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。     

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。     

新疆地区降水现象仪平行观测对比分析

本文根据103个新疆气象台站DSG5型降水现象仪自动观测数据与人工观测数据进行对比分析探讨,获得了降水现象仪主要性能的整体情况,揭示出降水现象仪降水类型识别能力的个体差异;通过对比结果,给出疑误结果及产生原因,全面了解降水现象仪的技术指标和仪器性能,旨在为生产仪器厂家提供信息。同时,结合本地出现的特殊情况,给出确定可信的解决方案,为新疆正在开展的降水现象自动观测提供技术参考,以获取更加科学可信的气象数据。     

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。     

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。     

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...     

降水现象与雾同时存在的观测

雾是南方常见的影响能见度的视程障碍现象 ,它的特征是大量微小的水滴浮游空中 ,常呈乳白色 ,使水平能见度 <1 .0km。雾有时会伴有降水出现。由于《地面气象观测规范》指出 ,毛毛雨一般降自雾或层云中 ,有些观点就认为 ,出现雾时 ,一定要把同时存在的降水记为或转记为毛毛雨才恰当。其实不然。《规范》并没有硬性地规定雾一定要配合毛毛雨出现 ,有雾时的降水也可以是雨或阵雨。那么 ,在实际工作中 ,怎样来判断有雾时降水的性质呢 ?1　雾形成的条件形成雾的物理过程就是近地面层大气降温增湿的过程。东莞站位于郊外旅游区内 ,观测场四周大都…     

锡林浩特地区酸雨变化特征及平行观测数据评估

利用2006—2021年锡林浩特国家气候观象台酸雨监测资料共709个降水采集样品,统计分析降水样品中pH值和电导率(K值)变化特征;同时利用2021年2月—2022年1月酸雨自动和人工平行观测数据对酸雨自动观测系统从降水采样偏差及降水采样完整性、降水数据的准确性、一致性进行分析评估。结果表明：近16年锡林浩特市pH值年变化呈弱下降趋势,下降率为0.159/(10 a),酸雨共出现1次,发生频率仅为0.14%,大气降水主要以碱性降水为主,中性降水次之,酸性降水很少;K值年变化呈显著的下降趋势,速率为8.898/(10 a),年平均K值变化范围为50.9～108.0μS·cm^-1,近些年K值在逐渐减小;自动观测和人工观测降水采样记录完整性较高,人工和自动平行观测pH值相对偏差较小,电导率相对偏差较大,酸雨自动观测系统降水分析数据的pH值准确性较高,电导率相对准确性稍低;pH值有较高一致性,电导率一致性较低。     

风廓线雷达对降水相态变化的观测分析

利用北京延庆风廓线雷达资料对2012年11月3日地面由降雨转为降雪的过程进行宏观和微观结构分析。结果显示:风廓线雷达的强度和速度产品能够很好地监测、诊断降雨到降雪相态变化的持续时间。降雨发生前,风廓线雷达反射率、信噪比、谱宽等因子均表现为不连续特征;地面降雨发生时,800~1000 m高度上出现明显的反射亮带;随着亮带的消失,地面降雨转变为降雪。地面降雨阶段,回波功率密度谱图呈现分层结构,1300 m以上表现为固态粒子特征,700 m以下为液态粒子,分层的高度与温度存在密切的关系,一般在274~275 K的环境内为融化层,融化层功率谱密度变化最为明显。另外,北京近3年层状云降水条件下.降雨和降雪阶段的垂直径向速度和信噪比数据统计表明,降雨发生时径向速度的范围一般在3~6 m·s~(-1)之间,信噪比在15~25 dB;而降雪发生时垂直径向速度值较小,在0~1.5 m·s~(-1),信噪比在3~15 dB之间。     

人工增雨统计检验结果准确度分析

采用自然复随机化方法对人工增雨作业效果检验中常用的4种统计检验方案进行评估结果准确度分析,以“假效果”来反应评估结果准确度,指出影响评估结果准确度的各个因子并对不同统计方案的评估结果准确度进行比较。结果表明：评估结果准确度与作业样本数和历史样本数都有关系,准确度随样本数增多而提高,但随着样本数的增多,准确度的提高将趋于平缓;在相同条件下,区域历史回归试验较其它3种方案评估结果准确度更高,在规定显著度水平下要达到基本相同的评估结果准确度,区域历史回归试验所需样本数最少,其次为双比分析,但序列试验所需样本数最多,对比试验“假效果”区间分布成偏态,不宜用来做效果检验。还介绍了一种较少使用的统计分析方案——回归比率分析法,通过“假效果”分析表明,回归比率法比区域历史回归方案评估结果准确度更高。     

DSG5型降水天气现象仪观测数据分析与应用

目前DSG5型降水天气现象仪已在国内台站大量列装,观测记录了许多宝贵的资料.本文通过一次降水天气过程,分析了DSG5型降水天气现象仪的数据结构、内容及其在业务中的应用.发现:DSG5型降水天气现象仪记录的降水天气现象与人工观测基本一致,但记录的降水开始时间比实际滞后,结束时间比实际提前,一些微弱降水没有记录;利用观测的...     

