DFC1型光电式日照计与暗筒式日照计的对比分析

基于2019年1—6月杭州地区日照时数自动与人工平行观测,对比了期间6个台站DFC1型光电式日照计与暗筒式日照计的观测数据。结果表明:1)自动与人工观测日照数据一致性高,但也存在一定差异。两种日照数据大小关系不能一概而论,与天况(中、低云量)密切相关。2)在日照时数超过10 h的晴空天况下,二者差值最小,表现为自动观测值略大0.3 h/d;3)在日照时数不足10 h的有云天况下,二者差值较大,各站人工观测累计值较自动数据平均偏大48.9 h。进一步分析发现,两种日照计测量原理及记录方式的不同是造成差值出现的主要原因。光电式日照计具有较高的测量精度和灵敏度,在晴空天气里测量到了略多的日照时长;而暗筒式日照计受测量精度和"光斑效应"的影响,使得在有云天况下获取的日照时数明显偏大。     

四川地区人工观测日照时数与自动观测对比分析

本文用2019年1～3月四川全省156个国家级地面观测站日照时数平行观测资料，对比评估了自动与人工观测日照时数的小时、日值一致性及分级一致性，分析空间分布规律和不同日照时长对一致性的影响，结果表明:大多数台站人工日照时数略> 自动观测，人工观测值较自动值偏小的台站、二者间均方根误差较大、小时相关系数较低的台站均多出现在盆地地区；攀枝花、甘孜、阿坝、凉山(以下简称“攀枝花、三州”)等日照充足的地区相较于多阴雨的盆地，人工与自动日照时数更接近；攀枝花、三州区域人工观测在日照时长较长的情况下更准确，盆地区域人工观测在日照时长较短的情况下更准确；日自动日照时数> 8h时，人工观测值较自动值易出现偏小，全省人工观测值与自动观测值之间的误差更小，相关性更高；日自动日照时数< 8h时，人工观测值较自动值易出现偏大，在2～8h时，全省人工与自动观测值之间的误差更大，相关性也更差。      

人工与自动日照观测数据对比分析

对黑龙江省2019年1-4月84个国家气象站暗筒式日照计(人工观测)和DFC2型光电式数字日照计(自动观测)的日照时数进行对比分析。结果表明:自动观测比人工观测有更高的灵敏度和分辨率,自动观测达到分钟级。自动观测的日照时数高于人工日照0.1 h,数据完整率达到96%以上,24 h日照时数一致性均值较高,一致率在71%-83%之间。中午时段的一致性好于早晚。     

国内外日照时数观测数据对比分析—以郑州气象站为例

利用1998年6月1日至2006年12月31日郑州国家基本气象站国产直接辐射表、芬兰Milos500双金属片日照传感器与国产人工暗筒式日照计观测的日照时数资料,采用统计分析方法,对两套仪器观测的日照时数与人工暗筒式日照计观测的日照时数分别进行对比分析,并对差异的可能原因进行探讨。结果表明:人工暗筒式日照时数与Milos500双金属片日照时数日差值的平均值为1.6h,国产直接辐射表与Milos500双金属片日照时数日差值的平均值为2.1h,Milos500双金属片日照传感器观测数据明显小于人工暗筒式和国产直接辐射表的数据,其差值通过95%的T检验,差异显著;人工暗筒式日照计与国产直接辐射表观测的日照时数日差值的平均值为0.2h,两套仪器观测数据差异不显著,相关性最好。     

人工观测与CSD1遥测日照时数的差异

利用番禺区2005年1～12月逐日人工观测与CSD1日照仪遥测的日照时数,对比分析逐日、旬、月及不同天气条件下两者的差异及其形成的原因。结果表明:差异主要由仪器本身的测量原理不同、采样方式不同、人为操作和不同的天气状况等引起。遥测传感器的月、旬日照时数大部分可达到±0.2%的精度要求;除特殊的天气条件以外,自动观测的日照时数总值明显高于人工观测值。总体上,CSD1日照仪的遥测资料有可用性。     

