自动与人工气象观测的相对湿度差异分析——以大连站为例

利用大连站2005-2010年自动站和人工站的相对湿度资料,分析平均相对湿度对比差值的日、月和年变化规律。结果表明:90%自动站日平均相对湿度值高于人工观测值,平均偏高3.1%;自动站与人工站的相对湿度差值有明显的日变化规律,5:00-7:00对比差值最大,13:00最小,全天24 h定时观测相对湿度对比差值均为正值;7-8月和12月对比差值最大,4要5月最小。月最小相对湿度观测值均小于35%,其对比差值与月最小相对湿度位相相反。只要相对湿度大于月平均最小相对湿度,其对比差值随着湿度的增大而增大,高湿情况的对比差值偏大。     

自动站与人工观测气压的差异及原因

利用德州自动和人工站本站气压观测数据,分析气压对比差值的日、月、季节变化规律及影响差值大小的原因。结果表明:人工站79.2%本站气压大于自动站,平均差值0.18 hPa。定时值中14时差值最大,平均为0.21 hPa;08时差值最小,为0.02 hPa。日气压中,日最低气压差值最大,平均0.32 hPa;日最高气压差值最小,平均0.03 hPa。日平均、日最高、日最低气压差值在夏季差值最大,冬季最小;本站气压对比差值大小与温度的高低有密切关系。     

新津县2006年自动与人工气象观测水汽压、相对湿度要素差异特征统计分析

利用新津县气象站提供的2006年多要素气象观测资料,其中包括02、08、14、20时的人工观测以及每日24个时次的自动站观测,主要观测的要素有水汽压、相对湿度,运用现代统计方法,分别对日、月、季、年不同时间的差异进行统计对比分析,计算多要素在二者之间相关性、平均偏差和最大偏差。结果表明:水汽压的日平均最大、最小差值分别为3.1h Pa和0h Pa,月平均差值最大、最小值分别为0.9h Pa和0.1h Pa,其相关系数最大值为0.9959,平均偏差、最大、最小偏差的最大值分别为:25.58%、45.51%、2.94%;相对湿度的日平均最大、最小值分别为7%和0%,月平均差值最大、最小值分别为4%和1%,自动站和人工观测站之间的相关系数明显小于其他要素,最大值为0.9921,平均偏差、最大、最小偏差的最大值分别为:8.58%、32.56%、2.29%。     

定时观测自动站与人工站气象要素差异对比分析——以蓝山县为例

根据蓝山县2009年自动与人工平行观测的气温、相对湿度资料,对气温和相对湿度两要素在自动观测与人工观测下的差异进行分析,并阐述其差值的日变化、年变化及在不同气象条件下的差异特征。结果表明:自动观测与人工观测日平均气温差值、日最高气温差值、日最低气温差值分别为0.1、0.3、0.5℃左右;从差值的年变化看,日平均气温和最高气温的存在季节性波动,而最低气温无这种变化;从差值的日变化看,白天(8:00和14:00)自动站气温普遍高于人工站,夜间20:00自动站气温总体较人工站偏低,但其差值绝对值低于8:00和14:00,2:00的差值则无明显规律;随着气温上升,日最高气温差值的绝对值明显增大,而日最低气温差值的绝对值无明显变化。自动站相对湿度较人工站明显偏小,平均偏小4.0%,其中1—9月差值为负值,10—12月差值为正值,但其绝对值明显低于1—9月;从差值的日变化来看,14:00自动站相对湿度较人工站明显偏大,其他时次则明显偏小,其中2:00偏小幅度超过20%;相对湿度差值的绝对值随着最高气温的上升呈现明显的增大趋势,但与相对湿度值的大小无明显相关性存在。     