自动与人工雨量计观测降水量的差异分析

通过对东胜国家基准气候站自动与人工两年观测数据资料的实时对比,分析判断出自动观测雨量计相对人工观测雨量计来说,误差率比较稳定。     

人工与自动土壤水分平行观测资料对比分析

采用对比差值、差值概率和相关分析等方法对南城2005年9月8日至2007年1月28日期间HYA-SF型土壤水分自动监测站与人工平行对比观测的土壤湿度资料进行统计和一致性分析。结果表明,人工与自动观测资料的一致性在40 cm、50 cm土层表现最好,在5 cm、10 cm土层表现相对最差;总体上自动观测值高于人工观测值,二者数据差异在少雨或干旱季节常小于多雨季节;对比观测时段内人工与自动观测数据序列的相关性在各层均表现为显著,多项式回归趋势基本能反应土壤含水量的变化趋势。分析结果可为评估HYA-SF型土壤水分自动站的监测能力提供客观依据。     

人工增雨效果的数值统计评估方法

利用1995～2001年河南省春季降水资料，采用数值预报与统计相结合的方法，对飞机人工增雨的效果进行检验。该方法的基本思路是根据降水的气候特征设定增雨效果的评估区，在同一评估区内应用数值模式MM5V3对历史降水过程的降水量进行数值预报，从而获得一组预报雨量，对非增雨过程的数值预报雨量与降水实况进行统计分析，建立预报雨量与实况雨量的数理统计关系。对增雨作业过程的降水同样采用相同的数值模式进行预测，并与增雨后的实况雨量比较，从而得到飞机人工增雨效果。评估结果表明：1995～2001年春季飞机人工增雨效果比较明显，豫北区(Ⅰ区)平均为16．7％，豫东区(Ⅱ区)平均为19．3％。     

2012年锡林郭勒盟人工增雨作业评估分析

文章通过对2012年锡林郭勒盟春夏季降水分布和主要天气过程分析,结合人工增雨作业条件和降水天气系统对人工增雨作业效率的影响分析,对飞机增雨作业和火箭增雨作业情况进行了评估。结果表明:由于2012年系统性稳定降水天气过程较多,增雨效果显著,为旱情解除发挥了重要作用;降雨天气系统影响范围大、持续时间长,便于地面火箭增雨作业把握时机,虽然因空域管制影响了作业次数,但作业时间长,火箭发射量大,同样取得了很好的增雨效益。2012年是近年来增雨效率最高的一年。     

MODE降水检验评价指标改进及卷积半径应用

基于对象的诊断检验方法（MODE）受降水临界值、卷积半径、属性权重等参数的影响,合理选取卷积半径并准确表征预报场与观测场之间的空间相似度决定了MODE的应用效果。本文基于2020年夏季贵州54个降水个例,以多源融合降水（CMPA）作为实况,使用MODE和FSS评分（Fractions Skill Score）对中国气象局广东快速更新同化数值预报系统（CMA GD）24 h日降水预报进行空间检验。结果表明：卷积半径过小易造成MODE提取降水对象过多,而卷积半径过大则导致局部降水信息丢失,无法从降水场中提取到降水对象。不同卷积半径下计算的最大相似度中值（MMI）存在突变。在MMI基础上引入面积权重构造面积平均最大相似度（AMMI）。AMMI不受提取降水对象个数的影响,较MMI更具有稳定性,用于表征降水场之间的整体空间相似程度更为合理。根据对象总面积随卷积半径的变化将降水分为大范围降水和局部降水2类。大范围降水平均总面积随着卷积半径的增加而增加,AMMI随卷积半径变化不大。随着卷积半径的增加,局部降水平均总面积减小,平均AMMI有所减小。局部降水对卷积半径选取较为敏感,以观测场对象面积变化不超过10%的最大半径作为卷积半径有助于保留降水场大部分信息。     

天津雾和霾自动观测与人工观测的对比评估

为适应地面气象观测业务调整方向,提高新型自动气象站观测资料的质量及可用性,研究中对天津地区10个地面气象站1951—2014年历年2月人工观测及2014年2月自动观测和人工观测的轻雾、雾、霾现象进行对比评估。结果表明:天津地区历年2月轻雾的平均日数为10 d,雾和霾均为2 d,轻雾和霾同期出现的日数占有天气现象的7.4%,而雾和霾同期出现日数仅占0.7%;平行观测期的对比分析得到人工观测轻雾日数比自动观测多11 d,雾日数和霾日数均比自动观测少6 d,其中,轻雾和雾的判别差异集中出现在每日08:00(北京时,下同),霾则基本出现在每日08:00,14:00,17:00,20:00;通过对比自动观测和人工观测的能见度数据发现,二者相对偏差达25.1%,能见度小于15.0 km时,自动观测的能见度有60%~76%数值偏小,特别是08:00和20:00, 因此,在相对湿度满足条件的情况下,能见度的判别误差是导致自动观测与人工观测轻雾、雾、霾现象判别差异的重要原因。