基于AM335X的农作物气象自动观测系统设计

为顺应农业气象现代化的发展需求,以及观测方式由人工观测向自动观测的转变,设计了一种基于AM335X的农业气象自动观测系统。系统依托Ubuntu嵌入式开发平台,从硬件和软件两方面设计考虑。硬件部分选取Cortex-A8核心工业控制MCU,应用于对农业观测要素的图像信息处理,利用模块化结构,提升硬件设计的层次化标准。软件部分采用Thread多线程通信机制,搭建C++函数动态链接库,将基于SSH安全协议的ftp上传软件WinSCP,作为测试系统与PC机的交互工具。基于SecureCRT软件仿真环境,对照系统各状态输出格式要求,对观测系统的要素状态文件信息与图像文件信息进行了模拟状态调试输出与上传ftp服务器功能测试。结果表明:系统能自动实现对农作物观测要素状态数据与实时生长图像的观测采集与信息上传,对以后农业气象观测自动化的推广应用提供了一定的技术参考。     

浅层地温传感器的故障分析

本文针对章丘站7月份20cm地温自动观测数据异常,将自动站与人工站的观测资料进行对比分析,并将自动站四支浅层地温传感器放在同一环境下进行对比分析,证明20cm地温传感器存在故障并及时进行了更换,保证了自动站观测资料的准确性。     

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。     

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。     

人工与自动观测静风的差异分析与应用

利用2000—2010年全国2195个国家站人工观测转为自动观测时期各站2年的资料,对2 min风向、风速进行对比分析,统计了人工与自动观测静风的差异,研究了引起差异的原因,并探索了年静风频率的应用方法。结果表明:全国人工观测的平均年静风频率为26.3%,自动观测为10.0%,平均风速越大,年静风频率越低,自动与人工观测的差异越小。湖北省平行观测期第一、第二年人工观测的平均年静风频率分别为29.1%、28.8%,自动观测较人工观测分别少18.1%和1 2.4%。造成该差异的主要原因是人工观测风速时,采取四舍五入保留整数位的方式,当风速0.5 m·s~(-1)时记录为静风,而自动观测风速≤0.2 m·s~(-1)时记录为静风。评估湖北省平行观测期第二年自动与人工观测年静风频率差异,将自动观测静风按人工观测方式处理后平均年静风频率为22.8%,与平行观测期第二年人工观测的对比差为-6.0%,较订正前(-12.4%)有明显减少。     

地面气象记录月数据的台站级预审和省级审核

随着全国自动气象站建设的进行,台站由单一的人工观测逐步变成人工和自动双轨运行、自动站单轨运行,自动观测最终将逐步取代人工观测。但由于部分台站对于新增自动站记录的预审不太熟悉、部分观测员从未从事过预审工作等,迫切需要了解预审和审核流程;同时,省级审核员的审核流程     

河南省自动观测资料WebGIS共享平台的开发与应用

河南省自动观测资料WebGIS共享平台是基于WebGIS技术,利用ESRI公司2007年最新发布的ArcIMS9．2加以实现的自动观测资料查询分析系统,可实时、动态反映雨量、风、温、压、湿、墒情、紫外线、闪电定位等自动观测资料变化情况,并且能够将查询统计结果以柱状图、折线图等直观形式表现出来,为自动观测信息共享提供了开放的信息空间,辅助业务人员进行正确与及时的决策。     

国家基本气象站无人值守方案及装备保障方法初探

从观测设备、供电系统和通信传输三个方面阐述了贵溪国家基本气象站智能台站的升级改造方案,当主站采集器的部分要素缺失时,通过业务自动值守平台自动补调备份站的观测数据,然后将完整的观测数据传送至主站电脑ISOS软件,该方案实现了主、备双套站观测数据的自动切换上传功能,提高了观测数据传输的质量和稳定性。文中还简要介绍了常见故障及处理方法,为国家级地面观测无人值守台站的稳定运行提供参考。     

雪面温度与地面温度的关系分析

人工地面观测转变为自动地面观测,其观测方法发生了较大的变化.通过平行观测,对鱼台县气象局(2006-2007年)及周边的金乡(2003-2004年)、微山(2004-2005年)的人工站与自动站的地面观测资料进行了对比分析,得出:无积雪状况下,人工站与自动站地面观测数据对比值较小;有积雪状况下,人工观测的雪面温度与自动观测的地面温度具有一定的对比关系.因自动观测的地面温度更能代表实际地面状况,所以,这种对比关系的出现,将为使用地表温度的水文及农业部门提供一个地表温度使用参数β,使这些部门能够更加准确地掌握地面温度的变化规律,从而为地能、地热、地表水的预测与判断提供准确数据.     