河间气象站平行观测数据对比分析

利用2009年1月～2010年12月河间自动气象站和人工观测的气压、气温、相对湿度资料,对其资料进行统计对比分析并探讨两者差值的形成原因。结果表明,自动站与人工观测值月平均气压差值为-0.2～0.3 hPa,月平均最高气压差值为0～0.5 hPa,月平均最低气压差值为-0.4～0.3 hPa,月极端最高气压差值为-0.2～0.9 hPa,月极端最低气压差值为-0.6～0.6 hPa;月平均气温差值为0～0.2℃,月平均最高气温差值为0～0.2℃,月平均最低气温差值为-0.1～0.4℃,月极端最高气温差值为-0.2～0.6℃,月极端最低气温差值为-0.3～0.6℃;月平均相对湿度差值为-3%～3%,月最小相对湿度差值为-9%～3%。气象要素对比观测差值产生的原因主要有观测仪器和观测原理的差异、数据采集时间与方法不同、感应器安装位置及所处环境不同以及人工干预与观测误差等主观因素。     

沭阳县人工与自动土壤水分观测资料对比分析

[目的]客观评估DZN1型自动土壤水分观测仪的监测能力。[方法]采用对比差值、逐步回归等方法,比较分析了2013年1月1日~7月31日沭阳国家农气一级站的人工与自动土壤体积含水量观测数据。[结果]人工观测值略高于自动站观测值,两者在浅层的平均差值最小,变化趋势相当一致;在分析了人工与自动观测值相关系数后,为降低DZN1型自动土壤水分观测仪的系统性误差,获得较准确的订正数据,运用逐步回归法建立了沭阳土壤水分自动站观测资料序列订正模型,并利用该站2014年4月1日~5月31日对比观测资料对其订正效果进行了检验,检验结果显著。[结论]该研究为发挥观测资料的应用价值和气象服务效益提供依据。     

十堰ZQZ-CⅡ型自动气象站与人工观测气象要素对比分析

利用2007年1～12月十堰自动气象站和人工观测的逐日定时气温、湿度、气压、地温资料进行统计对比分析,并探讨两者差异的形成原因。结果表明,自动站测量平均气温值比人工观测值低0.1℃,月平均最高气温值高0.1℃,月平均最低气温值相当;平均相对湿度低3%;平均气压低0.3hPa;自动站0cm地面温度7、8月份偏高,其他月份相当,5～20cm地温相当。     

GStarDZN2型自动站与人工测定土壤湿度对比分析

为了评价GStarDZN2型自动土壤水站的准确性与代表性,为替代人工测定土壤湿度并推广使用提供参考依据,采用对比差值、差值概率和相关分析等方法,对永昌县2012年5月3日—10月28日期间GStarDZN2型自动土壤水分观测站与人工平行对比观测的土壤相对湿度资料进行统计分析。结果表明,自动站取得的数据与人工观测的数据随时间的变化趋势基本一致,20~30 cm土层差值概率分布范围最小,数据一致性最好,30~40 cm、10~20 cm次之,在70~80 cm和90~100 cm 2个土层次表现较差。对比观测时段内自动与人工站观测数据的相关性在各层均表现显著,认为GStarDZN2型自动站观测的资料可以代替人工观测的资料。     

青县气象站迁站对比观测数据分析

利用2011年青县国家一般气象站新旧站的气温、相对湿度、风、深层地温等资料,对青县气象站迁站观测资料进行统计对比分析。结果表明,由于新旧站址周围环境不同、下垫面性质不同,造成观测数据有一定差异。新旧站月平均气温差值为-0.2～0.2℃,月平均最高气温差值为-0.4～0.4℃,月平均最低气温差值为-0.4～0℃,月极端最高气温差值为-0.6～0.9℃,月极端最低气温差值为-1.9～0.9℃,年平均气温、年平均最高气温新旧站均相同,年平均最低气温新站略低于旧站;年极端最高气温新站高于旧站,年极端最低气温新站明显低于旧站。新旧站月平均相对湿度差值为-1%～5%,月最小相对湿度差值为-3%～3%,年最小相对湿度新站高于旧站。新旧站月2 min平均风速差值为0.5～1.2 m/s,月最大风速差值为2.5～3.7 m/s,月极大风速差值为1.3～5.1 m/s,年最大风速、年极大风速新站均比旧站偏大;年最多风向新站为SSW,而旧站为SW且年风向频率新站小于旧站。新旧站40 cm地温月平均差值为-1.3～1.9℃,80 cm地温月平均差值为-1.2～1.9℃,160 cm地温月平均差值为-2.0～1.8℃,320 cm地温月平均差值为-0.5～0.8℃,各深层地温年平均温度新站均高于旧站。     

