浅析《地面气象观测规范》的演变及对资料质量控制的影响

本文对我国各个时期的规范进行了对比分析,对规范涉及的观测时制、日界,观测项目及观测要素的变动进行了归纳和总结,并对规范的变化及其对资料的质量管理影响做了简要分析。本文为地面气象观测资料的整理以及在气象业务科研中的应用等工作提供重要的参考依据。     

学习新版地面气象观测规范的一些体会

引言 地面气象观测规范,是从事地面气象观测工作的业务规则和技术规定,观测工作中必须严格遵守[1].随着地面气象探测现代化进程不断推进,自动气象站在全国气象台站已广泛使用,原有的1979年版《地面气象观测规范》已不适应现行地面业务开展的需求.中国气象局本着"立足当前、面向未来、兼顾历史"的原则,历时多年,编制了既适用于人工观测方式,又适用于不同型号自动气象站进行自动观测的《地面气象观测规范》(2003版).     

对新地面气象观测规范的理解和认识

1 新规范中修改的内容 1.1 同一类天气现象的转记规定新规范取消了同一类天气现象可以转记的规定.例如:原规范中记录为".1130(11时30分)-*1505-1806",新规范中记为".1130-1505*1505-1806",即两种现象应分开记录.     

机场主导能见度仪器自动观测方法研究

主导能见度是航空活动能否正常进行的重要标准之一。伴随我国通用机场建设,主导能见度的自动观测具有重要的实际意义。本文使用中值法、图形比例法和均值法3种方法,利用机场现有多套能见度传感器进行主导能见度自动观测,并使用3种方法研究分析了天津、大连、海拉尔、成都和重庆5个机场2014年12月10日起连续100天的07:00和19:00 2个时间点的多能见度传感器测量值。结果表明:相比于中值法和图形比例法,均值法具有更小的观测偏差;观测原理和方法、能见度传感器数量、地区气候差异和观测位置差异是影响主导能见度自动观测数据质量的主要影响因素。     

能见度自动仪与人工观测资料对比分析

根据国家气象中心制定的《对比观测期间监测资料评估技术方法》,对2008年嘉兴气象观测站能见度仪资料与人工观测能见度进行对比分析,结果表明,能见度仪资料与人工观测值在低能见度多发季节(秋、冬、春季)相关较好,而夏季(能见度总体较高)则相反。对能见度进行分级后的比较得出,低能见度(2km)时能见度仪观测效果较好,和人工观测值之间的对比差值及粗差率低、一致率高,具有很好的代替作用,而随着能见度的逐渐升高(2～5 km,5 km),两者之间的差距加大,能见度仪的可替代性降低。最后通过比较两种数据的各项统计指标发现,能见度仪数据序列离散度较低,精密度及精确度都要高于人工观测值,通过订正后未来有望取代人工观测。     

对农业气象观测规范中技术规定的认识

对在执行新《农业气象观测规范》过程中,全疆普遍存在的一些技术范畴的问题进行了归纳分析,以使统一认识、准确运用。     

夏季地面气象观测中的疑难问题解析

针对夏季地面气象观测中遇到的疑难问题更加突出且集中的实际,根据房县气象局以往或近年来地面气象观测业务工作经验,并联系新版《地面气象观测规范》在该局使用以来的情况,着重对夏季地面气象观测中可能遇到或存在的一些疑难问题进行了探讨。     

地面气象观测对资料影响初探

初探基层台站观测工作中存在的问题对资料“三性”的影响,并提出应对建议,以便更好地做好气象服务工作。     

正确理解新版《地面气象观测规范》风观测规定

新版《地面气象观测规范》(以下简称《规范》)已从2004年1月开始执行。与1979年版旧《规范》相比，对风要素的观测，从概念、记录方法到数据处理都作了修改。这是为适应气象观测现代化和自动气象站业务需要而作的调整。只有准确理解风要素的相关概念和观测、记录、处理规定，才能在工作中自觉执行，从而获得具有代表性、准确性和比较性的风观测记录。     