基于自动站资料的灰霾观测判据研讨

针对当前有较大争议的灰霾观测中两个判据(能见度和相对湿度)的阈值选取问题,对嘉兴市2007—2009年人工观测灰霾记录,观测站能见度自动仪及相对湿度等资料以及2007—2009年环保部门空气污染指数、周边地市霾日进行了对比分析,对人工观测灰霾日数的合理性进行探讨;并进一步根据同年份能见度自动仪资料及相对湿度自动站资料,调试不同的阈值,将得出的灰霾天数与人工观测值再次进行对比,最终提出一个适用于本地实际的灰霾日观测判据,并指出经过订正后的自动站资料可替代人工观测值用于霾雾的辨析。     

自动观测与人工观测的短历时雨量差异分析

利用湖北省内黄石等11个国家气象站2005—2007年自动观测、人工观测同期分钟雨量数据,分别逐年滑动提取5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 min这11个短历时的最大雨量值及开始时间。从时间偏差、雨量偏差、设定时间偏差范围三方面分析两种观测下的短历时雨量差异,并利用分析结果建立了自动观测、人工观测短历时雨量关系方程。结果表明:(1)从自动观测、人工观测分钟数据中提取短历时雨量时,对降水过程判断基本一致,选取同一降水过程,各降水历时70%以上样本数据的开始时间偏差基本在0~10 min。(2)各历时自动观测、人工观测短历时雨量提取结果比较吻合,两者雨量偏差范围在±10%以内的情况占样本总数的68.6%,且自动较人工观测短历时雨量偏大的情况居多,占样本总数的60.9%。(3)设定时间偏差范围为0~5 min,自动观测、人工观测短历时雨量提取结果非常吻合。将时间偏差缩小到0~2 min,吻合度进一步提高。(4)分别建立了11个降水历时自动观测、人工观测短历时雨量关系方程,两套数据相关系数达到0.92以上,自动观测、人工观测短历时雨量变化非常一致。     

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。     

如何处理自动站定时数据的缺测记录

根据2003版《地面气象观测规范》对自动观测定时数据缺测的记录处理方法的规定、中国气象局下发的补充处理规定,结合多年观测经验和学习体会,将比较零散的自动观测定时数据缺测时的记录处理方法进行了归纳,仅供测报同行参考.     

四川自动与人工观测降雨量的差异分析

利用四川121个站自动与人工第2年平行观测降雨量资料,就自动与人工观测的降雨量的差异、引起差异的原因以及自动观测与人工观测的降雨量的相关性进行了分析。结果表明：自动比人工观测的日降雨量平均偏高0．20mm,相对偏高3．1％。测量仪器的不同、空间采样差、观测时间的不一致以及其他原因均会导致自动与人工观测降雨量产生差异,甚至是显著差异。自动观测与人工观测的日降雨量呈线性相关,相关系数为0．9984。     

基于VML标记语言的自动气象站监控

使用在WEB上通用的VML标记语言,在光栅化地图上实时显示气象自动站监控点的观测要素,从而实现对气象自动站的实时监测,及时了解气象自动站的观测要素变化以及工作状态,当某一个自动站资料出现问题,系统将自动报警,提醒监控人员进行处理。提高对气象自动站有效管理,及时排除故障,保障气象自动站持续稳定的运行。     

相对湿度自动与人工观测的差异分析

利用四川135个站自动与人工第二年平行观测相对湿度(下文简称湿度)资料,就自动与人工观测相对湿度的差异及引起差异的原因进行了分析。结果表明:相对湿度自动与人工观测相比,日平均值平均偏低2.7270%、月平均值平均偏低2.7970%、年平均值平均偏低2.7472%。56.35%的时次自动观测湿度值与人工观测湿度值的差值在5%以内,86.66%的时次自动观测湿度值与人工观测湿度值的差值在10%以内,2.61%的时次自动观测湿度值与人工观测湿度值的差值在20%以上。自动与人工观测湿度的差值无明显地域性差异。湿球纱布包扎不规范、纱布不清洁,干湿球温度表人工读数误差,干湿球温度表的通风状态,观测时间的不一致,自动观测在高湿状况下的非线性以及其他原因均会导致自动与人工观测湿度产生差异,甚至是显著差异。     

塔城基准站自动与人工观测常规要素对比分析

通过数理统计方法,分析了塔城基准站2005年自动观测与人工观测两种不同观测方式所采集数据之间的差异及相互关系.初步阐述了自动观测与人工观测资料差值的日变化、季变化及年变化,提供了自动观测与人工观测同类资料可以相互代替,自动观测所取数据序列能够作为人工观测资料历史序列延续的依据.     

DFC1型光电式数字日照计与暗筒式日照计观测日照时数的对比分析

该文利用石阡国家气象站2019年1—12月DFC1型光电式数字日照计（简称自动观测）和暗筒式日照计观测（简称人工观测）的日照资料,对比分析时、日、月、年日照时数的差异,结果表明：自动观测与人工观测的日、月日照时数相关系数均在0.98以上,有非常好的相关性;自动观测年日照时数低于人工观测值,自动观测有日照天数和早、晚日照时数明显多于人工观测值,自动观测比人工观测分辨率更高和灵敏度更好,更客观反映日照变化情况。     

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。     

自动站与人工站气温观测资料分析

通过对河南省65个自动站在2年平行观测期间人工站与自动站气温（平均、最高、最低）观测资料的差值平均值、差值标准差进行综合分析,得出以下结论：自动站观测值比人工站观测值整体偏低,但差值集中在-0．4～0．4之间。所以自动观测代替人工观测后,对河南省气温长期观测资料的序列没有太大的影响。排除引起数据变化异常的主、客观原因后,自动站与人工站气温观测资料一致性良好。