自动站大型蒸发的观测和维护

1原理根据超声波测距原理,选用高精度超声波探头,对E601B型蒸发器内水面高度变化进行检测,转换成电信号输出。传感器能够自动测量蒸发桶内水面高度的连续变化。对于实时数据,每分钟获得1个蒸发水位,然后减去前一分钟的蒸发水位取绝对值,得到本分钟的蒸发量;对于定时数据,每个正     

基于超声波的蒸发量自动观测误差研究

通过对观测装置设计、蒸发量计算方法和观测环境影响的分析,探讨自动测量误差的原因以及消除误差的方法。结果表明:自动测量误差的主要因素有水温变化、降雨量、附着气泡和蒸发表面积。针对水温变化,设计了对比试验,通过测量水温订正相应时刻的超声波传感器测量数据,结果表明:自动观测的小时蒸发量误差较大,水温上升阶段蒸发量偏小,水温下降阶段蒸发量偏大,温差越大误差越大。而自动观测的日蒸发量误差主要由日水温差决定,温差为正,实测蒸发量偏小,温差为负,实测蒸发量偏大,温差越大差异越大。在国家级地面气象站自动观测业务中使用水温修正蒸发量是有效的而且是必要的。     

新旧两种探测技术对蒸发差异性分析

利用福泉国家气象观测站新30 a资料(1981—2010年)的小型蒸发观测资料与2014年、2015年自动大型蒸发传感器观测资料进行比较,统计分析了影响蒸发的主要因素。结果表明:新旧两种探测技术蒸发量差异比较大,新探测年、月、日蒸发量明显小,夏秋季差异大、冬春季差异较小。重点分析了两种探测手段对实际蒸发量的影响因素及提高蒸发观测值的方法,认为自动大型蒸发传感器数据更准确,更接近真实值。     

雨量计自动校验仪设计

雨量计是气象、水文、农业等部门观测降水量的重要仪器,新生产的雨量计以及使用中的雨量计都需要进行校验以确保其精度和可靠性.目前利用手工校验的方法不方便且精度难以保证,针对这一情况,设计了一种便携式雨量计自动校验仪.该仪器利用超声波实时检测当前液位进而控制步进电机自动调节流速、流量,保持水流量的均匀.利用软件可设置不同的雨量来模拟实际的降雨,最后通过对比雨量计读数看其是否符合精度要求.系统选用了高频的超声波传感器,处理器计时频率达到50MHz,提高了测量的精度.     

基于CAN总线的高精度温湿度智能传感器设计

通过分析气象数据采集系统的功能需求,确定了高精度温湿度智能传感系统总体设计方案,介绍了该方案的软硬件设计与实现.该系统以低功耗ARM CORTEX-M3架构的LPC1768为主控芯片,配合低功耗、16位串行A/D转换芯片AD7792以及低功耗、高速CAN收发器SN65HVD230等实现基于CAN总线的高精度测量、自动采集和实时处理等功能,它与现有气象数据采集器相比,具有体积小、功耗低、组网灵活和测量精度高等特点.试验测试结果表明,该高精度智能传感器具自检验、自校准、自适应性能,工作稳定可靠,并具有足够的精度.     

蒸发传感器工作原理及性能比较

介绍了AG1-1型超声波式、AG2.0型超声波式、FFZ-01型数字式、ZQZ-DV型数字式4类E601B型蒸发传感器的工作原理、技术指标。通过对蒸发试验数据、累计蒸发量计算程序设计、故障率等综合对比分析,反映出不同蒸发传感器的仪器性能。新型蒸发传感器(AG2.0型、FFZ-01型、ZQZ-DV型)通过改善测量环境、完善程序处理、减少人工干预等措施,增强了恶劣天气条件下的抗干扰能力,使气象台站实时自动获得准确的蒸发数据成为现实,也为蒸发自动观测替代人工观测提供了试验数据支持。     

