五华自动气象站与人工观测雨量数据的对比

通过对五华2005年地面自动气象站与人工观测在平行观测期间的雨量数据进行差异分析,统计了2种观测之间的对比差值、百分误差.结果表明:自动观测与人工观测存在一定的差异,但差异都在仪器测量误差范围内.造成差异的原因是多方面的,包括测量原理的不同、降水的不均匀性、安装位置的不同和观测的时空差异等.     

地面自动站蒸发量观测中应注意的几个问题

为使自动站蒸发量的观测更加准确,真正反映本地的蒸发量,减少人为误差,对自动站蒸发量的观测中存在的几个问题进行分析。     

基于FDR原理的冻土测量方法

在我国地面气象观测中,冻土的自动观测一直未能实现,为了解决这一问题,本文基于频域反射(Frequency Domain Reflectometry,FDR)测量原理,通过测量土壤介电常数变化实现冻土测量的方法,设计了一种基于平面电容传感器分层检测冻土的传感器,土壤冻结时,其内部水分会相变为冰,水的介电常数远大于冰,利用水冻结相变后引起介电常数急剧变化的特性,建立了基于土壤介电常数、地温反演冻土的数学模型,并进行了典型土壤实验室冻结试验及外场对比观测试验,结果表明:冻土传感器能正确分辨土壤冻结状态,测量数据与人工观测趋势一致,相关系数可达0.99以上,平均测量误差小于3cm,基于介电特性的冻土传感器可以准确连续测量土壤的冻结深度及其生消变化。     

新疆阿勒泰气温人工、自动观测差异的研究

分析了新疆阿勒泰气象站2004年1月至2011年12月,CAWS600SE-H型自动与人工气象站平行观测气温资料的差值。结果表明：两者差值较大,有日、季节变化,最低、最高气温系统性误差,人工观测低于自动观测0.05～0.20 ℃;误差具有正态分布特征。气温整点观测,人工比自动观测提前,造成系统性误差,气温急剧升降时误差更大,通过时差订正,绝对误差一般收窄0.1～0.2℃,均方差减少0.142。1和10月,4、24次日平均模式,差值变化幅度≥1℃的频率达15%。平均差值,除7月外, 4次平均值低于24次平均0.1℃,10月低于0.5℃以上。平均模式对日值的影响最大,变化幅度3.7℃;对季的影响较小,变化幅度只有0.4℃。自动观测仪器的系统性偏差、测量元件的精度及对气象要素变化响应的灵敏度、观测时间的差异和人为因素的影响是造成观测误差的原因。     

广东省能见度自动观测系统资料评估分析与订正

利用广东省能见度自动观测系统22个站点2011年的人工观测和自动观测的能见度资料,分析了人工观测与自动观测的能见度资料的相关系数、均方根误差等,并对自动观测资料进行了订正。分析结果显示:人工观测与自动观测能见度的分布大致相同,表现为沿海的能见度高于内陆,粤东高于粤西,主要低能见度区域集中在珠江三角洲和粤西的内陆地区;自动观测能见度的准确性主要受到仪器工作原理局限性、气溶胶类型和气象条件的影响。对能见度自动观测资料订正结果显示:订正后,在低能见度时,大部分站点的均方根误差在3km以内;在高能见度时,大部分站点均方根误差在8km以内,平均为6km左右。利用统计方法对器测能见度值作数据订正,能有效减小测量误差,使能见度自动观测系统能基本满足能见度自动化观测需要,特别是低能见度事件的服务需求。     

基于磁致伸缩技术的蒸发自动测量装置设计与实现

针对目前气象水文部门普遍采用的超声波蒸发传感器测量精度只有1.5mm且测量时易受环境因素影响的问题,提出了基于磁致伸缩位移测量技术,研制出一种高精度的测量装置,实现对水面蒸发量的自动测量,其测量精度可以达到0.1mm,同时给出了有关实现电路。通过在自动气象站中应用该装置进行为期6个月的蒸发量自动测量,并将自动测量数据和人工观测数据进行对比,验证了磁致伸缩技术在实现蒸发量的高精度自动化测量方面的可行性。在气象水文部门,可以使用该装置代替超声波蒸发传感器,得到精度更高、稳定性更好的蒸发量测量结果。     

