气象台站历史沿革信息及其对观测资料序列均一性影响的初步分析

气象台站历史沿革信息包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息, 是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据。文章介绍了气象台站历史沿革信息的基本内容及我国气象台站变动的基本情况, 通过对气象观测资料比较分析, 说明台站迁移、环境变化、观测仪器类型以及观测时制改变, 直接影响到观测记录的比较性和连续性, 对长年代气候资料序列的均一性也有不同程度的影响。     

山东省观测资料的均一性检验

气象台站历史沿革信息包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息,是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据。通过对站点资料进行均一性检验,再对比台站历史沿革资料,分析了资料非均一性的可能原因。采用山东省123个站建站起至2007年的气温、降水资料,筛选出49个站分别进行4种方法的均一性检验,最终确定22个台站通过检验。对未通过检验的台站,查找沿革,发现迁站是导致非资料均一的主要原因,另外,还有仪器更换、台站加高等原因以及不明原因,需进一步研究。     

陕西省气象台站历史沿革档案状况

气象台站历史沿革档案是记录反映气象台站建立之初至今,各个历史时期发展变化历程的档案资料。它涉及台站环境、观测场变动、台站迁移、观测要素增减、观测仪器的变动及更新等影响气候资料均一性变化的各个方面。是用户了解、应用气象数据必要的背景信息;是进行气候资料序列均一性检验及订正的科学依据;是研究我国气象科学史所需的重要信息源之一。随着《气象资料共享管理办法》的颁布实施,气象资料的应用范围日趋广大,为了更全面、更详细地反映气象资料的历史状况,2002年中国气象局提出了新的台站沿革档案格式要求,并要求台站沿革档案…     

山东省45年年平均气温均一性检验

采用回归检验法对山东省120个台站1961~2005年的年平均气温序列进行了显著非均一性检验。通过与台站历史沿革信息的比较分析,表明在显著性水平α=0.01时回归检验法能有效地检验出年平均气温序列的非均一性。分析结果显示,气象台站的位置、环境、观测方法和时制、仪器类型和高度等变动,对年平均气温序列的非均一性均有不同程度的影响,其中台站迁移对温度序列的均一性影响最大。     

新疆气象台站历史沿革档案状况

台站沿革数据是专家、学者研究气象数据重要的背景资料,了解台站沿革有助于更好的理解、分析和应用气象数据.本文以<气象台站历史沿革数据文件格式>为依据,根据实践经验分析了新疆气象台站历史沿革档案状况,从台站周围障碍物、观测场下垫面状况、观测仪器、台站级别、观测时制等几个方面阐述新疆存在的问题,并提出思考和建议.     

陕西气象台站历史沿革信息存在的问题

依据<气象台站历史沿革数据文件格式(QX/T 37-2005)>,制作陕西地面、高空气象台站历史沿革数据文件,对陕西省气象台站历史沿革档案状况和历史沿革信息存在的问题进行了分析,发现陕西台站历史沿革信息主要存在:对台站位置的变化记录不详细或记录错误、台站周围障碍物没有记录或记录不全、观测仪器记录不详细或没有记录、台站沿革有关记录相互矛盾等问题,造成台站沿革数据不完整,使资料的利用存在缺憾.     

中外气象台站历史沿革数据文件比较分析

着重介绍中外气象台站历史沿革数据文件的内容和格式,并将我国研究制定的《气象台站历史沿革数据文件格式》标准的基本内容与全球气候观测系统(GCOS)和美国国家气候资料中心(NCDC)的台站沿革项目内容进行了比较和分析。我国的气象台站历史沿革数据文件格式和内容的选择充分参考了国外相关文件,既具有国际通用性,能够满足国际资料交换所需要的台站沿革信息,又具有业务实用性,能够满足气象数据分析和应用业务需求。     

河北城市化和观测环境改变对地面风速观测资料序列的影响

选用河北省143个气象台站1975-2004年10 m高年平均风速资料,以及1990年和2000年人口普查资料,根据人口增长、台站迁移、仪器高度变化、台站微观环境变化等影响地面风速变化的台站历史信息,把所有气象台站分为4类,并分别对其进行比较分析.结果表明:河北省绝大多数台站风速变化呈减小趋势;城市化进程、台站观测环境等因素均在不同程度上对地面平均风速变化趋势产生了影响,其中台站所在城镇城市化程度是风速减小趋势不可忽略的原因,其影响程度约在1/4左右;台站观测环境因素中观测场附近微观环境变化对风速减小趋势具有重要影响,超过了区域背景风速减小趋势.台站观测环境因素对风速资料序列均一性的影响也不容忽视,至少有1/3的平均风速序列非均一性断点是由观测环境变化产生的.     

