天气现象仪自动化观测资料对比分析

介绍2011年12月至2012年6月在北京市观象台、庐山气象局对目前一些天气现象仪所进行的对比观测试验的过程和结果分析。参与此次为期7个月的对比观测试验仪器有3种类型,每种类型配备3套,分别由3家厂商提供。试验采用人工目测辅助摄像作为参考标准,测试了这些天气现象仪对各种不同天气现象观测的准确性。结果表明:各仪器观测降水现象的数据准确性均大于90%,能够满足业务需求。区分降水强度时,各仪器的降水捕获率在70%以上(雨强大于0.01mm/h);微量降水(雨强小于0.01mm/h)和混合型降水,各仪器降水捕获率相对较低。仪器观测视程障碍现象的数据准确性均大于80%,能够满足业务需求。其他现象由于样本数量相对较少,需要更多进一步试验,并改进算法。     

降水类天气现象自动与人工观测质量对比分析

选取2017年8月—2018年7月广西DSG1、DSG4和DSG5型降水类天气现象仪自动观测数据与人工观测数据,通过对比分析,研究降水类天气现象仪自动观测与人工观测数据质量的情况.结果表明,广西91个国家站点数据完整性好,设备年平均缺测率小于2％,DSG5型设备数据完整性最高(缺测率0.01％).DSG1、DSG4和D...     

DSG4型降水现象仪故障检修方法

为总结DSG4型降水现象仪故障的检修方法,提高故障排查效率,在介绍该信号设备的硬件结构组成和各结构故障现象的基础上,结合故障检修经验,分别针对该设备供电系统、传感器和采集系统说明具体的检测维修方法,提出了从故障现象入手进行针对性排查的实际检修工作原则,列举维修实例,为台站应对该类型降水现象仪故障提供一定的的技术参考。     

雨滴谱式降水现象仪与人工观测结果的一致性分析

为验证雨滴谱式降水现象仪的测量性能,利用南京市气象局在江宁布设的PARSIVEL型雨滴谱式降水现象仪2018年1-11月期间的天气现象观测资料,重点分析了雨滴谱式降水现象仪对不同类型降水的测量性能.结果表明:①总体而言,雨滴谱式降水现象仪与人工观测具有良好的一致性,但是在降水时间、降水类型方面存在一定差异.②白天,人工...     

多台国内外先进天气现象仪对比分析

业务降水现象仪作为一种降水滴谱测量设备,可以用于天气现象判断,其包含的降水滴谱信息更是反映了诸多降水微物理特征,而不同设备的观测特性和精度存在一定的差异,了解不同设备的差异,对其资料的后续应用有重要的意义。本文利用2018年湖北省咸宁市黑山观测站8次液态降水过程中地面降水观测、DSG5型业务降水现象仪与同址的Parsivel型降水滴谱仪测量的降水粒子谱信息及其反演的物理参量,共1 503对样本开展对比分析,研究结果表明：(1)相比于地面自动站降水数据,Parsivel与地面观测一致性较高,DSG5则有一定的偏小。(2)相对于DSG5,Parsivel观测的粒子数浓度N_w相对较多、质量加权平均直径D_m则相对较小。(3)对于分钟雨强RR≥20 mm·h^-1的降水,Parsivel粒子直径小于(大于)3 mm数浓度高于(低于) DSG5的观测。(4)对于直径大于4 mm的粒子,Parsivel的观测的下落速度略低于理论值,DSG5则明显大于理论值。另外,2次雨雪转换过程中降水现象观测对比研究表明DSG5对降水现象有着良好的观测,相比于Parsivel,其在降水相态转换过程中的天气现象与人工观测结果一致性更好。

     

天气现象自动化观测资料可用性分析与应用探讨

通过对北京地区天气现象组网试验资料的可用性分析以及在精细化预报业务中的应用,发现自动观测天气现象资料连续时长多于20 min以上时,数据可信度较高,对预报员有较高的参考价值。自动观测系统对雨、雾、霾现象的识别结果正确率总体较好,其高频次的探测数据对低频次的人工观测起到补充作用。但在天气现象识别算法、质控、雷暴和降水性质识别、现象识别连续性等方面还存在不足,需要进一步改进。     

雨滴谱降水现象仪对比观测试验技术应用分析

降水天气现象自动化观测是实现地面自动化观测的重要内容之一,为了克服人工观测的主观性,提高降水现象观测资料的完整性和实时性,中国气象局气象探测中心遴选了6家厂家18台雨滴谱降水现象仪分别在北京站和长沙站进行为期3个月的降水天气现象仪对比试验。主要从试验的选址、原理、标准、方法及参试设备的试验数据进行分析,结果表明:参试设备对雨强大于0.1mm/h的平均捕获率不低于97%,对雨强小于0.1mm/h的平均捕获率不低于84%;各参试设备吻合率随着降水强度的逐渐增大,经历了一个先升后降的过程;参试设备对冰雹现象观测结果较为理想,所有参试设备对冰雹现象平均错报率均低于0.5%,而对毛毛雨和未知现象的观测仍需改进;参试设备的漏报率与雨强大小呈负相关,雨强越小,漏报率越高。     