谈谈E601型蒸发量的观测误差

多年的记录资料表明E601型蒸发量的观测误差较大,而且这种误差时大,时小,似乎毫无规律。本人认为引起E601型蒸发量观测精度主要有以下几个方面: 1.时差,即蒸发量的观测与降水量的观测时间不一。《地面气象观测规范》中规     

Parsivel激光雨滴谱仪观测降水中异常数据的判别及处理

2009年利用Parsivel激光雨滴谱仪连续观测太湖地区自然降水,发现对流云降水采样的粒子谱数据常常包含有少数异常高、低数据.从Parsivel激光雨滴谱仪的测量原理出发,分析了产生测量误差的原因.然后依据3σ准则(莱以特准则)对采集的一次对流云降水粒子谱数据进行分析,对其是否存在粗大误差进行判别和消除.结果表明:异常数据即为仪器测量的粗大误差,消除误差后的数据在表征降雨量、雷达反射率因子等降水特征量时更加接近于仪器自身输出值.同样地将此方法用来分析层状云降水,有利于消减仪器测量中粒子重叠所造成误差.     

E-601型蒸发器观测中值得注意的几个问题

在 E-601型蒸发器的观测中,我们发现测得的蒸发量,除了受气象要素的制约外,由于仪器本身的特点,比起小型蒸发器,人为因素对蒸发量带来的误差更多。在观测中如不注意,将直接影响记录的“三性”,甚至使记录面目全非。这些因素主要有:1.应统一保持相对稳定的水面高度。蒸发与水温直接有关,蒸发桶内水面过高水体温度低则使蒸发偏小;水面过低水体温度高而使蒸发偏大,使记录失去代表性和比较     

贵溪站E601B型蒸发与小型蒸发的关系研究

利用贵溪站1998-2002年的小型蒸发量和E601B型蒸发量的同步对比观测资料,计算两者之间的折算系数,根据采用折算系数的不同,采用线性模型,模拟两者之间的关系.结果表明:月折算系数变幅较大,年平均折算系数较为稳定,变幅较小.小型蒸发量和E601B型蒸发量呈显著的正相关关系,计算出的E601B型蒸发量估算值年平均相对误差较小,为3.7%.研究还发现,有个别月份出现相对误差较大,这主要是人为观测误差所致.     

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。     

甘肃省自动气象站气压记录分析评估

为了掌握凼仪器换型造成的气象要素观测值的变化,客观评价气象资料的连续性、准确性,利用甘肃省6个基准站的自动气象站气压资料和人工站对应的平行观测资料对自动站记录进行了对比分析.结果表明,自动站气压记录与人工站记录年平均、月平均统计值十分接近.定时值、平均值、最高记录、最低记录的误差概率分布形态基本一致,概率分布比较集中.统计检验表明,气压定时观测记录、最高记录、最低记录、24次平均值和4次平均值均无显著差异;各定时记录的误差有明显的日变化,09:00～11:00、19:00～22:00误差大,12:00～15:00,01:00～05:00误差小;6个站间的误差差异明显,但个别站的误差有明显的系统性,反映了观测仪器自身的性能.     

X波段一维扫描有源相控阵天气雷达测试定标方法

该文根据有源相控阵天气雷达的体制特点,参考多普勒天气雷达测试定标方法,提出了一维扫描有源相控阵天气雷达的测试和定标方法,将测试重点放在天馈系统、T/R组件、脉冲压缩、动态范围的测试和定标上,以解决不同观测模式、不同波位的天线增益等参数变化引起的回波强度测量误差问题。测试结果表明:天馈系统在不同观测模式下的天线参数随仰角的变化情况、波束指向的准确度、T/R组件的动态范围等均符合设计要求,回波强度和径向速度定标精度较高。雷达经过测试和定标后,于2014年5—8月分别在安徽定远和四川甘孜进行外场试验,并与附近多普勒天气雷达 (SA) 和C波段双线偏振雷达观测数据进行对比,结果表明:回波强度误差在合理范围内,精细测量、警戒搜索、快速观测3种模式观测的强回波的水平和垂直位置、结构和系统误差均比较一致,数据可靠。     