四川自动与人工观测气温的差异分析

利用四川135个站自动与人工第2年平行观测气温资料,就自动与人工观测的气温的差异、引起差异的原因进行了分析。结果表明:气温各项目的自动观测比人工观测平均偏高,平均差值基本在0.2℃以内;气温、日最高、日最低的自动与人工观测比较,差值在±0.2℃之间的分别占58.71%、51.58%、62.68%,自动与人工观测值一致的分别占15.07%、12.16%、14.78%;自动与人工观测气温之间的对比差值存在明显的日变化,无明显的季节性和地域性差异;两种观测体制在观测时间上、观测方式上、测温传感器安装位置上,以及感应元件和测温原理的不同、仪器误差、热滞效应,都会造成观测结果出现差异。      

四川自动与人工观测气温的差异分析

利用四川135个站自动与人工第2年平行观测气温资料,就自动与人工观测的气温的差异、引起差异的原因进行了分析。结果表明：气温各项目的自动观测比人工观测平均偏高,平均差值基本在0．2℃以内;气温、日最高、日最低的自动与人工观测比较,差值在±0．2℃之间的分别占58．71％、51．58％、62．68％,自动与人工观测值一致的分别占15．07％、12．16％、14．78％;自动与人工观测气温之间的对比差值存在明显的日变化,无明显的季节性和地域性差异;两种观测体制在观测时间上、观测方式上、测温传感器安装位置上,以及感应元件和测温原理的不同、仪器误差、热滞效应,都会造成观测结果出现差异。     

乌鲁木齐地区自动与人工观测降雨量的差异及相关性分析

利用乌鲁木齐地区2004－2008年自动与人工站观测降雨量数据,分析了观测数据的差异以及产生差异原因,并分析了自动观测与人工观测降雨量的相关性。结果表明：64.7%的自动站观测降雨量数据高于人工观测数据,对比差值范围在-3.2～1mm之间,平均差值为-0.29mm;对比差值的频率分布呈偏正态,分布曲线较陡,差值分布较集中;对比数据的粗差率、一致率分别为5.9%、90.1%,降雨量百分误差在±4%以内的占89%,误差百分率为11.0%;两种观测结果呈线性正相关,相关系数为0.999。观测数据产生差值是多方面因素的综合影响的结果。     

内蒙古自动站与人工观测数据差异对比分析

利用2006年内蒙古自治区共36个自动站和人工站平行观测资料,对观测得到的气象要素进行了统计和评估。通过分析气温、气压、相对湿度、风等要素的对比差值及其标准差、对比差值的频次分布和空间分布等,探讨自动站与人工观测数据差异的可能原因。结果表明：内蒙古自动观测与人工观测各气象要素均存在一定的差异,对所有台站平均而言,其差异均在自动站差值允许范围之内。产生差异的原因：观测仪器结构与观测原理差异、观测时空差异、观测方式差异等,在将人工观测数据与自动观测数据连续使用时,需要根据当地情况进行适当订正,以确保资料的连续性。     

DFC3型光电式数字日照计与暗筒式日照计观测数据的差异分析——以电白国家基准站为例

该文对电白2019年7月—2020年6月的人工与自动观测日照数据作对比分析,特别是对日出日落时段的日照数据差异进行较详细的分析。结果表明：自动观测日照总时数稍小于人工观测日照总时数;两者有较好的一致性,月日照总时数显著相关,呈现出一定的季节性差异;逐日日照差值主要集中在-1~1 h之间;在日出日落时段,较低能见度和较大相对湿度对人工观测日照数据有较大影响;在气温较高、云系变化快的季节和时段,人工操作不当可能加大与实况的误差,使得人工观测日照数据比自动偏多;在阴雨天或日出日落时段,受自动仪器灵敏度更高及人工操作影响,人工观测日照数据比自动偏少。由此可见自动仪器明显比人工精度高、性能稳、更加灵敏。建议在进行该要素质控和误差订正时,应分不同时段不同天气状况进行。     