新型蒸渗仪及其对陆面实际蒸散发过程的观测研究

水量平衡和蒸散发过程研究是水文循环研究的重要方面。正确的观测和计算地表实际蒸散发量对认识气候变化条件下的水循环特征、实现区域水资源的可持续开发利用具有非常重要的意义。传统蒸渗仪功能单一,不仅安装费用较高,日常维护和观测需要大量的人力物力,观测精度也常常受到仪器系统误差或人为因素的影响。围绕着陆面蒸散发观测和解决"蒸发悖论"的科学问题,设计了用于研究气候变化对水循环、陆面蒸散发影响的野外自动观测实验的新系统,站址选择在江西省南昌县生态实验站。该新型蒸渗仪(Lysimeter)系统采用先进的高分辨率称重系统(陆面蒸散发观测精度:0.01 mm)、高精度土壤水分水势传感器(pf:0-7,国际专利号:102004010518.9)和动态IP解析技术的GPRS数据采集器(24 bit,512 k),通过地表气象站、土壤水分水势、蒸渗仪和地下水位等独立的观测实验对比,确定陆地表面实际蒸散发量以及蒸散发过程的有关参数。该系统无论在测量的精度及频次上都比传统观测方法有极大的提高。另外,除了应用于陆面实际蒸散发量的观测外,该系统装置了2004年获得国际专利的新型土壤水分、温度和水势传感器,观测精度较高,观测频次可调节幅度较大,且适应多种环境条件,能够根据不同的科学目标进行新的组合和设计。     

自动气象站蒸发传感器现场校准规范相关问题探讨

为了使自动气象站蒸发传感器现场校准规范更好的适用于实际工作,根据超声波蒸发传感器的特点、现场校准的工作经验和一些实验数据,发现并剖析了《自动气象站蒸发传感器检定规程》的不足,并在此基础上提出了增设重复性测量、最大允许误差应改为±(01 mm+15%×标准高度标称值)以及在校准操作方法中,应明确描述使用整块标准模块进行操作的几点修订意见,从而进一步完善了超声波蒸发传感器现场校准指标和方法,为新编的现场校准规范的编制提供依据。     

CAWS800公路气象环境监测系统

该智能化应用监测系统是专门为监测各种道路气象环境参数而研制的，具有自动采集和远程传输功能，目前主要应用于高速公路建设和管理部门。该系统可实时监测公路的天气状况，可自动收集气象信息，主要监测道路的温度、湿度、降水量、风向、风速、气象能见度、路面状态等要素的变化情况。监测数据自动处理后及时上传到相应监测中心，供交通管制系统参考，以便根据天气状况及时提出最佳监控方案。同时，可以实现对影响行车安全的气象要素进行监测和预警。该系统由气象数据采集系统、传感器和数据通讯装置3个主要部分组成。     

用纯净水与自来水校准自动雨量传感器的差异

1引言气象自动仪器在气象业务中的投入使用,逐步取代了人工观测,从而实现通过计算机实时查看数据、存储数据和上传数据,使地面气象观测真正实现了自动化。但同时对自动气象仪器的维护是非常重要的,否则不会得到有效的观测数据,给工作带来不便。自动雨量传感器是测量雨量的仪器,目     

我国自动与人工蒸发量观测资料的对比分析

截止到2005年,全国共有130个台站进行蒸发量自动与人工业务观测。该文利用2005年平行观测月数据,对资料的差异和相关性以及比对系数和影响因子进行了讨论,结果表明:月蒸发量差值不满足正态分布,近80%的数据为自动观测值大于人工观测值;在人工观测值较小时,对应的自动与人工相对差值较大,随着人工观测值的增加,差值有减小趋势;自动与人工观测数据之间存在很好的线性相关关系,相关系数为0.98,通过了0.01的显著性检验;比对系数年平均值在1.0~1.2之间,两大高值中心分别位于广西都安和湖南南县;比对系数月平均值的变化近似于二次型拟合曲线,1月最大,6,7月最小;在定性讨论特征站比对系数影响因子的基础上,进一步查明了影响月比对系数的气象因子有月平均相对湿度和月平均风速。     