基于机器学习技术的蒸发皿蒸发量估算模型

为了弥补国家级气象观测站小型蒸发皿停止观测后蒸发量观测资料的空缺,建立了陕北、关中和陕南3个区域数据集以及榆林、泾河和汉中3个单站数据集,通过建立和优化KNN、MLP模型及其参数,分别建立蒸发量区域估算模型、单站估算模型并对其进行检验.结果 表明:①进行区域蒸发量估算时,KNN模型表现出良好的泛化性能,均方误差、总相对...     

兰州CAWS600-R自动站与人工观测资料对比分析

利用2002年11月到2003年2月兰州CAWS600-R型自动站与人工观测的温度、本站气压、水汽压、相对湿度、5～320cm地温等资料，分析了对比观测资料的差值。结果表明：对气温、本站气压、水汽压、相对湿度及320cm地温等要素观测误差较小，5～160cm地温的观测误差较大。自动观测仪器的系统性偏差、测量元件的精度及对气象要素变化响应的灵敏度、观测时间的差异和人为因素的影响是造成对比观测误差的原因。     

近50年来(1960—2007年)长江流域20 cm口径蒸发皿蒸发量与太阳辐射变化的对比

利用长江流域147个气象站点1960—2007年的地面观测数据,通过计算,对比分析了长江流域20 cm口径蒸发皿蒸发量与太阳辐射的变化关系.结果表明:长江流域近50年来蒸发皿蒸发量变化和太阳辐射变化呈显著正相关关系,二者均呈现显著下降趋势,蒸发皿蒸发量随太阳辐射的变化产生相应波动变化,而且中下游地区蒸发皿蒸发量变化受太阳辐射变化的影响程度更为明显;就季节变化而言,春夏秋冬4个季节长江流域蒸发皿蒸发量变化和太阳辐射变化同样呈现明显下降趋势,春、夏、秋3个季节二者变化关系高度相关,这三季对于流域全年蒸发皿蒸发量减少的贡献也最大;长江流域太阳辐射的显著下降是导致20 cm口径蒸发皿蒸发量持续降低的主要原因之一.     

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。     

影响大型蒸发量观测准确性的一些人为及技术因素

通过大型蒸发量的对比观测 ,发现一些人为及技术因素造成的误差 ,并提出防止出现误差的方法     

自动站与人工站气压记录分析评估

利用2005年1月至12月凭祥站自动与人工第二年平行观测气压资料,就自动与人工观测气压的差值及引起差异的原因进行了分析。结果表明:(1)自动观测气压值比人工观测气压值,日平均值普遍偏低0.3～0.4hPa。日最低气压在5～6月高温期差值最大,有时可达到1.3 hPa。(2)自动与人工观测气压的差值具有明显的日变化和季节变化。(3)自动与人工观测气压值主要分布在0.3～0.4hPa之间,在业务规定允许误差范围内(4)人工操作不当读数误差;观测时间不一致;仪器性能误差;自动观测在高温状况下的非线性以及其他原因均会导致自动与人工观测气压产生差异。     

自动气象站数据采集器温度通道校准修正方法与不确定度评定

自动气象站数据采集器温度通道的采集处理性能直接影响温度测量数据准确性,利用最小二乘支持向量机(LSSVM:Least Squares Support Vector Machine)算法对一款区域站数据采集器温度通道校准数据系统误差进行拟合建模。基于该模型对校准结果进行修正,并对校准修正后温度通道的测量结果进行不确定度评估。经校准修正后,数据采集器温度通道测量误差均小于0.05℃,测量结果的不确定度为0.06℃,远小于修正前测量误差与不确定度,修正效果显著。该方法同样适用于其他型号的数据采集器,为自动站观测数据质量控制提供有效参考。