四川地面自动与人工地温观测值差异对比分析

利用四川省自动与人工地温对比观测数据对0～320cm地温进行逐层对比分析,发现自动与人工观测的逐层地温差异不同,地表温度和浅层地温自动观测数据比人工观测数据偏高。自动与人工观测数据一致率最高的是160cm地温,达到21%,一致率最低的是80cm地温,仅为6.2%;80cm地温的差值绝对值大于2℃的百分率最高,接近70%左右;地温年值正差异最大的出现在红原,自动比人工偏大达8.32℃。      

我国降水量的自动观测与人工观测之差异分析

利用全国2 400个国家站自动与人工平行观测期的第二年的对比观测资料,以及基准站1999—2010年所有雨量观测数据,对比分析了自动与人工观测的雨量数据差异,并对基准站雨量数据序列进行了显著性检验。结果表明:(1)自动与人工观测的雨量数据存在一定差异,且自动观测数据略大于人工观测数据,平均相对差值为1.8%;(2)两者在不同降水等级的月降水量平均差值介于-1.3～3.9 mm之间,当降水等级增大时,两者差值并非同比例增大;(3)两者的月平均最大相对差值为2.9%,最小相对差值为0.8%;(4)两者相对差值的空间分布表明,5月和9月偏差略高于7月;(5)通过对平行观测期的第2年自动月雨量值的显著性检验表明,在显著性水平a=0.05时,全国站点月雨量显著性检验未通过率为2%。     

自动站与人工站气压记录分析评估

利用2005年1月至12月凭祥站自动与人工第二年平行观测气压资料,就自动与人工观测气压的差值及引起差异的原因进行了分析。结果表明:(1)自动观测气压值比人工观测气压值,日平均值普遍偏低0.3～0.4hPa。日最低气压在5～6月高温期差值最大,有时可达到1.3 hPa。(2)自动与人工观测气压的差值具有明显的日变化和季节变化。(3)自动与人工观测气压值主要分布在0.3～0.4hPa之间,在业务规定允许误差范围内(4)人工操作不当读数误差;观测时间不一致;仪器性能误差;自动观测在高温状况下的非线性以及其他原因均会导致自动与人工观测气压产生差异。     

WUSH-RZ日照仪与暗筒式日照计观测日照时数的比较

利用深圳国家基本气象站WUSH-RZ日照仪与暗筒式日照计的日照时数资料进行统计分析,结果表明:(1)由于两种观测仪器的日照时数统计方式不同,将日照仪的日照数据按10分法换算后,两者差值为0.26 h/d,与两种仪器观测的感光阈值特征相符;(2)日出时段两者差值为-1.8min/h,日落时段两者差值为4.2 min/h,在其他时段,差值在-0.6~2.4 min/h之间;(3)两种资料的差值随云量的增加逐渐增大;差值随能见度的增加逐渐增大;温度≤25℃时,两种日照资料的差值随温度升高的趋势变化较小,当25℃时,两种观测资料的差值随温度升高的趋势变化较大。     

自动与人工观测降雨量的差异及相关性

利用全国627个基准、基本站2005年自动与人工雨量业务观测资料, 分析了业务上自动与人工观测的降雨量的差异以及引起差异的原因, 并分析了自动观测与人工观测的降雨量的相关性。结果表明:自动观测比人工观测的日降雨量平均偏高0.12 mm, 标准差为0.70 mm, 相对偏高1.42%。627个站中, 80%的站自动与人工观测的年降雨量差值在5%以内; 近4%的站年降雨量差值在10%以上。年降雨量相对差值较大的站, 其年降雨量均较小。空间采样差、20:00 (北京时) 定时观测中人工与自动观测时间的不一致以及其他突发事件均会导致自动与人工测量的日降雨量的差异, 甚至显著差异。由于观测仪器不同引起的降雨测量系统误差差别, 导致自动与人工观测降雨量的系统偏差。自动观测与人工观测的日降雨量呈线性相关, 相关系数为0.9988。     