河间气象站迁站对比观测数据分析

利用2012年河间国家一般气象站新旧站的气温、相对湿度、风、深层地温等资料,对河间气象站迁站观测数据进行统计对比分析。结果表明,由于所使用仪器设备不同、站址周围环境不同、下垫面性质不同,造成观测数据有一定差异。新旧站月平均气温差值为-0.5～0℃,月平均最高气温差值为-0.4～0.2℃,月平均最低气温差值为-0.8～0℃,月极端最高气温差值为-1.1～0.6℃,月极端最低气温差值为-1.2～0.3℃,年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温新站均低于旧站,年极端最高气温新站高于旧站,年极端最低气温新站低于旧站;新旧站月平均相对湿度差值为2%～6%,月最小相对湿度差值为-4%～5%,年最小相对湿度新旧站相同;新旧站月2 min平均风速差值为-0.1～0.4 m/s,月最大风速差值为-1.2～2.2 m/s,月极大风速差值为-2.0～2.8 m/s,年最大风速新站与旧站基本相同,年极大风速新站比旧站明显偏大;年风向频率新站小于旧站,年最多风向新站为S,旧站为SSW;新旧站40 cm地温月平均差值为-1.1～2.5℃,80 cm地温月平均差值为-2.4～2.1℃,160 cm地温月平均差值为-2.5～2.7℃,320 cm地温月平均差值为-1.6～1.1℃,40、160 cm深层地温年平均温度新站均高于旧站,80、320 cm深层地温年平均温度新站低于旧站。     

自动站数据对气象历史资料序列连续性影响分析

[目的]研究自动站数据对气象历史资料序列连续性的影响。[方法]利用2001年1~12月自动气象站测量的温度资料与对应时刻的人工观测数据,通过对比差和差值标准差的方法对平行观测期间自动站的月平均温度及最高、最低温度与对应的人工观测温度数据进行对比分析,了解自动站与人工数据的差异和变化特征,同时通过1990~2009年数据资料序列进行年平均值的显著性检验及分析,探讨了自动站替换人工观测对温度历史资料序列连续性影响。[结果]平行观测期间的气温资料两者虽有一定差异,但就平均而言,差异都在自动站差值允许范围内,个别月份差异超出自动站差值允许范围;显著性检验表明,自动站观测年平均气温和年平均最低气温与历史资料存在差异,对年气温序列有一定影响,但总体差异不显著;当自动观测与人工观测合并使用时,序列需要做均一检验与订正。[结论]该研究对保证自动站的单轨运行、优化气象地面观测系统、提高气象要素气候序列连续性以及气候统计的可靠性起重要作用。     

青县气象站气压·气温平行观测数据对比分析

利用2009年1月～2010年12月青县自动气象站和人工观测的气压、气温资料,进行统计对比分析并探讨两者差值的形成原因。结果表明,自动站与人工观测值月平均气压差值为-0.7～0.1 hPa,月平均最高气压差值为-0.5～0.4 hPa,月平均最低气压差值为-0.7～0.2 hPa,月极端最高气压差值为-0.3～0.6 hPa,月极端最低气压差值为-1.1～0.1 hPa;月平均气温差值为-0.2～0℃,月平均最高气温差值为-0.4～0℃,月平均最低气温差值为-0.1～0.2℃,月极端最高气温差值为-0.3～0.3℃,月极端最低气温差值为-0.3～0.3℃。气象要素对比观测差值产生的原因主要有:观测仪器和观测原理的差异、数据采集时间与方法不同、感应器安装位置及所处环境不同以及人工干预与观测误差等主观因素。     

