自動(dòng)觀測(cè)與人工觀測(cè)數(shù)據(jù)差異分析

[摘 要] 伴隨著氣象觀測(cè)技術(shù)的成熟，自動(dòng)氣象站出現(xiàn)在人們的眼前，自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性是否較人工觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差更小，計(jì)算起來(lái)更精確，不用大量的人力、物力以及財(cái)力觀測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)關(guān)嶺縣自動(dòng)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)和人工觀測(cè)的溫度、氣壓、相對(duì)濕度、建面溫度、風(fēng)速和方向，量的遞減順序差異分析，觀測(cè)之間的對(duì)比度差，誤差和方向一致率的百分比。

[關(guān)鍵詞] 自動(dòng)觀測(cè) 人工觀測(cè) 差異

[中圖分類(lèi)號(hào)] P413 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2013）06-0226-02

一、引言

在中國(guó)大地上的自動(dòng)氣象觀測(cè)站，逐步取代人工觀測(cè)儀器項(xiàng)目。 2000年以來(lái)，全國(guó)氣象部門(mén)大氣監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)項(xiàng)目，新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)，以及在一些省（自治區(qū)，直轄市）氣象局，自負(fù)盈虧項(xiàng)目每年投資建設(shè)自動(dòng)氣象站，溫度，降水量，氣壓，相對(duì)濕度，風(fēng)速和風(fēng)向，表面溫度自動(dòng)觀測(cè)手動(dòng)觀察和分析在該國(guó)的不同的元素的分布的特性之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，例如常見(jiàn)的天氣要素，人為測(cè)量的操作因素，探索自動(dòng)觀測(cè)與人工觀測(cè)之間的差異的原因，希望可以對(duì)工作人員研究有所幫助。

二、資料

本文使用2008年至2012年中國(guó)700個(gè)地面自動(dòng)站和人工平行觀測(cè)。在自動(dòng)氣象站與人工觀測(cè)平行觀察期為2年或3年，1年人工觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上正式記錄的第二年和第三年的基礎(chǔ)上官方記錄的自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，如官方的自動(dòng)氣象站觀測(cè)魚(yú)類(lèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和質(zhì)量控制，各站的自動(dòng)氣象站觀測(cè)，在這篇文章中，只有一年后正式記錄記錄平行觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

三、統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目之間的差異在允許的范圍

為了揭示自動(dòng)觀測(cè)和人工觀測(cè)，分析的主要?dú)庀笠蛩兀囟?，極端最高和最低氣溫，氣壓，相對(duì)濕度，地表溫度，10分鐘平均風(fēng)速）人工觀測(cè)和自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的差異每月平均的對(duì)比區(qū)別。本文所指的“差異化”是人工觀測(cè)自動(dòng)觀測(cè)。壓力之間的對(duì)比度的允許范圍之內(nèi)的每月平均之間的差異的差異之間的溫度差在允許的范圍是±0.2°C±0.2帕斯卡，允許的范圍內(nèi)的相對(duì)濕度之間的差異為±2%，10雨平均風(fēng)速不同的允許范圍為±0.2米/秒，允許的范圍內(nèi)的表面溫度之間的差異為±0.5℃，10分鐘的平均風(fēng)速風(fēng)向，統(tǒng)計(jì)分析每個(gè)站的觀測(cè)和人工觀測(cè)風(fēng)向一致率一個(gè)月。匹配月份的風(fēng)向頻率占總數(shù)的允許范圍內(nèi)的有效百分比是大于70%。沉淀，系統(tǒng)的分析自動(dòng)氣象站每月的比例誤差的測(cè)量值與人工觀測(cè)人工觀測(cè)每月人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)的值之間的差的允許范圍之內(nèi)的百分比是小于8%。

四、降水

對(duì)于沉淀，統(tǒng)計(jì)月百分比誤差，月的自動(dòng)觀測(cè)降水之間的差異與目視觀察人工觀察沉淀的沉淀百分比，月的百分誤差的絕對(duì)值的，最后計(jì)算平行觀測(cè)的平均百分誤差時(shí)期。分析表明，全國(guó)降水很小的百分比誤差7%到8%，主要集中在東部和沿海地區(qū)。30%的降水百分誤差超過(guò)8%，主要分布在新疆和青藏高原，降水百分比誤差濕潤(rùn)地區(qū)的分布是較干旱地區(qū)的特點(diǎn)?？杀葎?chuàng)紀(jì)錄的625站，447站降水百分誤差小于8%，占車(chē)站總數(shù)：174站百分比誤差在8%到40%的范圍的71.5%，占27.8%，其27個(gè)車(chē)站誤差百分比大于20%。在27年的平均百分比誤差大于20%的站位，只有3個(gè)站降水量大于1000 l'IIITI的是剩下的24站年降水量小于1000毫米，其中10年降水量在500到1000之間MRD 8站立在100至500之間，六個(gè)站nln2是小于100毫米如貴州省安順關(guān)嶺縣氣象站，2008到2012年統(tǒng)計(jì)日降水不超過(guò)100毫米。如果是比較小的析出，自動(dòng)觀測(cè)人工觀測(cè)也是比較小的差異，但百分比誤差是比較大的。和統(tǒng)計(jì)方法，沉淀幾個(gè)月，兩臺(tái)儀器降水量的統(tǒng)計(jì)之間的唯一區(qū)別將更好地反映問(wèn)題。此外，自動(dòng)站無(wú)降水錯(cuò)誤的觀察，如

