自动气象站湿球温度快速计算方法

湿球温度是采暖通风、电厂冷却塔等工程设计中的重要气象参数。随着自动气象站在台站的广泛使用,湿球温度的直接观测资料逐渐停止,这给工程设计中湿球温度的气象参数分析和气象资料的应用造成了困难。对于自动气象站湿球温度的计算,现提出基于地面气象观测的湿度参量公式和牛顿迭代法基本思想,采用简化一般的迭代公式,并利用湿球温度的经验公式计算初始值,采用EXECL电子表格完成湿球温度的迭代计算。结果表明,该方法计算湿球温度,精度较高,计算量较小,计算过程简单可控,可广泛应用于自动气象站的湿球温度计算。     

影响人工站与自动站水汽压差值原因探究

为探究人工观测气象站与自动站水汽压差值产生原因,利用全国134个1年的基准气象观测站逐时气压、干球气温、湿球温度等资料,分别采用人工站和自动站水汽压计算公式,模拟了本站气压、干球温度、湿球温度、自动站气温、相对湿度等要素产生一增量时,水汽压所对应变化量随各要素的变化规律,并分析了影响水汽压差值与其主导因子定量关系。通过实际观测资料的数据模拟分析,气压和干球温度的系统误差对人工与自动观测站的水汽压差值影响很小,而自动站的相对湿度和气温对水汽压差值影响较大,其中相对湿度的影响最明显。当自动站的相对湿度或气温的系统误差为一固定值时,水汽压差值变化幅度随气温大小变化,气温越高,水汽压差值越大。     

湿球温度循环迭代算法及其应用

许多大型能源项目的前期可行性论证工作都必须计算干湿球温度的设计参数,但从2001年开始,按照中国气象局的要求,安徽省各台站陆续将干湿球温度表更换为湿敏电容传感器,至2007年,所有台站的自动观测设备安装完毕.新的自动观测仪器对湿球温度不再进行观测.为了解决缺少资料的问题,设计了一种计算湿球温度的循环迭代算法,并把结果数据与查表计算的结果相比较,误差小于0.1℃的占92.52%,小于0.2℃的占99.49%,结果可靠,与传统查表方法相比,具有方便快捷的特点,适合作为补充历史湿球温度序列的方法,满足了气候应用服务的需要,可以在电站设计标准计算上得到广泛的应用,也可以作为地面历史资料审核程序的有益补充.     

两种湿球温度估计方法比较及误差分析

由于我国地面气象观测系统的自动化,停止了湿球温度要素观测.为解决无湿球温度资料给工程设计带来的问题,分别设计了逼近法和多元回归法估计湿球温度.逼近法利用湿球温度与气压、温度、相对湿度的关系,并通过数值求解方法实现;多元回归法以气压、温度、相对湿度、水汽压等要素为因子,建立估计湿球温度回归方程.基于全国134个基准气象站...     

湿球温度不正常的处理办法

用不正常的湿球温度计算相对湿度,会使相对湿度记录失实。本文分析了湿球温度不正常的原因,及资料的处理方法。１ 湿球温度不正常的原因和判别方法 （１）湿球温度表溶冰不当 在巡视仪器时,湿球温度表己结冰。对湿球进行溶冰处理后,如观测时湿球温度仍不稳定;或湿球溶冰后,所读得的湿球温度大于干球温度（在广东的气候条件下,当其差值超过０．２℃时）,可认为是溶冰不当所致。 （２）湿球温度大于干球温度 在大雾天气,若出现湿球温度稍大于干球温度现象（允许差值为０．１℃）,按规范规定,可作为正常记录。但当相对湿度＜９５％…     

准格尔旗2011年汛期自动观测与人工观测压温湿资料对比分析

利用汛期2011年5—8月逐日20时人工观测和自动观测的气压、气温、相对湿度资料,对人工和自动观测数据的相关性及差异进行了分析。分析表明:人工观测和自动观测数据很接近,自动观测数据可以准确反映当地汛期的气压、气温、相对湿度;其次给出了自动观测数据的修正方程,为今后的天气预报和气象服务提供参考。     

露点温度计算方法对比研究

本文整理了3种计算露点温度的方法,分别为利用干球温度和相对湿度直接计算,利用干球温度、相对湿度和环境水汽压间接计算,用干球温度、湿球温度和大气压计算,并以长春、西安、武汉和广州地区代表站为例,将前两种计算露点温度方法的结果与实际观测的露点温度进行对比分析。结果表明:露点温度的直接法与间接法均有其优点,当干球温度为0.0—30.0℃且相对湿度为40%—100%时,直接法计算的露点温度与实际观测露点温度的误差主要集中在0.5℃以内,适用于温度高且相对湿度较大的地区;间接法计算的露点温度精度较高,与实际观测露点温度的误差在0.2℃以内,具有一定的推广意义。     