中国降水测量误差的研究

20世纪 ,国际上许多国家对降水测量进行了对比试验工作 ,以研究降水测量中的误差大小与分布。由于各个国家降水测量仪器的型式、尺寸以及安装高度不同 ,试验对比的降水测量误差的大小也就不同。为了弄清中国降水测量误差的大小 ,中国气象局选择了 30个基准基本站 ,建立标准雨量站网进行试验对比。本文介绍了中国标准雨量站网的设置以及对比资料的获取情况 ,对比分析了中国降水测量的随机误差、沾湿与蒸发误差、风场变形误差。经 30个标准雨量站 7a 2 90 0 0多次的 1台坑式雨量器、2台台站雨量器的对比观测 ,给出了中国降水量测量误差的大小、降水测量中的随机误差与系统误差的分布情况。经分析 ,对于收集口口径为 2 0cm ,安装高度为 70cm的台站普通雨量器 ,每次测量随机误差累计平均值为 0 .0mm ,沾湿误差为 0 .2mm ,蒸发误差为 0 .0mm ,降雨风场变形误差为 0 .19mm ,降雪为 0 .32mm。降雨测量的平均相对误差约为 4 .34%～ 15 .2 8% ,降雪测量的平均相对误差约为 6 .17%～ 39.99%。     

新一代天气雷达回波强度自动标校技术

回波强度标定技术直接关系到定量测量的准确度,是新一代天气雷达组网定量测量的基础,是提高天气雷达探测精度的重要手段。简要介绍了新一代天气雷达系统的回波强度自动标校技术,并以CINRAD/CC雷达为例,对新一代多普勒天气雷达(CINRAD/CC)自动标校的技术原理作了详细分析,对其在自动标校中采用的DDS(Direct Digital Synthesis)技术以及标校技术的实施方法作了具体的介绍,对其回波强度自动标校的准确度进行了测量,给出了系统自动标校的实际检验结果。结果表明该系统发射参数、接收参数在出现较大变化时,能保证回波强度的测量准确度在1 dB以内。还对影响自动标校准确度的因素作了分析。     

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。     

RG13型雨量传感器测量结果的不确定度评定

国内民航机场主要使用的雨量观测设备为芬兰维萨拉公司生产的RG13型雨量传感器,为保证雨量测量数据的真实可靠,对其测量结果的不确定度分析很有必要。根据自动气象站现场校准方法,分别进行大雨强和小雨强的重复测试,并依据JJF1059.1-2012测量不确定度的评定与表示要求,进行A类不确定度评定。分析测量过程中的B类不确定度来源,进行B类评定,最终给出扩展不确定度。结果表明：在小雨强下,测量不确定度为U95=0.17mm,包含因子k=2。在大雨强下,测量不确定度为U95=0.16mm,包含因子k=2。该研究完善了雨量传感器的现场校准工作流程,对雨量传感器测量结果的可信度评定具有参考价值。     

The influence of errors in precipitation measurements on the accuracy of the evaporation measurements performed by a class A evaporation pan

Summary Since uncorrected precipitation measurements are used for calculating the evaporation measured by a class A pan, precipitation measurement errors are introduced into the evaporation results. In defining the total error of the evaporation measurement it is necessary to consider the fact that the class A pan orifice and the rain gauge orifice are at different elevations. This paper presents a model to estimate the average value for the total error of evaporation. It is also shown that the evaporation measured by a class A pan is smaller than the actual evaporation by between 5 and 20%.     

Trend of monthly temperature and daily extreme temperature during 1951–2012 in New Zealand

A new method for calculating evaporation is proposed, using the Penman–Monteith (P-M) model with remote sensing. This paper achieved the effective estimation to daily evapotranspiration in the Ziya river catchment by using the P-M model based on MODIS remote sensing leaf area index and respectively estimated plant transpiration and soil evaporation by using coefficient of soil evaporation. This model divided catchment into seven different sub-regions which are prairie, meadow, grass, shrub, broad-leaved forest, cultivated vegetation, and coniferous forest through thoroughly considering the vegetation diversity. Furthermore, optimizing and calibrating parameters based on each sub-region and analyzing spatio-temporal variation rules of the model main parameters which are coefficient of soil evaporation f and maximum stomatal conductance g _sx . The results indicate that f and g _sx calibrated by model are basically consistent with measured data and have obvious spatio-temporal distribution characteristics. The monthly average evapotranspiration value of simulation is 37.96 mm/mon which is close to the measured value with 33.66 mm/mon and the relative error of simulation results in each subregion are within 11 %, which illustrates that simulated values and measured values fit well and the precision of model is high. In addition, plant transpiration and soil evaporation account for about 84.64 and 15.36 % respectively in total evapotranspiration, which means the difference between values of them is large. What is more, this model can effectively estimate the green water resources in basin and provide effective technological support for water resources estimation.     

