地面观测与自动气象站观测在数据上的差异及原因分析

１差 异 之 处
１ ． １ 平 均 值 的 比 较 温度 ： 通常在大气活动 中气温都会产生较大 的波 动，同时 要 考虑到太 阳辐射 引起 的误差 。通过对 比，每个 月两 种观 测方 法所得 到的数据都是各不相 同的， 自动观测和人工观测数据 之 间的气温 差值在 ０ ． １ － ０ ． ２ ０ Ｃ之 间 ， 自动 观 测 得 到 的 数 据 值 普 遍 比人 工 观测 得 到 的 值 要 小 。
和２ ４ 次观 测所 得到 温度 平均值 是有 差异 的 ，部 分 台站 ４ 次观 测与 ２ ４ 次观测 的月平均温度 可相差 ０ ． ６ ℃ 湿 度 ：当湿 度 接近 ８ ０ ％Ｒ Ｈ 时，两 种 观 测方 法 得 到 数据 没 有 明显 的差别 ，但 是如 果偏 离这个 标准 时 ，两 种观测 方法 得 到 的数据 差别 比较大 ，这时 因为 自动 站观 测 的湿敏 电容在 ８ ０ ％Ｒ Ｈ时 能表 现 出较 好的测湿 性能 ，能真 实的将 当时的湿度 反 映出来。 由此可见 ，自动观测到 的湿度数据要 比人 工观测 到 的 精确 。 １ ． ２ 极 限 值 的 比 较 第 一 ， 自动气 象站 使用 Ｅ Ｌ １ ５ ． １ Ｃ测 风仪 ，而人 工观 测使 用 的是 电接 风 向 风 速 计 ，这 两 种 观 测 仪 器 有 很 大 的差 别 ，而 且 观测方 法也不 同。通过测量 ，发现 自动观测得到 的极端温度数 据 小于 人工 观测所得到的数据 。总之 ，自动观测 的数据相对应 人工观测得 到的数据要更真实可靠些 。 １ ． ３ 降水量 的比较 在 对降水量 的观测 中，自动观测采用 了 Ｓ Ｌ ３ 采集器 ，而人 工观测是通过 Ｓ ＤＭ６ Ａ设备来 完成的。降雨量 自动观测要 比人 工观测 大，降水量的大小和差值是成正 比的。虽然这两种观测 方法观测 的结果不同，但 是两种结果均符合相关技术标准 中规 定 的要 求 。 自动 气 象 站 不 能 准 确 的 提 供 降水 量 的累 积 量 ，但 是 它 能实时及 时的将雨量信息反映 出来 ，因此 自动观测在天气预 报 中有 着 重 要 的 作 用 和 意 义 。 １ ． ４ 风 向 的 比较 通 过对 观 测 的 结 果 进 行 比较 ，发 现 两 种 方 法 所 得 的结 果是 差 不太 多的，而且都 较为真实 ，但 是 自动观测 能就 比较 简单 ， 不 需要 大 量 的 工 作 人 员 。 ２导致观测 数据存在 差异的原因探究 ２ ． １观测 时间 地面 气象测报规 范要求人工观测在 观测时次为 ４ ５～ ６ ０ 分 钟之 间完成 气温、湿度、降水 、风 、气压、地温 的观测 ， 自动 站是在 ｏ ０～ ０ １ 分 钟 内按 一 定 的 顺 序 完 成 各 项 目观 测 的 。人 工 观测靠观测 员逐 项进 行，观测时间跨度较大 ，由于近地面气象 要素 随时间而变 化，人工观测和 自动观测时 间上 的不 同步 导致 两种观测 结果出现差异 ，这种差异随气象要素 的时 间变化速率 和变化 幅度大 小而不同，一般而言 ，气象要素随时 间的变 率越 大 则 自动 站 与人 工观 测 数 据 间 的 差 异 越 大 。 ２ ． ２仪器原理 自动气 象站 中使 用的气象传感器与人工观测用 的仪器在原 理上是不 同的。 自动气象站的传感器有较小 的时 间常数 ，可 以 观测到大气 中比较 小却有 意义的波 动，所得到的极值更具有代 表性 。 ２ ． ３时次 自动气 象站 安装在 有人 值 守的气 象 台站 使用 时 ，每 小 时 存储观测 记录一 次，一天共 ２ ４ 次 ； 有 特殊 要求 的自动 气象站， 如 中小尺度监测站等 ，观测时次更多 。观测时次 的增加 ，能获 取更 多有用 的气象信 息。在我 国，采 用的观测 时制是北 京时， 由于我 国幅 员辽 阔，不同的台站，不同的观测时次所观测到各 类平 均值存 着 不能 忽略 的差 异 。以温 度观 测为例 ，４ 次 、８ 次
站 与 自动站观 测数据发生差异的原 因进行 了分析 ，以资参考 。 关键词 ： 地 面气象观测 ；自动站 ； 数据 差异 ；原因 中图分类号 ： Ｐ ４ １ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ ． ５ ５ ７ ８（ ２ ０ １ ５ ）０ ６ ． ０ １ ６ ７ — ０ １
２ ． ４ 观测环境和方式 ． 人工和 自动站一般处于同一观测场 ，但有些项 目的观测环 境 还 是 存 在 差 异 的 ，这 也 必 然 造 成 观 测 数 据 存 在 差 异 。例 如 ： 人工站气压表在 室内， 自动站在室外，室 内外温度不 同引起气 压 订 正误 差 ， 必然 导 致 两 者 气 压 出 现 一 定 的 差 值 。 ３ 气象要 素出现差 异的情况 ３ ． １ 气温 气温波动 相对 较大，所 以不能简单地、随意地将单个数据 进 行比较 ，而要看一个较完整的资料系列的对 比结果 。现就某 气象站 ２ ０ ０ ８ 资 料 中气温 为例 予 以说 明。设在 ｔ 次 观测 时 ，气 温 的真值为 ｒ ｔ ｔ ，人 工观测值 ｙ ｔ ，自动站 观测值 为 ｚ ｔ ，人工观 测 的误 差 为 ｅ ｔ ， 自动站 的观 测 误差 为 一 ｅ ｔ ，则 ： ｒ ｌ ｔ ＋ ｅ ｔ ； ｚ ｔ
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科 学研 究
２ ０ １ ５ 年６ 月 ・１ ６ ７・
地 面观测 与 自动气 象站观测在数据上 的差异及原 因分析
张 珊 伟
江西省 玉山县 气象局 ，江西上饶 ３ ３ ４ ７ ０ ０
摘 要 ： 人 工观测数据 与 自动 气象站观测数 据差异是 大气探 测工作关注的重 点问题 之一 。 自动站 的建立极大地节省 了观 测 站 的人 力配置 ，但是 自动站与人工站 同一时间记录 的气象数 据往 往会 出现差异 。本 文对 两者 的差异性 和导致地面 气象观测人 工