内蒙古气象台站历史沿革档案浅析

文章介绍了内蒙古自治区地面气象台站沿革的现状,通过资料对比,分析了内蒙古气象台站建设的年代分布和观测要素分布状况,对中国气象局要求的台站沿革的主要内容:台站标识、台站位置、台站环境、台站性质、台站组织、台站任务、仪器设备、观测规范、观测资料、其他有关信息等进行了整理和分析,并对加强我区各级台站历史沿革信息整理提出了建议。     

黑龙江省年降水量和年平均气温序列均一性检验

采用SNHT方法和台站历史沿革信息对黑龙江省62个地面观测站1961～2006年年降水量和年平均气温序列进行了均一性检验。结果表明：台站迁移、仪器更换等是造成黑龙江省年降水量序列非均一性的主要原因;年平均气温序列非均一性主要是由于仪器更换、台站迁移、观测时制变化等原因引起。     

基于三参数Weibull分布的安徽省年最大风速均一性检验

以安徽省56个国家级气象站1980—2018年年最大风速序列为研究对象,采用基于三参数Weibull分布的变点检验方法对年最大风速序列均一性进行检验,以郎溪站数据为例,给出了检验和分析的具体过程,最后将该方法检验结果与PMFT法、SNHT法检验结果进行了对比分析。结果表明：56个站点的年最大风速序列均通过Weibull分布检验,而通过正态分布检验的年最大风速序列只有45个,表明年最大风速序列更符合Weibull分布;Weibull法检测出的18个非均一点中有15个得到印证,检验准确率为83.3%,PMFT法检测出的4个非均一点均由迁站造成,检验准确率为100%,SNHT检测出的20个非均一点中有15个得到印证,检验准确率为75%。造成序列非均一的主要原因是台站迁移、仪器换型、仪器高度调整和探测环境变化等;综合比较发现,PMFT法对年最大风速序列非均一点的敏感程度不如Weibull和SNHT,而SNHT法对待检序列要求较高,且检验准确率不及Weibull法,表明Weibull方法在年最大风速序列的均一性检验中更具有优势。     

Homogeneity assessment of a station climate series (1933–2005) in the Metropolitan Area of S?o Paulo: instruments change and urbanization effects

This work assessed homogeneity of the Institute of Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences (IAG) weather station climate series, using various statistical techniques. The record from this target station is one of the longest in Brazil, having commenced in 1933 with observations of precipitation, and temperatures and other variables later in 1936. Thus, it is one of the few stations in Brazil with enough data for long-term climate variability and climate change studies. There is, however, a possibility that its data may have been contaminated by some artifacts over time. Admittedly, there was an intervention on the observations in 1958, with the replacement of instruments, for which the size of impact has not been yet evaluated. The station transformed in the course of time from rural to urban, and this may also have influenced homogeneity of the observations and makes the station less representative for climate studies over larger spatial scales. Homogeneity of the target station was assessed applying both absolute, or single station tests, and tests relatively to regional climate, in annual scale, regarding daily precipitation, relative humidity, maximum (TMax), minimum (TMin), and wet bulb temperatures. Among these quantities, only precipitation does not exhibit any inhomogeneity. A clear signal of change of instruments in 1958 was detected in the TMax and relative humidity data, the latter certainly because of its strong dependence on temperature. This signal is not very clear in TMin, but it presents non-climatic discontinuities around 1953 and around 1970. A significant homogeneity break is found around 1990 for TMax and wet bulb temperature. The discontinuities detected after 1958 may have been caused by urbanization, as the observed warming trend in the station is considerably greater than that corresponding to regional climate.     