1961—2010年黄河流域蒸发皿蒸发量变化及影响因子分析

利用黄河流域内61个气象站逐月观测资料,使用Mann-Kendall非参数检验方法对1961—2010年黄河流域小型蒸发皿蒸发量变化趋势进行了分析,并用SVD和多元回归方法检测影响蒸发量变化的因子。结果表明,黄河流域年蒸发皿蒸发量在1961—2010年显著下降,四季中夏季的下降趋势最显著,年和春、夏季蒸发量均在1979年发生突变。上、中、下游的年蒸发量变化率分别为-2.38 mm/a、-2.35 mm/a、-8.35 mm/a,下游下降幅度较大。空间变化分布上,年和春、夏季蒸发皿蒸发量均在黄河流域河源地区、河套地区西部及北部、河南北部有显著下降趋势,在河套地区东部呈显著上升趋势。利用SVD分析发现蒸发量的空间变化与不同因子作用有着显著关联,通过对不同区域内各影响因子的多元回归分析发现流域内蒸发量上升的地区主要是由气温上升所引起,而下降的地区则与风速减小有关。     

利用雷达回波与GIS技术反演面雨量研究

自动气象站可以直接测量单点或较小范围的降水量,测量精度较高,但自动气象站的分布密度不够,往往漏掉强降水、暴雨中心。雷达能实时探测云和降水结构及系统发生、发展演变情况,能迅速提供一定区域的实时降水情况,但雷达测量误差较大,测定局地降水量精度不高,因此,将自动气象站与雷达进行点面结合,采用一定的数学方法和GIS技术,可以得到能够代表某特定区域平均降水情况的面雨量。以深圳市行政区域面雨量反演为例,建立区域内所有测站的6 min累积降雨资料与雷达回波数据之间的回归关系,借助GIS技术和包括对经度、纬度、海拔高度3个因子的地理订正,构建雷达图上特定行政区域的面雨量计算模型,并对格点拟合雨量进行空间分辨率的精细化反演,得到雷达图上的特定行政区域的面雨量图。     

Influence of Precipitation on the Determination of Proper Time for Soil Resistivity Measurement

In order to obtain reliable and effective upland soil resistivity measurements,it is necessary to know how much time after the rain stops is required before making soil resistivity observations so that the influence of precipitation on the measurements can be eliminated.Based on the soil resistivity monitoring data at different depths obtained from the soil conductance automatic monitoring system using the triple-electrode method,and the precipitation data from the synchronous and automatic observing system in Hechuan County of Chongqing,this paper analyzed the effect of rain on the determination of upland soil resistivity measurement time.The results showed that the required interval time between the measurement and the termination of rain should be as follows: if the rainfall was less than 0.1 mm,the interval time was zero;the interval time was 24 h if the precipitation time was less than 1 h or the rainfall was 0.1-2.0 mm; the interval time was 72 h if the precipitation time was 2-10 h or the rainfall was within 2.1-5.0 mm; and the interval time of 72 232 h was observed when the precipitation time was 10-25 h or longer or the rainfall was 5.0 10.1 mm or larger.Relevant observations showed that the above conclusions were on the whole valid for different soil depths.On the other hand,the results indicated that the maximum variance ratio for the influence of precipitation on resistivity measurement was about 28.9%,and the average variance was about 3.9%.Moreover,a preliminary analysis also showed that the precipitation process time might play a more crucial role in the resistivity recovery time than the precipitation amount.It is also found that it is practically better to use the rank correlation method than the numerical correlation analysis method to determine the time break between the stop of rain and the time to carry out the soil resistivity measurement.