环渤海地区1980—2012年能见度变化特征

利用环渤海地区365个地面气象站1980—2012年逐日能见度观测资料,统计分析了该地区能见度的变化特征以及不同等级能见度的主要影响因子。结果表明：环渤海地区能见度的主要气候特征是春秋季高、冬季低。1980—2012年平均能见度下降最大的区域位于太行山和燕山山脉的迎风坡,也是平均能见度较低的区域。环渤海地区整体而言,能见度小于等于1 km主要是水滴造成的,能见度1～10 km范围内,颗粒物、气体污染物的影响随能见度的增大而增大。水滴和颗粒物、气体污染物对不同等级能见度的影响存在一定空间差异。     

能见度气象监测数据质量检查方法初探

运用河北省境内103套交通气象监测站逐分钟的能见度气象监测数据,结合气象台站自动站和人工观测资料,探讨了能见度气象监测数据的质量问题和质量检查方法。归纳出3类能见度监测数据的质量问题,提出允许值检查、时间一致性检查、内部一致性检查、空间一致性检查、人为识别法等几种可用于能见度气象监测数据的质量检查方法,同时给出了雾和强降雨造成的低能见度数据质量检查和控制指标。     

广东省能见度仪观测网优化设计

针对广东省的能见度观测展开研究,提出了适用于能见度观测布局适应性分布研究的新方案,旨在为器测替代目测的能见度监测网提供建议。研究表明:利用广东省86个地面气象观测站的2009—2011年能见度和相对湿度日平均值资料,计算得到了品质因数 (figure of merit,FOM指数) 和空间影响范围因数 (sphere of influence,SOI指数),并以此为依据对现有的能见度站点进行排名和分类。再根据确定的标准遴选所需站点,筛选时,如果排名低的站点影响的范围内超过50%的区域被排名高的站点影响范围所覆盖,则剔除此排名低的站点。筛选得到广东省能见度仪观测站网需要的最少站点数为43个。考虑到地形以及增加背景站等因素,最后综合考虑广东省能见度仪观测站网所需要的站点数为51个,该结果可为器测能见度观测站网建设提供参考。     

高速公路上低能见度的监测与预报

介绍了对高速公路低能见度的数学描述，从相变理论、能见度突变的实际表现及车辆制动距离的需求，论证了对低能见度监测与预报的必要性，并介绍了在沪宁高速公路无锡段应用了一年多的低能见度监测与预报系统，实例表明对高速公路上造成低能见度的浓雾、包括局地性雾和突发性团雾具有可预报性，减少乃至避免重大交通事故的发生。     

高速公路上霾雾演变及其对能见度的影响

沪宁高速公路沿线2006年11月2-3日26个交通气象自动监测站每分钟一次的要素监测表明:霾、雾对能见度都有影响,但在诸多方面存在着一些差异。条件适宜时,可以互相转化演变,其间有一个并存的阶段,认识这些差异及变化的条件对提高低能见度预报水平、做好交通气象服务是有益的。文章剖析了丘陵地区谷地霾抬升以及多雾和雾出现时间早、维持时间长的原因,有助于进一步认识浓雾的局地性和交通沿线能见度的差异。大范围连续数日的大雾大多与大范围的霾有关。在大范围霾雾共存的天气形势下,能见度恶劣现象往往持续数日,至强冷空气南下方能驱散,由于辐射降温,夜间能见度下降,白天略有好转。     

双流机场一次低能见度天气过程分析

利用机场常规观测资料(METAR报文)、ERA-Interim(1°×1°)再分析资料和温江气象站一日两次的探空资料,对2016年12月7~8日双流机场一次持续性低能见度天气过程进行了研究分析。结果表明:500hPa环流背景与此次低能见度天气过程的变化密切相关;逆温层高度及厚度的变化对整个演变过程起主导作用,同时逆温层的长期存在直接导致此次天气过程持续时间较长;晴朗的夜空、逆温层、地面冷却辐射、水汽饱和以及近地面的微风状况,共同作用致使生成辐射雾导致7日15时能见度急剧下降;整个过程地面风场处于微风条件且气压逐渐降低,两者对能见度的变化未起到决定性的作用。     