陕西降水现象仪与人工观测资料对比评估

利用陕西省99个地面气象观测站2018年1-12月降水现象仪观测记录和人工观测记录的平行资料,从数据完整性、准确性、一致性等方面进行全面分析评估,结果表明:陕西20站降水现象仪基本能满足业务需求,其余79站均需要延长平行观测时间。建议进一步完善仪器性能,优化相关数据处理软件。     

基于降水现象的自动观测资料评估分析

选取温江、峨眉山等10个观测站2018年1~10月自动和人工观测降水现象和降水量数据,以人工观测为参考值,按照不同降水过程次数和降水发生的分钟数从捕获率、漏报率、空报率、错报率、吻合率和起止时间绝对误差等进行了分析。结果表明：自动观测捕获率夜间明显高于白天,雨的捕获率高于雪和雨夹雪,强降水的捕获率高于弱降水。固态降水错报率和漏报率高于液态和混合降水;在无降水现象发生时,自动观测的雨和毛毛雨出现空报率为1.99~2.18%;对于液态降水现象而言,降水粒子越小空报率越高;雨的吻合率好于雪和雨夹雪。自动和人工观测起止时间差异较明显,差值绝对误差ΔT＞15 min所占比例高于ΔT≤15 min,ΔT≤15 min所占比例也随着降水量级的增大而增大。     

富裕DSG5型降水现象仪平行观测数据探讨与分析

<正>1引言DSG5型降水现象仪是一种采用现代激光技术的光学测量系统,它可以测量包括毛毛雨、雨(阵雨)、雪(阵雪)、雨夹雪(阵性雨夹雪)、冰雹、未知类型降水等多种天气现象。其工作原理是一个能够发射水平光束的激光传感器,当光束里没有降水粒子降落穿过时,接收器的输出电压最大。根据降水粒子对激光信号的衰减影响程度,检测降水粒子的直径和下落末速度,确定降水粒子的图谱分布,从而输出     

一次冰雹过程降水量观测对比分析

为了比较翻斗雨量计、称重雨量计和DSG5降水天气现象仪对冰雹过程降水量的探测性能,分析了一次降雹过程中的降水粒子谱特征,探讨了区分雨滴和冰雹的方法,对3种设备获取的分钟降水量时间序列进行了综合对比和统计检验。结果表明：翻斗雨量计、称重雨量计测量和由DSG5计算的过程分钟降水量序列具有较好的一致性,服从同一个连续分布;利用DSG5雨滴谱资料不仅可以区分冰雹过程中的降雨量和降雹量,而且能快速灵敏地侦测到降水的起始、结束时间,更准确地反映降水强度的时间变化,可为中小尺度天气系统的研究提供精准的降水变化信息;翻斗雨量计和称重雨量计对冰雹过程分钟降水量的观测存在一定的缓冲,不能准确描述降水量实时强度的变化;称重雨量计观测的分钟降水量序列存在明显的滞后。     

2种不同型号降水现象仪观测降水性能的评估分析

【目的】为评估DSG1型和DSG5型国产降水现象仪在测量降水方面的性能。【方法】挑选鲁南地区降水过程、强度和持续时间较一致且相邻2个国家气象观测站不同型号的降水现象仪和自动气象站2017年9月—2020年8月5年降水观测资料,对比分析了这两种不同型号降水现象仪和自动气象站观测降水的差异。【结果】（1）两种降水现象仪和自动气象站观测的降水时间基本相同,但DSG1型和DSG5型比自动气象站分别偏多约2.2%、3.7%;（2）两种降水现象仪分钟降水量、小时降水量和日降水量都比自动气象站偏小;（3）在中等降水强度及以下,两种降水现象仪观测的降水量大小基本一致,但降水强度较大时,降水量大小不一致且分散;（4）两种降水现象仪与自动气象站的分钟、小时和日降水量差值百分比均值变化不同,说明其在测量降水方面性能略有差异。【结论】由于测量原理和时间及空间分辨率不同于自动气象站雨量计,这两种降水现象仪在观测业务中有着良好的表现,对降水开始和结束时刻记录的更早更准确。     