青海瑪多的沉淀在2008年12月350%的百分比誤差，析出沉淀統(tǒng)計(jì)每月百分比誤差，月，降水自動(dòng)化觀測(cè)與人工觀測(cè)降水人工觀察沉淀的百分比差異月百分誤差的絕對(duì)值的最終站在并行計(jì)算各觀察期的平均百分比誤差。

分析結(jié)果表明，全國(guó)降水百分誤差小于8%，7%，主要集中在東部和沿海地區(qū)。30%的降水百分誤差超過(guò)8%，主要分布在新疆和青藏高原，降水百分比誤差濕潤(rùn)地區(qū)的分布是較干旱地區(qū)的特點(diǎn)?？杀葎?chuàng)紀(jì)錄的625站，447站降水百分誤差小于8%，占車(chē)站總數(shù)：174站百分比誤差在8%到40%的范圍的71.5%，占27.8%，其中27站誤差百分比大于20%。在27年的平均百分比誤差大于20%的站位，只有3個(gè)站降水量大于1000 l'IIITI的是剩下的24站年降水量小于1000毫米，其中10年降水量在500到1000之間MRD 8站立在100至500之間，六個(gè)站nln2是小于100毫米，如果是比較小的析出，自動(dòng)觀測(cè)人工觀測(cè)也是比較小的差異，但百分比誤差是比較大的。和統(tǒng)計(jì)方法，沉淀幾個(gè)月，兩臺(tái)儀器降水量的統(tǒng)計(jì)之間的唯一區(qū)別將更好地反映問(wèn)題。此外，自動(dòng)站在無(wú)降水錯(cuò)誤觀察，觀察，如青?，敹嗫h2003年12月降水量誤差百分比為350%，這是由于3月15日自動(dòng)站降水量為11.2毫米，該日無(wú)沉淀現(xiàn)象。

五、壓力

壓力分布的地形特點(diǎn)之間的差異對(duì)比基本上是相同的。壓力對(duì)比0.2 0.2百帕地區(qū)之間的差異主要分布在中國(guó)的東部低海拔地區(qū)；對(duì)比差異O. 2-0.6百帕之間的區(qū)域主要分布在中，西部地區(qū)的高海拔，對(duì)比差值小于0.2百帕個(gè)人站，分布在東部地區(qū)；對(duì)比差異大于0.6百帕各個(gè)站，主要分布在西部。因此，自動(dòng)觀測(cè)的空氣壓力的準(zhǔn)確度可能會(huì)受到影響由該站的高度影響。低海拔，自動(dòng)觀測(cè)比人工觀測(cè)的壓力高，但高并不明顯，高海拔的地區(qū)，相反，自動(dòng)觀測(cè)是顯著較低的壓力比人工觀測(cè)的氣壓。藏，但不具有上述特性以外，還需要進(jìn)一步的分析。

六、表面溫度

除個(gè)別省份外，表面溫度平均每年對(duì)比差異之間的南北差異。觀測(cè)到的表面溫度的基礎(chǔ)狀態(tài)國(guó)有一半的面積與人工觀測(cè)的差異在0.5～0.5℃，主要分布在中國(guó)的相對(duì)高的溫度區(qū)域，北部地區(qū)，溫度越低，自動(dòng)觀測(cè)比人工觀測(cè)表面高溫度更嚴(yán)重的自動(dòng)觀測(cè)表面溫度在東北和新疆北部的部分，平均高5℃，比人工觀測(cè)。

表面溫度自動(dòng)觀測(cè)與人工觀測(cè)隨緯度增加觀測(cè)儀器和方法的差異，當(dāng)冬天的雪溫度計(jì)在地上埋雪，按照需要人工觀測(cè)，地面氣象觀測(cè)規(guī)范取出溫度計(jì)，水平安裝在未受污染的雪面，身體和形式的感應(yīng)部分埋一半的雪，然后閱讀，因此人工表面溫度觀測(cè)實(shí)際上是雪面溫度。自動(dòng)氣象站鉑電阻地面溫度傳感器被大雪掩埋按照正常的觀察，所以動(dòng)態(tài)觀測(cè)到的表面溫度是雪的溫度，這兩次觀測(cè)之間的差異，導(dǎo)致在雪的表面溫度，自動(dòng)觀測(cè)比人工觀測(cè)歷史新高。緯度越高，時(shí)間越長(zhǎng)的雪在地面上，自動(dòng)觀測(cè)和人工觀測(cè)的差異越大。