地面气象站环境变化对气温序列均一性影响

为研究浙江省地面气象站环境变化对气温序列均一性的影响程度,采用测站历史沿革资料,对全省测站环境的时空演变进行了分析。采用距平累加、偏差界限值、F值检验法,对36个代表站的年平均气温序列进行均一性检验,并对非均一性产生的原因进行分析。结果表明:1971~2004年,浙江省测站的地理环境有显著改变;36站中有39%的测站为非均一性,产生非均一性的测站中,迁站原因占57%,环境恶化占36%;测站迁站引起的非均一性多发生在1980年以后;测站迁站时,新旧站址海拔高度差大且地理环境差异显著是造成气温序列非均一性的主要原因,迁站后气温序列较旧址存在偏高或偏低现象,其值对累年平均值有影响。指出了测站在迁移或环境变化过程中应注意的事项,以助于减少气温序列非均一性。     

基于观测数据的风向传感器故障检测方法设计与应用

当自动气象站观测仪器发生故障或运行性能下降,通常是利用专用设备进行维修和检定,但为安装在十数米或数十米高度的风观测仪器进行日常维护会有较大困难。为提高测风设备的维护能力,提出了基于观测记录的风向传感器故障检测方法。利用全国2009—2011年2420站逐小时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,基于风向传感器的格雷码盘的编码原理,设计了风向传感器格雷码失效故障的检测方法,对全国的风资料进行了质量控制,同时通过模拟格雷码失效后风向变化情况,评估了格雷码失效故障所造成的影响。检测分析结果表明：（1）采用逐时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,可检测格雷码失效故障;（2）格雷码第二至七位出现失效故障的台站在全国所占比例为0.4%～0.8%,格雷码第一位出现失效故障的比例为2.6%;（3）格雷码失效对风向观测数据的质量影响较大,特别是失效格雷码为第四至七位时,甚至会造成风向频率的分布完全失真。     

新一代天气雷达均一性评估

为实现对全国天气雷达不同波段、不同型号、不同区域的回波差异进行检测和评估,确保雷达组网数据的均一性,利用经过严格数据质量控制后的单站雷达CAPPI格点数据,建立了可靠的相邻雷达回波强度均一性检测算法,并根据我国天气雷达回波差异实际状况制定了均一性评估标准,实现均一性算法的业务运行,使雷达观测同一区域回波反射率的实时均一性评估成为可能。从评估结果来看:①S波段雷达整体均一性强于C波段雷达,SA雷达均一性状况最好,CC、CD雷达均一性状况较差;②以SA型号雷达为主的华东、华南地区均一性较好;③雷达波段不一,型号繁多的偏远区域均一性较差。均一性评估系统对有回波但回波强度、回波位置不正确以及雷达数据时间错位的情况,能有效弥补其他质控算法的短板,及时发现雷达回波异常,缩短故障修复时间,提高雷达数据准确性。     

迁站和仪器更换对阿拉山口风速资料的影响分析

风是一个对测点环境变化较为敏感的气象要素,测站迁站、环境变化、仪器更换等因素均会导致风速序列的非均一性,从而使一地风资料缺乏真实性和可信度。阿拉山口是我国一个著名风门,并且阿拉山口站经历过多次迁站和仪器更换,因此对阿拉山口风资料的均一性检验很有必要,本文利用M-K突变检验法、标准差以及方差显著差异分析等方法对阿拉山口风速序列进行均一性检验,得出：阿拉山口站54 a平均风速序列在2004年发生突变,突变后风速大幅减小。2001年的迁站没有造成风速突变,且经过检验新、旧站风速资料可以合并统计;2004年更换自动测风仪所测风速比人工站大,与2004年后风速突然减小相反;阿拉山口站与周边对比站风速变化曲线在2004年后是反相的,分析可知风速突变的原因不是由仪器更换、气候变化直接导致,经调查分析与2004-2005年阿拉山口地区在气象站上风方大面积种植防风林带有关。     

基于虚拟仪器技术的自动气象站数据采集与处理系统

在XYZ06型地面遥测气象仪的基础上,基于虚拟仪器技术研制了一套气象要素自动采集与处理系统,替代了该气象仪的数据采集器和数据预处理器的功能,可进行温度、湿度的采集、处理、显示、保存和发送.插入该气象仪终端计算机的数据采集卡ACL-8216能与气象仪的观测业务软件通讯,通讯命令字及其意义可实时显示于屏幕上.该虚拟气象数据采集器可方便地应用于自动气象站的教学实践,并可大大降低实验的设备费用.     

宁夏鸳鸯湖地区低空气象要素观测分析

利用宁夏鸳鸯湖地区2004年8月至2005年7月铁塔气象观测资料和地面气象站观测资料,分析了宁夏鸳鸯湖地区近地层不同高度各气象要素的变化规律。并与邻近灵武市气象站同期气象观测资料进行相关性分析,同时结合灵武市气象站累年(1971~2000年)气象资料,得到鸳鸯湖地区累年各气象要素订正值。分析结果对火力发电厂空冷设备的安装与安全运行具有重要的指导意义。