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行业专项成果综述-自动站资料质量评估及订正技术研究

发布者:张岳   来源:   发布时间:2020/6/4 15:29:08   标签:   浏览次数:2722

项目编号GYHY201106038

研究周期2011年1月-2013年12月

国拨经费135万元

项目负责人】任芝花

项目骨干成员】张强、张志富、赵煜飞、李建英、阳艳红、王海君、张峻、黄少平、王钰、陈高峰、夏巧丽、李亚丽

项目承担单位】国家气象信息中心

项目协作单位】中国气象局气象探测中心、湖北省气象信息与技术保障中心、江西省气象信息中心、陕西省气象信息中心

主要研究成果

1)方案研制:分别从时、日、月、年时间尺度上研究提出了适用于全国推广应用的地面气象站自动观测与人工观测的温、压、湿、风、雨、各层地温要素数据间的评价机制,由此研制完成了通过专家论证的《自动观测与人工观测资料间的评估方案》,该方案通过观测司下发到各省(区、市)气象局。各省气象局应用该方案,完成本省自动观测与人工观测资料间评估。完成了不同观测次数统计的气候资料间的一致性,为调减人工观测提供支撑。

2)对比分析:目前项目组分析完成了地面气象站自动观测与人工观测的温、压、湿、风、雨、各层地温要素数据间的一致性评估,并生成《全国自动观测与人工观测资料对比评估分析报告》。图1、图2给出了部分分析结果。通过分析,得到如下结论:

由于观测原理、仪器精度、观测方法、观测时间等原因,自动观测与人工观测之间的差异是客观存在、不可避免的,历史上任何观测仪器的变化都会产生数据差异,尤其是人工观测向自动站观测改变,两种观测仪器的测量原理差别很大,这种误差很难说主要是人工观测仪器造成的,还是自动观测仪器造成的,它只是一种相对比较的结果。

除最低气压外,大部分要素自动观测与人工观测的差异不明显。差值偏差较大的台站除了上述原因外还有台站自身的一些原因(管理是否规范,维护是否及时以及探测环境的保护等)。

观测方式、观测仪器的改变对气温、气压、降雨量资料的连续性影响较小,存在显著性差异的台站比例不高,但对相对湿度、风速资料的连续性有一定的影响,相对湿度和风速资料存在显著性差异的台站比例明显高于其他要素

相比人工站,自动站在极端值的探测上可能更为灵敏和精确,而在相对湿度、降雨量和最大风速等要素的探测上还有较大的改进空间。

针对上述结论以及评估中的一些问题给出了一些具体建议:

自动气象站观测数据的许多问题是由于自动站出现故障,无法及时修理造成的,应加强自动观测业务运行管理,提高观测员业务水平,注意日常仪器的维护,确保采集器能正常采集,传输线路保持通畅。发现仪器故障,应尽快排除,发现有异常的记录,应按《地面气象观测规范》要求及时处理。同时重视自动站观测仪器的定时标定问题,减少仪器测量数据的漂移。加强对探测环境的保护,以便减少人为因素对数据产生影响并能够及时纠正。

针对自动站探测仪器,需要解决对湿度传感器湿敏电容在高温高湿时灵敏度下降问题,大雨时自动站翻斗雨量计雨量明显偏大问题,而自动站最大风速明显偏小问题是否是因为自动站仪器对大风的探测存在问题尚需要进一步研究。

在地面站网调整中应考虑在全国设置气候参考站,长期保持人工与自动气象站平行观测,这对分析自动站的误差、气候变化研究中基本数据的积累是必要的。

3)相对湿度偏差订正:通过相对湿度偏差分析,利用多元线性回归统计的自动与人工(干湿表)观测的相对湿度之间的订正转换关系对自动观测的相对湿度进行偏差订正,取得了预期效果。

成果应用情况

研究制定的《自动观测与人工观测资料间的评估方案》已下发全国到各省(区、市)气象局应用;《全国自动观测与人工观测资料对比评估分析报告》提交观测司为2012年观测系统地面台站布局调整,尤其人工观测系统的去留问题、地面观测自动化的实现提供依据。

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