雷电探测资料在人工影响天气作业中的应用研究

利用2002~2005年XDD 03A型雷电探测系统的DDW资料,结合广西人影作业资料和其它气象资料,对雷电资料如何在人影作业中的应用进行了分析和探讨。结果表明,雷电系统可以比雷达和卫星探测提前约1h反映对流云的移动,同时在识别过冷层厚度,把握地面增雨防雹作业时机等方面也具有一定的指导作用。     

变分分析技术在城市气象资料分析中的应用

随着城市气象研究和城市气象服务的深入开展,越工需要分辨率更高、精度更高的观测资料,同时,随着城市气象观测网的不断完善,已能提供较多的常规和非常规观测资料。为了得到更完善的气象要素分布场,首先应对这些常规和非常规观测资料进行客观分析。使用上海市的气象哨、常规气象观测站的观测资料和非常规观测资料进行客观分析。使用上海市的气象哨、常规气象观测站的观测资料和上海市的地表分类信息,对变分分析技术进行了实验。     

降水现象仪观测应用评估

利用2017年9月至2018年8月北京20个站降水现象仪采集数据与人工平行观测数据,对降水现象仪进行了对比评估。结果表明:降水现象仪的缺测率为0.01%,空报率为0.6%,捕获率为93.5%,漏报率为27.9%,错报率为10.0%。从统计结果可知,降水现象仪的缺测率、空报率较低,捕获率较高,体现出设备性能良好的一面,漏报率和错报率偏高,表明设备漏识别和错误识别的情况较多,漏报主要发生在弱降水过程中,错报主要出现在毛毛雨的识别上。设备测量和人工观测降水开始时间一致性较好,终止时间一致性偏差;降水现象仪现存问题:在大雨强时易出现雨滴叠加误识别,在小雨强时识别率会降低,在无降水错误输出降水现象方面缺少质控。     

多普勒天气雷达在人工增雪中的应用

通过对2007年3月2～5日发生在河北省的一次大范围暴雪过程的多普勒天气雷达PPI径向速度和强度特征分析,发现强降雪形成、发展、加强、维持与消散的各个阶段在径向速度和强度上有明显的体现.低层辐合和暖平流、"牛眼"形结构的出现.预示着降雪加强;暖平流从低层到高层逐渐消失,预示着降水的减弱;一定范围的30dBz强回波中心持续一定的时间,就有可能产生强降雪.人工增雪应在降雪加强阶段进行;可参考"零度层亮带"所在的高度确定火箭发射仰角.     

HY-WP1A天气现象视频智能观测仪的业务运行和日常维护

天气现象视频智能观测仪投入业务试运行以来,较好的解决了云、地面凝结现象、雪等天气现象(气象要素)的自动化观测。但是该仪器的结构复杂、参数设置较多、维护要求较高,需要业务人员具有较强的理论知识和动手能力。本文通过从仪器结构、工作原理、安装要求、业务运行等方面对该仪器进行了介绍,让业务人员更加了解天气现象视频智能观测仪的使用,对相关故障排查提供技术支撑。     

天津市降水特征及人影作业影响分析

利用天津市1986-2008年13个测站日降水资料,总结天津市降水特征并分析人影作业影响因子在其中产生的影响.结果表明:天津市降水空间分布不均匀,东西方向差异小,南北方向差异较大,雨量由北向南呈现递减趋势,且北部等值线密集,南部稀疏,雨量递减的速率由北向南减慢.降水季节性差异较大,降雨量和降雨日数都集中分布在夏季,春秋两季降雨次之,冬季降雨最少;人影作业未改变天津区域雨量相关系数,对空间分布影响较小,这与天津的作业特点有关;人影作业会对雨型概率分布产生影响,对1986-2001年和2002-2008年两个时期的各个雨型降雨日概率进行对比分析,结果表明,人影作业后的小雨降雨日概率相对较小,中雨以上的降雨日概率相对较高,但这些差别并不明显.     

加密自动站资料在强对流天气分析预报中的应用

利用常规分析资料、雷达产品和太原地面加密自动站资料,对2008年6月28日出现在太原地区的一次强对流天气过程进行了分析,结果发现:①高空冷涡和中低空暖湿气团配置为此次强对流天气提供了有利的环流背景条件。②雷达回波的形状、结构、VIL均显示出强对流特征,速度辐合区与地面中尺度辐合线相对应,垂直方向存在强烈的风切变。③逐小时变温场显示出冷空气入侵路径、强度,负变温中心未来成为强对流天气区。④地面中尺度辐合线是强对流发生的触发机制,逐小时变压场的负中心与随后出现的灾害性天气区有效对应。⑤对流发生前,单站气象要素出现显著的不连续变化,气压和湿度呈同位相变化,与气温变化则反位相,3者在对流发生前1h同步出现谷(峰)值,灾害天气出现在之后的要素陡升(降)时段内。