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自动气象站与人工站气温、相对湿度观测结果的差异及其原因的研究

余君  
【摘要】: 在我国,地面自动气象观测系统正在逐步取代常规主要气象要素的观测,即人工观测的器测项目。从气象学和气候学的观点来看,为了得到新旧两种观测系统之间的差异,将他们所获取的资料进行对比是非常必要的,例如在制作天气预报、计算气候常量以及为了研究气候变化所需求的长时间序列的均一性数据集的开发以及极端天气事件的分析的时候,这些差异将非常重要。因此,第十二届气候委员会会议(CCL)明确要求各WMO成员国,在进行大气探测自动化进程中,需要一定时间的平行观测,在统一的气候资料存档和管理原则下,对观测资料进行质量评估,以确保历史资料的均一性。 为了使研究结果更具有通用性,本文计算了我国各个地区17个气象站2005年两种观测仪器的气温、相对湿度年平均差值及年变化。对于气温,将所有站点逐小时气温数据按照云量、风速、白天和黑夜进行分类对比,并将仪器所处环境、太阳辐射(夜间为辐射冷却)、仪器原理及观测方法的变化认为是气温差异产生的主要因素。通过研究表明:两种仪器观测的气温年平均差在±0.2℃之内,并且与台站的地理位置关系不大;在春、夏、秋、冬四个季节,两种仪器的气温差有相似的日变化规律;无论是日最高气温、最低气温,还是每小时气温观测,月、年统计值在符号上都比较一致,在数值上也相差不大,自动站所测的气温普遍比人工站高。在上述几个差异因素中,仪器原理差异扮演了一定的角色,大多数的台站仪器差异在±0.1℃之间;观测方法差异、仪器环境差异也比较小,而与太阳辐射有关的差异最大。 而对于相对湿度,根据自动站与人工观测各自的缺陷,将相对湿度数据按照气温和相对湿度大小分成了9类进行对比分析,研究发现,大多数的站点的仪器存在系统偏差,并且相对湿度的自动观测存在偏干的现象,年平均在3.5%左右,在相对湿润的地区,这一现象更明显;在相同的气温条件或相同的相对湿度条件下,高湿或高温情况下的对比差值均偏大。


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