滨海自动站与人工站相对湿度对比分析

利用2003年盐城市滨海县气象站自动站与人工站平行观测期间的对比资料,分析了两套观测系统相对湿度数据的差异,讨论了相对湿度、环境温度、天气状况和环境风速与2种方式观测的相对湿度差之间的关系。结果表明:滨海县自动观测与人工观测的相对湿度数据存在一定的差异,但在允许精度范围内,约93%的数据集中在-4%~4%之间,误差超过±2%的样本集中在相对湿度小于70%的区域内;随着月份的变化,相对湿度差的分布呈现"W"形波动趋势;随气温升高,呈"V"形变化趋势,尤其是高温下自动站偏干现象明显;湿度增大或有降水产生时,有偏正的趋势;环境风速增大时,有减小的趋势,自动站相对湿度观测值偏大。     

大畈核电站拟址空气湿球温度推算

确定最终热阱系统的容量时,必须规定设计基准气象参数,首先确认了内陆核电站最终热阱关键气象参数之一为空气湿球温度.选取湖北大畈核电站拟选站址所在地通山县气象站的三种湿球温度数据序列--近10年最热月日最高值、历年最热月日最高值、历年最高值,分别用对数、Gumbel及多项式等3种曲线进行概率拟合,并分别计算了不同重现期的参数值.结果表明:日资料拟合的极值略高于历年最高值的拟合结果,历年最高值的拟合值更接近于实际情况;多项式拟合尽管拟合效果好,但有一个不可突破的最大值,显然具有局限性;选取近10年最热月日最高值进行拟合,可以弥补缺乏长期观测的不足;Gumbel曲线拟合概率误差比对数曲线的小.最终推荐采用Gumbel曲线对历年最高值进行拟合,湖北大畈核电站50年、100年、500年、1000年重现期湿球温度的极值分别为:30.3℃、30.5℃、31.1℃和31.3℃.     

自动站观测与人工观测气象数据的对比

通过对揭西气象站2006～2007年自动站与人工平行观测项目,气温、地面温度、风、气压、湿度、雨量气象数据的对比,分析了自动站观测与人工观测气象数据的差异.结果表明,自动站与人工观测的气温月平均、年平均差值在±0.2 ℃之内;相对于传统的人工观测来说,自动站观测的相对湿度偏小,有一个偏干的现象;自动站雨量传感器经过调整和维护、运行正常情况下,月降雨量、年总降雨量可达到±4%的精度要求.     

江苏火电厂循环水冷却塔设计湿球温度稳定性研究

基于现行工业循环水冷却塔设计标准中设计湿球温度计算存在的问题开展针对性研究,根据江苏省13座气象站1961—2013年炎热季逐日气象观测要素,利用傅里叶线谱和小波变换两种周期分析方法,揭示出设计湿球温度具有2 a、6 a、9 a及13 a的年周期性特征;进而通过分析各站不同起算年以及不同样本长度的资料对设计湿球温度计算的影响,探讨了设计湿球温度对资料年限长度的敏感性特征。在此基础上,综合考虑湿球温度的周期性变化与火电厂各代表容量发电机组运行费用,对江苏省境内火电厂不同代表容量机组设计湿球温度计算分别给出了最佳资料年限推荐值。     

An assessment of boundary-layer air mass characteristics associated with topographically-induced local wind systems

Measured and derived meteorological parameters are used to examine the changes in air mass associated with local winds of differing origin. Research conducted explores the usefulness of wet bulb potential temperature, equivalent potential temperature, virtual potential temperature and relative humidity as indicators of air mass change during sea breeze, foehn wind and nocturnal drainage flow events. The complex interactions between these different topographically-induced wind systems in South Canterbury, New Zealand, provide an environment in which marked changes in air mass characteristics are common. Results demonstrate that under a considerable range of boundary-layer conditions, measured wet bulb potential temperature when used in conjunction with windspeed and direction enables quick and accurate determination of air mass origin. Relative humidity was also found to respond closely to changes in local air mass type, but its dependence on air temperature makes it a less reliable indicator.     

基于三种机器学习方法的降水相态高分辨率格点预报模型的构建及对比分析

冬季降水相态及其转变时间的精细化客观预报对提高气象预报和服务质量具有重要的现实意义。利用京津冀地区国家级自动气象站观测资料及网格化快速更新精细集成产品,统计分析了京津冀地区复杂地形下各类降水相态温度和湿球温度平均气候概率的分布差异及不同降水相态时网格化快速更新精细集成产品中可能影响降水相态判断的特征信息。然后将地面观测天气现象资料、复杂地形下降水相态气候特征及高分辨率模式输出产品作为特征向量,分别基于梯度提升（XGBoost）、支持向量机（SVM）、深度神经网络（DNN）3种机器学习方法建立了降水相态的高分辨率客观分类模型,并对同样条件下3种机器学习方法对雨、雨夹雪和雪3种京津冀主要降水相态的预报效果进行了对比检验,进一步提升了雨夹雪复杂降水相态的客观分类预报技巧。      