本溪县气象站迁站对比观测数据分析

利用本溪县新、旧站点搬迁前2011年逐日平均气温、最低气温、最高气温、相对湿度、平均风速、降水量等资料,运用统计分析对新旧站要素进行对比分析,并建立了新站与旧站气象要素的订正模型。结果表明,站点搬迁造成环境变化大,常规观测要素气温、风速和降水量等差异明显,新站比旧站气温低,湿度、风速偏大;新站与老站温度、湿度、降水等具有较好的相关性,订正模型回代误差小。     

土壤水分自动与人工观测资料对比评估及湿度模型构建

基于莒县气象局2011年2—8月土壤水分自动观测与人工同步对比观测数据,采用对比差值、差值概率和相关系数等方法进行分析和评估,通过回归建立湿度模型。结果表明,单层平均最大误差为5.799%,最小误差为2.025%,0~100 cm 8个层次平均误差3.306%,符合中国气象局考核标准。但30~40 cm误差值较大,说明厂家给出的订正曲线误差偏大,订正后对比观测的数据绝对误差很小,订正效果比较理想,通过了对比考核。相对湿度模型的构建,为自动土壤水分观测资料的实际应用提供了一种指导方法。     

自动与人工气象观测要素的差异及原因分析

通过对德州市8个国家一般气象站人工站与自动站平行观测2年的资料分析表明,自动站资料能很好地替代人工站,但二者存在一定的误差,全市人工观测平均气温、平均相对湿度比自动站偏高;人工观测降水量、平均风速比自动站偏小;夏季人工观测地温比自动站偏高,受积雪覆盖影响,冬季人工观测地温比自动站明显偏低。自动站仪器检修校准时,要注意对比人工站与自动站在检修校准前后的观测误差值,避免因仪器检修校准调整出新的观测误差,影响资料的连续性和气候变化分析应用。     

三峡气候梯度观测塔气候要素特征分析

根据2010年12月～2012年5月三峡气候梯度塔气温、风速、风向、相对湿度和气压的观测数据,分析其月、季、年变化特征,结果表明,三峡气候梯度塔10～100m各层平均风速逐月变化基本一致,呈“W”型,且各层年平均风速相差不大;各层年平均最大风速与极大风速变化趋势相一致,7月最大,11月最小;各层全年及各个季节ESE为主导风向,全年及各个季节无正南风;各层年平均气温随高度升高而降低,各层气温逐月变化呈单峰值,1月气温最低,7月最高,就季节而言,夏季最高、冬季最低;各层年平均相对湿度8．5～50．0m随高度升高而降低,50～100m则随高度升高而上升;8．5m高度气压曲线逐月变化呈“u”型变化,1月最高、7月最低,冬季最高、夏季最小。     

区域土壤水分与人工和自动站观测数据对比分析

利用2020年6月1日至12月31日山东泰安、云南大理和新疆乌兰乌苏3个站点区域土壤水分观测数据，采用相关性分析和差值分析等方法，分别与同期人工观测数据和自动站观测数据进行对比，并对观测结果逐层进行准确性分析。对比分析结果表明：区域土壤水分观测数据普遍大于人工和自动站观测数据，区域土壤水分观测数据与人工和自动站观测数据之间具有较高的相关性，相关系数的最小值均出现在40 cm土层，它们所反映的土壤湿度随时间变化趋势一致；区域观测数据与人工观测数据各土层的平均差均<0.1，与自动站观测数据之间的平均差在40 cm土层相对其他层次较大。以上表明，区域土壤水分自动观测仪对土壤水分的感应观测结果与自动站观测、人工观测的结果趋势基本保持一致。分析结果可为评价区域土壤水分自动观测仪的监测能力、资料的应用价值与服务效益提供参考。