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山东省自动观测与人工观测数据差异分析

周春珍  
【摘要】: 本文利用山东省72个气象站2003~2005年自动与人工两种观测系统平行观测期间的气温、风向和风速资料,按鲁西北、鲁中、鲁东南、鲁西南和半岛5种气候区域,分别计算气温对比差值、风向相符率和风速对比差值。对气温,计算了所有测站和分区域日平均气温、日最高气温、最低气温和定时气温对比差值,并统计了它们的频率分布情况,分析了气温对比差值的日变化规律,并对各类气温对比差值的标准差、粗差率、一致率以及其年变化情况进行了计算分析,对济南站自动站观测日平均气温、日最高气温和日最低气温做了显著性检验。对于风资料观测的差异分析,首先统计分析了自动和人工观测定时风向的相符率及其年变化情况,其次分析了定时风速对比差值的年变化规律,并对风速对比差值的不确定度、粗差率和一致率进行了分析。 分析气温对比差值结果表明:日平均气温、日最高气温和日最低气温以自动站观测气温高于人工站为主,02时和20时以自动站观测低于人工站为主,08对和14时则相反;莘县夜间自动观测低于人工观测,白天相反,惠民、龙口和莒县无论白天夜间大都自动观测高于人工观测。 日平均气温、日最高气温、日最低气温和定时气温对比差值分布频率、对比差值以及对比差值的标准差、粗差率和一致率的变化情况比较一致,且没有明显的区域性差别。 日平均气温对比差值±0.2℃之间的频率日平均气温在80%以上,日最高气温大都在70%~80%之间,日最低气温大都在45%~70%之间;20时气温对比差直在±0.2℃之间的频率大都在70%以上,02时、08时和14时大都低于60%。 日平均气温对比差值及其标准差都最小,其次是日最高气温,最大的是日最低气温;日平均气温和日最高气温粗差率大都小于2%,日最低气温都大于2%;日平均气温对比差之的一致率最高,其次是日最高气温,最低的是日最低气温,但三者都在90%以上。 定时气温对比差值的标准差以02时最大,20时最小,年变化是夏季最小;02时和20时的粗差率都大于2%,08时和14时都小于2%,鲁西北各类气温对比差值粗差率都在2%以上,半岛大都在2%以下;无论哪个区域一致率都在90%以上,20时的最高,08时最低。 逐小时对比差值处于±0.2℃之间的频率夜间高,白天低,最低都是出现在08时;气温对比差值夜间小变化平缓,白天增大变化相对剧烈,最大值出现在08时;对比差值的标准差总体是夜间小白天大,各季节都能得到同样结果;粗差率夜间大白天小,小于2%的大都集中在白天,最小的在08时到14时之间;一致率大部分在90%以上,且变化不明显,白天一致率低,且变化剧烈,最低一致率出现在08时。 济南自动站观测气温与历史资料未出现显著性差异。 分析风向、风速对比结果表明:半岛各月平均值都是自动观测小于人工观测,鲁中地区都是自动观测高于人工观测,鲁东南和鲁西南绝大部分月份都是自动观测大于人工观测。所有测站和分区域风速对比差值的粗差率和一致率变化情况一致,且没有明显的区域性差别。 定时风向相符率分别是02时39.76%、08时38.68%、14时37.6%、20时39.84%。冬春季节风向相符率高,夏秋季节相符率低,其中秋季相符率最低。 所有测站风速对比差值年平均值02时和08时超过0.2m/s,14时和20时小于0.2m/s。 风速对比差值的不确定度都超过了1m/s的标准,粗差率大部分月份都在2%以下,超过2%的大都集中在春季,一致率都保持在90%以上。


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