Simulation and Regionalization of Daily Global Solar Radiation: A Case Study in Quebec,Canada

Global solar radiation (GSR) is essential for agricultural and plant growth modelling, air and water heating analyses, and solar electric power systems. However, GSR gauging stations are scarce compared with stations for monitoring common meteorological variables such as air temperature and relative humidity. In this study, one power function, three linear regression, and three non-linear models based on an artificial neural network (ANN) are developed to extend short records of daily GSR for meteorological stations where predictors (i.e., temperature and/or relative humidity) are available. The seven models are then applied to 19 meteorological stations located across the province of Quebec (Canada). On average, the root-mean-square errors (RMSEs) for ANN-based models are 0.33–0.54?MJ?m^?2?d^?1 smaller than those for the power function and linear regression models for the same input variables, indicating that the non-linear ANN-based models are more efficient in simulating daily GSR. Regionalization potential of the seven models is also evaluated for ungauged stations where predictors are available. The power function and the three linear regression models are tested by interpolating spatially correlated at-site coefficients using universal kriging or by applying a leave-one-out calibration procedure for spatially uncorrelated at-site coefficients. Regional ANN-based models are also developed by training the model based on the leave-one-out procedure. The RMSEs for regional ANN models are 0.08–0.46?MJ?m^?2?d^?1 smaller than for other models using the same input conditions. However, the regional ANN-based models are more sensitive to new station input values compared with the other models. Maps of interpolated coefficients and regional equations of the power function and the linear regression models are provided for direct application to the study area.     

两种方法在不同海拔地区计算湿球温度的对比

选取1990~1999年贵州省3个国家基准站（威宁、贵阳、三穗）气象观测数据,评估了逼近法在贵州不同海拔地区计算湿球温度的效果,对比了BP（Back Propagation）神经网络模型和逼近法在计算湿球温度方面的优劣。结果表明:（1）3站逼近法计算值与观测值之间平均绝对误差分别为0.059℃、0.046℃、0.042℃,误差<0.1℃的数据比例为83.91%、91.52%、92.76%;当气温低于0℃时,误差>0.2℃的频率呈增长趋势,其原因可能是逼近法中对结冰的判别和实际情况存在差异导致高海拔地区的计算效果差于低海拔地区。（2）3站BP神经网络模型计算精度比逼近法分别提高60.71%、57.45%、57.78%,误差<0.1℃的数据比例提高到97.38%、97.18%、97.44%,有效地解决了高海拔地区气温低于0℃频率较高而导致逼近法计算误差偏大的问题,在低海拔地区的计算结果也优于逼近法。（3）BP神经网络模型计算湿球温度需要对各测站进行单独拟合,在低海拔地区针对大量站点且计算精度要求不高时可用逼近法,反之则用BP神经网络建立单站模型。      

室外热环境指标的简化计算和应用研究

利用天津市边界层观测站2008年5-9月、2009年5-7月温度、湿度、风速、湿球黑球温度(WBGT)和太阳辐射资料作相关性分析,结果表明：干球温度、相对湿度、太阳辐射、风速与湿球黑球温度具有一定的线性相关度。结合Rayman模型计算平均辐射温度,建立了以云、大气温度、相对湿度、风作为预报因子的湿球黑球温度统计方程。利...     

珠江三角洲平原地区气候、雨量站网最佳密度的探讨

本文用珠江三角洲平原地区36个气象台站的气温、气压、相对湿度、风速和降水等五个要素的资料计算表明,珠江三角洲平原地区气候站的站间距离50公里;雨量站的站间距离25公里为最佳间距。同时得出该方法用于平原地区的台站设置是可行的。      

基于奇异值分解的气象数据推测

以中国662个气象台站的2004—2013年逐日平均气温、平均相对湿度、日照时数和气温日较差4个气象要素为研究对象,使用奇异值分解方法来推测缺失气象数据。为降低随机的不利影响,将10年的逐日气象数据做平均。分别采用奇异值分解的相对误差和相似度矩阵来证实气象数据的近似低秩性,并探讨气象要素之间的相关。分析主要的基向量,设计3组推测试验。第1组试验随机选取6个气象台站的数据用于测试,其余台站用于训练,以获得5个最佳的基向量。随机选取每个测试台站的12个观测值,再由所选取的基向量来推测未知值。平均气温、平均相对湿度、日照时数和气温日较差的平均推测误差分别为8.00%、7.83%、17.17%和10.82%。在第2组试验中,随机选取70%的气象台站用于训练,其余气象台站用于验证推测性能。试验结果表明基向量的数目可选为5—15,随着基向量或观测值数量的增加,推测性能也随之改善。第3组试验,根据10个台站1952年下半年的气象观测数据,推测上半年的未观测值,试验结果合理可靠。