黔南州2019年人工与自动站日照数据对比分析

本文主要通过利用黔南州12市、县2019年自动站与人工的日照观测月整编数据从理论上分析黔南州自动站与人工日照观测数据之间的差异,结果表明：黔南州1-12月自动站观测的小时日照次数均高于人工观测到的次数;自动站观测的小时日照次数从1月起表现为明显、稳定的逐月上升趋势,并在在8月达到全年峰值;在观测小时日照时数时,人工与自动站的观测数值接近,误差小。总体来讲,光电式日照计比暗筒式日照计有着更好的感光能力,所以自动站的日照观测数据更为客观和准确,但二者之间的日照观测数值仍有着较强的相关性。     

DZZ5新型自动站直射表日照观测与人工观测对比

西藏林芝DZZ5新型自动气象站的太阳直接辐射表配备全自动精密双轴跟踪仪,具备自动观测日照的功能。通过比较新型日照观测仪器和暗筒式日照计所获取资料的差值,给出人工观测资料的换算系数概念,并进一步分析不同差值的形成原因和规律,为衔接使用人工观测日照资料的各种科研工作提供理论依据和参考。按照气象辐射观测业务工作的相关要求,对DZZ5新型自动气象站的设备配置和测报软件方面存在的问题提出具体改进建议,使其达到日照自动观测能稳妥、可靠地取代人工观测的目的。     

自动气象观测与人工观测气温差异分析

利用陕西省96个气象站2004--2007年自动与人工平行观测的气温资料,分析陕西全省和不同自然区人工与自动观测气温的差异及引起差异的原因。结果表明：自动观测比人工观测的日平均气温平均偏高0．03℃,标准差为0．26℃。78．6％的样本月平均气温对比差值在0．2℃之内,在不同自然区自动与人工观测气温对比差值在0．2。c之间的百分率基本相同。气温对比差值的日、月变化规律明显,自动与人工观测时间不同步对定时值有一定影响。但对气候分析没有影响,自动观测仪器性能不稳定会造成较大的数据偏差。     

自动观测与人工观测差异的初步分析

利用2001—2005年我国700个地面自动气象站与人工平行观测期间的数据, 对自动与人工观测的气温、气压、相对湿度、地表温度、风速风向、降水量进行了差异分析, 统计了两种观测之间的对比差值、百分误差和风向相符率。 对各要素观测差异在全国的分布特点进行了分析, 并检验了气温自动观测对气温资料连续性的可能影响。 结果表明:自动观测与人工观测各气象要素均存在一定的差异, 但大部分地区各要素的差异都在自动站误差允许范围之内; 造成差异的原因是多方面的, 包括仪器本身存在缺陷及观测方法不一致等。各要素自动观测与人工观测差异在全国的分布特点各不相同, 同一要素在不同的气候背景条件下差异大小不一致; 如果要将人工观测数据与自动观测数据连续使用, 还要检验自动观测与人工观测序列是否有显著性差异, 并进行均一性订正。 自动站的使用对年气温序列有一定影响, 总体差异不显著, 但当自动观测与人工观测气温合并使用时, 应进行均一性检验。     

自动观测与人工观测数据差异的初步分析

利用2004-2007年内蒙古地区50个地面自动气象站与人工平行观测期间的数据,对自动与人工观测的气温、相对湿度、地表温度进行了差异分析,统计了两种观测之间的对比差值。对各要素观测差异在全区的分布特点进行了分析。结果表明：自动观测与人工观测各气象要素均存在一定的差异,但大部分地区各要素的差异都在自动站误差允许范围之内;造成差异的原因是多方面的。包括仪器本身存在缺陷及观测方法不一致等。