2015—2020年全国地面气象观测装备运行能力评估

基于综合气象观测系统运行监控平台中运行的2418套国家级地面气象观测装备台站2015—2020年的9172次自动站故障维修记录,通过统计各省自动站平均故障指数、平均故障修复时间对保障情况进行了综合评估。对故障部位和故障原因进行了统计和分析,结果表明：①每年6月、7月和8月故障数较多,故障主要集中在采集器、通信传输设备、供电设备3个部位;故障原因中,自然损坏占比最大。②采集器的故障中,自然损坏、雷击、供电和电源所造成的故障率较高。③南方多发生由于供电和电源以及通信原因造成的故障,北方则多通信和自然损坏原因造成的故障。针对故障多发部位和故障原因提出了相应维护建议。     

自动站土壤水分资料质量控制方案的研制

 在已有的人工观测和自动观测土壤水分资料基础上,统计分析土壤水分不同层次四要素（土壤体积含水量、土壤重量含水率、土壤相对湿度、土壤有效水分贮存量）的分布特点,根据四要素相应小时资料的特点,依据土壤水分自动站观测原理和方法,研制了适用于自动站土壤水分小时数据的质量控制方案。将该质量控制方案应用到全国自动站土壤水分观测小时资料中,通过质量评估结果的分析发现,土壤水分自动站小时资料的质量控制方案具有很好的适用性,各个要素各月的可用率均超过90%,平均可用率在97%以上。     

自动气象站故障分析排除方法

基于综合气象观测系统运行监控平台(ASOM)中运行的2400多套国家级自动气象站的数据、各型号自动气象站厂家备件的调研以及22个省(区)2007—2008年国家级自动气象站故障和维修信息,从采集系统、传感器、供电系统、业务终端设备、通信传输设备、软件等方面对自动气象站的典型故障原因、故障现象以及简单解决办法进行了汇总分析,为技术人员在维修活动中提供参考,为分析排除故障、提高维修效率、提高自动气象站的技术保障能力提供基础支撑。     

自动气象站地表温度测量方式的改进

针对目前各地自动气象站两种地表温度的测量方式,即：四支传感器组合模式和单支传感器测量模式共存的现状,从分析地温传感器的测量技术以及信号采集原理人手,探讨了一种可以将四支温度传感器化简成为单支温度传感器的方法。经过改进后的测量方式,符合中国气象局《地面气象观测规范》（2003）的要求,保证了各个自动气象站之间地温测量方式的一致性和可比性。同时,该方式能够有效地降低地温传感器的隐性故障概率,减少自动气象站的维护成本。     

自动气象站各气象要素现场校准时段的选择

选取山东有代表性的5个台站2005年9个月的自动站资料进行统计,得出其主要气象要素日极值在各时间点上的分布情况。结合每一要素的校准时间长度和台站的发报时次及内容,对各气象要素的校准时段进行了分析。结果表明,各气象要素最佳校准时段：湿度为8-10时,浅层地温为14-17时30分,深层地温为8-11时30分,风向风速为8-9时30分或16时30分-18时,气压为11-12时30分,蒸发为8-8时30分或17时30分-18时。据此合理安排自动站现场校准时各气象要素的校准时间和次序,可使校准工作对自动站数据的影响降到最小。     

自动气象站缺测数据分析及处理

地面自动观测系统正逐步替代传统的人工气象观测,自动气象站容易受到直接雷击及雷电电磁脉冲的侵害、仪器性能下降、电磁干扰和人为操作失误等因素影响,导致自动站采集器等设备损坏,造成业务中断,数据缺测,影响了气象数据的及时性、完整性、连续性。因此,台站观测人员需要在自动站设备故障,资料不正常时及时采取有效措施,对数据进行补测、挽救,保证气象数据完整、按时上传。对自动气象站资料缺测的原因进行初步分析,并着重对自动站定时观测、每小时上传文件及日、月数据极值、统计缺测等方面的处理进行探讨。     

对流天气系统自动站雨量资料同化对降雨预报的影响

利用GRAPES(Global and Regional Assimilation and Prediction Enhanced System,全球/区域同化预报系统)三维变分同化系统,针对对流天气系统特点,用改进的郭晓岚对流参数化方案作为观测算子,同化广东省自动站记录的对流天气系统的雨量资料,并且与同化探空资料进行了比较.在雨带有明显改进的区域,分别同化这两种资料都可以调整大气低层水汽辐合增加(或辐散),对流层中下层增暖增湿(或变冷变干),从而增加(或减少)降水,表明降水的同化方案对初始场的调整在一定     

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.     

自动气象站各要素传感器检定结果的不确定度分析

自动气象站是由各要素的传感器和数据采集器组成的。随着时间的推移, 各传感器和数据采集器的测量误差将会发生漂移。为确保各要素观测数据的准确、可靠并具有可比性, 定期开展自动气象站的检定和校准是非常重要的。通过检定将各要素系统误差控制在允许范围内, 并对检定结果进行不确定度分析, 是考察检定结果可信程度的重要步骤。本文依据自动气象站检定规程及JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的要求, 并根据检定数据, 进行自动气象站的各要素检定结果的不确定度分析, 对自动气象站检定结果可信度评估具有指导意义。     

地面气象观测数据实时传输及质量控制程序实现

通过VB编程,研制了自动气象站地面气象观测数据实时传输及质量控制系统,替代了通信组网接口软件。不仅解决了备份拨号不通时,通信软件终止的问题,而且能对实时观测要素进行审核。文件未传输及数据异常时,通过Modem拨叫设定的移动电话报警,及时提醒值班人员进行处置。并与通信组网接口软件兼容,第6分钟还有文件未传输时,也可自启动通信组网接口软件。该软件最大限度地减少了自动站观测数据的缺测、异常情况,提高了资料的传输及时率。