天津武清能见度特征分析

利用2006年8～9月的野外观测资料,分析了天津武清区晴天能见度的变化特征,并分析了能见度与细粒子（PM2．5）、大气污染物和大气相对湿度（RH）的相关性。结果表明：观测期内大气平均能见度为6．3km,低于4km的时间段占50％;日变化表现为日出前（北京时间5时）能见度最低,约为2．6km,下午15时最高,约为11．1km;不同大气相对湿度下能见度与大气中细颗粒物浓度相关性不同;污染气体浓度与能见度呈反相关关系,φ（SO2）、φ（NO2）、φ（NO）、φ（NH3）和φ（CO）越高,能见度越低。     

双流机场低能见度天气预报方法研究

在信息量较大, 而预报对象与预报因子的关系又不清楚的状况下, 智能机器学习方法是解决这类问题的较好手段。利用1997—2001年成都站的常规探空资料和双流机场的地面观测资料, 使用支持向量机 (Support Vector Machines, 简称SVM) 方法, 选取多种核函数进行双流机场低能见度天气的预报建模试验。测试结果表明:以径向基函数和拉普拉斯函数构造的SVM预报模型实验效果最好, Ts评分分别为0.287和0.292, 远高于双流机场低能见度天气出现的频率 (0.155)。试验结果还表明:以径向基函数构造的SVM预报模型空报较多, 漏报较少; 而以拉普拉斯函数构造的SVM预报模型空报较少, 漏报较多。因此, 如果强调模型对低能见度天气预报的准确性, 则应采用以拉普拉斯函数构造的预报模型, 如果强调对低能见度天气的预防性, 则应采用以径向基函数构造的预报模型。     

南京机场降水低能见度雨滴谱特征

对不同种降水对能见度的影响进行研究.选取连续性降水天气和雷暴天气两次过程的雨滴谱资料,计算后发现雷暴降水出现低能见度的雨滴谱较宽,而连续性降水雨滴谱的分布窄.粒子浓度和能见度呈反相关,在粒子浓度降低时能见度值有迅速的好转.在低能见度阶段小粒子的含量明显偏大些,1 mm以下的小粒子浓度对能见度的影响最大,其次是1～2 mm的小粒子,小粒子的高浓度对应着低能见度.出现降水并低能见度的时段时各特征量均为相对高值,能见度好转后突变转好并振荡,呈现相关.计算能见度在高粒子浓度和低能见度时与实测能见度接近.     

降水对雾中能见度参数化的影响

雾的能见度是雾滴数浓度和含水量的函数,可以利用雾滴数浓度和含水量进行参数化得到能见度拟合值。但是当雾中有降水存在时,降水会影响雾滴数浓度和含水量,进而影响能见度参数化。2009年1月19日至3月5日在湖北恩施雷达站进行了包括雾微物理特征、雨滴谱及雨滴末速度、能见度以及基本气象要素的观测。利用不同的能见度参数化公式得到能见度拟合值,并与实测值进行对比分析,考虑雾中降水影响时的能见度拟合值要比不考虑降水时的能见度偏差大,因此在有降水伴随雾产生时,降水的效应可忽略不计。同时,利用40％的雾滴谱观测数据建立了良好的模型用于拟合当地的能见度,并利用Gultepe公式得到相应的参数,对当地的能见度进行了计算和预报。     

华北区域性低能见度天气的自动识别及预报

利用2002~2011年的能见度观测资料以及NCEP格点资料,采用天气学方法研究了华北地区的低能见度天气过程。结果表明:造成研究区域低能见度的500 h Pa天气形势可分为3种类型:2槽1脊型、低槽型、纬向气流型;用特征物理量作为这3种天气型的入型判据,建立了华北区域性低能见度天气的自动识别系统;并在此基础上,利用K指数、露点温度差以及500 h Pa和850 h Pa的假相当位温差等天气诊断物理量,进行第二次判别,进一步消空,最后制作低能见度天气预报。利用以上建立的预报方案,对2002~2011年进行冬半年逐日回代检验,预报准确率达到了78%左右;对2012年的试预报结果为:出现3 d区域性低能见度天气过程完全报对,试验结果表明预报方法达到了较好的效果。