冬天雪站表面溫度的時(shí)間序列，如果不經(jīng)修訂的自動(dòng)觀測(cè)和人工觀測(cè)數(shù)據(jù)之間會(huì)存在非均勻性。不包括冬季積雪自動(dòng)觀測(cè)的表面溫度從五月至九月的統(tǒng)計(jì)平均高對(duì)比度差異。原東北和新疆北部表面溫度平均每年對(duì)比差異小于3°C區(qū)已經(jīng)消失，只有青海自動(dòng)觀測(cè)的表面溫度顯著高于人工觀測(cè)。全國(guó)自動(dòng)化觀測(cè)比人工觀測(cè)領(lǐng)域太小，超過(guò)0.5°C增加?？傊?，在北方的雪自動(dòng)表面溫度的觀測(cè)和人工觀測(cè)數(shù)據(jù)的差異。由于不同的儀器和觀測(cè)方法，在北方大雪期間，自動(dòng)觀測(cè)的表面溫度不能真實(shí)反映

表面狀況與人工觀測(cè)數(shù)據(jù)，有比較大的差異。自動(dòng)觀測(cè)與人工觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合使用時(shí)表面溫度，特別應(yīng)注意北方的冬天站表面溫度觀測(cè)，自動(dòng)觀測(cè)高比人工觀測(cè)數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

七、風(fēng)的速度和方向

10分鐘平均風(fēng)速對(duì)比，廣泛分布于全國(guó)自動(dòng)觀測(cè)與人工觀測(cè)差異相對(duì)較小區(qū)別，對(duì)比差值的絕對(duì)值超過(guò)0.2米/秒的面積只是一個(gè)孤立的區(qū)域，主要集中在個(gè)別省份。自動(dòng)化觀測(cè)風(fēng)速高人工觀測(cè)超過(guò)2米/秒的地區(qū)主要分布在西部的內(nèi)蒙古，新疆東北部，甘肅，四川，云南，吉林，河北，江蘇等地；自動(dòng)觀測(cè)低風(fēng)超過(guò)0.2米/秒的速度，主要分布在黑龍江，寧夏，山東，安徽，廣東等地。這樣的系統(tǒng)故障，可以選擇自動(dòng)氣象站與各省的制造商和型號(hào)。 10分鐘平均風(fēng)速的風(fēng)，風(fēng)向一致率的統(tǒng)計(jì)。絕大多數(shù)的國(guó)家自動(dòng)觀測(cè)風(fēng)向和勞動(dòng)，以符合觀測(cè)風(fēng)向率超過(guò)70%，近一半的區(qū)域符合率90%以上，低于70%的面積相一致的方向是東部的青海，西藏，東北北部，西部地區(qū)的新疆和個(gè)人站。

八、相對(duì)濕度

有一半地區(qū)年平均相對(duì)濕度02～2%之間的差異。相對(duì)濕度自動(dòng)觀測(cè)與人工觀測(cè)領(lǐng)域小的差異，主要分布在比較干燥的地區(qū)，在中國(guó)長(zhǎng)江以北。自動(dòng)觀測(cè)高超過(guò)2%屬于各個(gè)站，主要分布在長(zhǎng)江流域的中下游，自動(dòng)觀測(cè)面積超過(guò)全國(guó)總面積的2%低一半，東北相對(duì)長(zhǎng)江，青藏高原南部濕潤(rùn)地區(qū)，東北地區(qū)部是最明顯的。中心頻率是不是一個(gè)數(shù)據(jù)段的差異，相對(duì)濕度差可達(dá)2%的站，在長(zhǎng)江中下游地區(qū)，青藏高原的東北部，南部的陽(yáng)性面積差異明顯偏向和東北地區(qū)的人工觀測(cè)，自動(dòng)觀測(cè)相對(duì)濕度低。人工觀測(cè)，溫度高于10℃，濕球溫度計(jì)的觀察和濕度，當(dāng)溫度降低到10℃以下，用毛發(fā)濕度計(jì)觀察。自動(dòng)氣象站，每年濕敏電容濕度傳感器，用于測(cè)量相對(duì)濕度，切斷觀察觀測(cè)原理人工差異很大的“夏天在南部地區(qū)，自動(dòng)站濕敏在高溫和高濕度的情況下，尤其是在相對(duì)濕度接近100%，有顯著的失真“。”毛發(fā)濕度計(jì)在東北部，青藏高原和東北地區(qū)，在冬季，人工觀測(cè)和毛發(fā)濕度計(jì)觀測(cè)相對(duì)濕度高于自動(dòng)觀測(cè)站山地，

九、結(jié)論

氣象要素的自動(dòng)觀測(cè)和人工觀測(cè)有一定的差異，但大部分的國(guó)家的溫度，降水量，氣壓，相對(duì)濕度，風(fēng)向和風(fēng)速，自動(dòng)站差異的表面溫度差異是在允許范圍內(nèi)。自動(dòng)氣象站的使用減少了勞務(wù)支出，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。各地建立自動(dòng)氣象站是有必要的。

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