the Jiang-Huai Plain,the structure functions of the two elements have been calculated,and thereby the relationshipsbetween error of linear interpolation and spacing of stations have been established.According to the principle that the standard error of interpolation should not exceed the standard errorof observation,the maximum admissible spacings between stations of the second group meteorological net-works have been estimated over this area.Finally,it has been found that replacing the interpolation along a segment by the interpolation in aplane will increase the accuracy of interpolation.     

影响统计插值分析误差的若干因素分析

采用理想观测网,用数值方法计算统计插值分析误差。减小观测误差或初估值误差、增加观测数量、恰当减小观测空间间距、以及选取分布合理的观测资料,有利提高分析精度;如果计算使用的归一化观测误差方差、误差相关函数的特征和总体统计平均情况不一致,有可能造成分析误差的明显增加。最后,利用特征向量分析方法,对归一化观测误差方差、观测误差相关属性对于不同尺度统计插值分析误差的影响进行讨论。     

近50a中国降水格点数据集的建立及质量评估

基于2012年6月更新的高质量2 400个台站降水资料,采用薄盘样条法,制定了采用3个自变量(经度、纬度、海拔高度)、降水量开平方预处理、3次样条的插值方案,并引入数字高程资料,以减弱中国独特地形条件下高程对降水空间插值精度的影响,并对1961—2010年中国区域地面降水站点资料进行了空间内插,得到了中国地面降水0.5°×0.5°格点数据集。经数据集的质量评估结果表明:分析值与站点观测值均方根误差平均为0.49 mm,相关系数平均达0.93(通过0.01的显著性检验),夏季插值误差高于冬季,东南地区误差普遍高于其他地区。冬、春、夏、秋季绝大多数台站绝对误差在±10 mm/月以内。冬、春、夏、秋季分别有60%、82%、54%、77%的台站相对误差在±10%之间。插值后的格点化降水资料能够比较细致、准确地描述中国大陆年平均降水场的东南多、西北少的主要空间特征,但也平滑掉了范围很小的降水极值中心。台站分布越密集的地方,插值效果越好,并且最近距离小于40 km的台站插值精度较高,大于40 km插值精度衰减较快。     

Delaunay三角剖分法在降水量插值中的应用

Delaunay三角剖分方法在空间分析中具有重要地位,文中简要介绍了Delaunay三角网特性和常用的3类算法,并对随机增长法实现过程进行了详细阐述.根据三角分片线性插值原理,求得插值系数,实现对任意点的三角分片线性插值.利用2008年中国2200个观测站的08时24 h降水量资料,对全中国范围及划分的8个区域内相应的0.28125°×0.28125°降水量格点场,使用交叉检验方法,对比分析了三角分片线性插值和反距离权重法的估值准确率.结果表明:在各区域,三角分片线性插值法的均方根误差偏小;在站点较密集的区域,均方根误差、平均绝对误差比较中,三角分片线性插值都有一定的优势;在平均误差对比中,三角分片线性插值优势明显,在全中国范围交叉检验中,三角分片线性插值法对应的年平均误差是0.005 mm,而反距离权重法为-0.107 mm,对其可能的原因进行了分析,证明了Delaunay三角剖分法的合理性.同时,从图形上展示了降水量的Delaunay三角网的三维结构图和三角分片线性插值后的格点场,在直观上,Delaunay三角剖分后得到降水分布和实况保持一致,并有较好的视觉效果;通过三角分片线性插值得到的格点场降水量分布图,克服了反距离权重法的固有缺陷,使获得的降水量格点场趋于合理,提高了插值精度.最后,探讨了Delaunay三角网在气象领域的应用前景.     

基于Shepard和OI方法对雨量计逐时资料的分析

引入地形影响效应的日降水量气候分析场,分别运用Shepard和最优插值(OI)两种插值方法对广东和广西2007年5月20日—8月30日汛期小时雨量计降水量进行插值,得到0.125°×0.125°分辨率的规范化网格资料。结果表明:无论是直接插值还是用降水比率(地形影响效应的日降水量气候分析场)插值,两种方法均能很好地体现广东和广西雨量计站点观测降水的季内变化和日变化特征。虽然用直接插值方法比用降水比率插值方法得到的降水空间分布更为平滑,但估值精度没有用降水比率插值方法高。通过交叉检验进一步表明,总体上OI方法优于Shepard方法,而考虑地形影响效应的降水比率OI方法为最优,能有效提高相关性,并减少均方根误差和系统误差。     

基于RS和GIS技术的新疆气温空间插值方法探讨

分析新疆90个气象站点2004年年均气温与经纬度、海拔高度的关系,之间具有较好的线形相关关系(r2=0.897)。通过"回归方程计算 空间残差"的方法对全疆2004年年均气温数据进行插值。验证结果为:插值计算值与实测值间相关系数r2=0.994,平均误差1.53%。插值结果表明:利用"回归方程计算 空间残差"的方法可以生成高精度、高空间分辨率新疆年平均网格温度结果。     

模式再分析与实际探空资料的对比分析

利用2007年11月—2008年11月美国国家环境预报中心(NCEP)和国家大气中心(NCAR)的全球再分析资料与阜阳和安庆探空站的高空资料,对NCEP资料进行垂直的拉格朗日插值和水平的双线性插值后,对比分析了模式再分析与探空资料的一致性。结果表明:探空资料和NCEP资料中温度、相对湿度、u风和v风4种气象要素的绝对差值随地点、高度和季节变化较小,0.5～8 km基本稳定在一定的范围内:温度相差0.5～1.0℃,相对湿度相差5%～15%,u风和v风分别相差1～3 m/s和1～4 m/s。但值得注意的是近地面(0.5 km以下)二者差异相对较大。对比结果验证了利用模式探空资料来分析无实际探空资料地区上空气象参量变化特征的可行性。