1、自動站數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)粗差原因分析摘要：自動觀測記錄與人工觀測記錄的比較是對自動觀測記錄準確性判斷一個極為有效的方法之一。當自動觀測記錄與人工觀測記錄相差較大時如何判斷自動觀測記錄是否準確？我們從自動觀測記錄與人工定時觀測記錄的比較找出粗差數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)生的原因，為地面測報人員判斷自動觀測記錄是否準確提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：自動觀測人工定時觀測記錄粗差數(shù)據(jù)分析自動氣象站投入地面氣象觀測業(yè)務(wù)后，自動觀測記錄的準確性和可靠性就顯得極為重要，對自動觀測記錄準確性判斷是地面測報人員重要工作之一。目前對自動站資料的研究較多；自動觀測記錄與人工觀測記錄相差較大時如何判斷自動觀測記錄是否準確？我們從1萬多個自動觀

2、測記錄與人工觀測定時觀測記錄的比較找出粗差數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)生的原因，為地面測報人員判斷自動觀測記錄是否準確提供依據(jù)。1方法簡介資料自動站數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)粗差計算方法：首先根據(jù)全部數(shù)據(jù)計算c逐個檢查對比差值，若有|Xi-X|3o時剔除其中一個最大者，再按計算標準差的公式計算新的o若還有差值|Xi-X|3者,再剔除其中的一個最大者，又計算新的o,一直到?jīng)]有數(shù)據(jù)需要剔除為止。資料來自徐州國家基本氣象觀測站2007年1月1日至2008年12月31日，氣壓，空氣溫度，相對濕度,每天24個定時觀測記錄，地面溫度、5cm、10cm、15cm、20cm和40cm地溫每天02時、08時、14時和20時4次定時觀測

3、記錄，80cm、160cm和320cm地溫每天14時1次定時觀測。自動站各氣象要素記錄值為正點時刻觀測值，人工觀測各氣象要素記錄值取自正點前15分鐘內(nèi)的某個固定時刻。將人工觀測記錄和自動觀測記錄作比較，逐月分析查找出各氣象要素的月粗差數(shù)據(jù)。2各氣象要素的月粗差數(shù)據(jù)年變化特征根據(jù)統(tǒng)計氣壓、溫度、相對濕度、淺層地溫和深層地溫的月粗差百分率，氣壓月粗差率年變化不明顯，變化范圍1%3%之間。氣溫月粗差率年變化較大，冬季月粗差率較小，春季次之,6月10月月粗差率最大,極大值出現(xiàn)在&9月達22%。這與氣溫年變化相似。相對濕度的月粗差率年變化較為平穩(wěn)，但有一個極大值出現(xiàn)在10月。地面與淺層地溫月粗差率年變化

4、中變化較為平穩(wěn)，但0cm月粗差為大。15cm、20cm在1月月粗差率明顯偏大，分別達到73%和84%。深層地溫月粗差年變化最為明顯。曲線起伏很大，這與觀測次數(shù)少有關(guān)。3各氣象要素的月粗差數(shù)據(jù)日變化特征及產(chǎn)生原因3.1氣壓月粗差率(圖1)由氣壓月粗差率日變化曲線可知氣壓的日變化平穩(wěn)，一日中各時次出現(xiàn)氣壓粗差的次數(shù)相差不大，但在19時明顯偏大。由于氣壓人工觀測時間和自動站正點數(shù)據(jù)采集時間接近，相差12分鐘，而氣壓變化一般也不劇烈，故氣壓月粗差率較小。氣壓出現(xiàn)粗差19時偏大原因為，我站地面組和探空組合用同一套人工氣壓表,18時30分至19時探空組進行氣壓觀測，氣壓室附溫變化較大引起。氣壓粗差發(fā)生在以

5、下幾種情況的天氣條件下。氣壓日較差大；或溫度日較差大；或正點時次受中小系統(tǒng)或強冷空氣影響或臺風(fēng)影響。產(chǎn)生氣壓粗差數(shù)據(jù)的主要原因是人工氣壓表與自動站氣壓傳感器時間常數(shù)不同產(chǎn)生滯后或附溫變化較大引起。3.2溫度月粗差率日變化從上面曲線可以明顯發(fā)現(xiàn)從7時至16時溫度粗差率均在16%以上，而9時至14時之間粗差率達40%以上。在11時達極值47.5%,上述差異的原因:(1)自動站與人工站觀測儀器的測溫原理不同，造成的系統(tǒng)性偏差；(2)自動站與人工站觀測時刻存在10分鐘時間差引起偏差,再此受氣溫日變化的影響外，還受到天氣變化的影響，導(dǎo)致氣溫會出現(xiàn)波動。另外,08時和14時幾乎所有月份自動站觀測的月平均氣

6、溫均比人工站高，這與白天自動站溫度傳感器探頭熱敏電阻受太陽輻射影響所致。(3)儀器的安裝環(huán)境不同，自動站與人工站百葉箱雖然一般相距不遠,但兩者環(huán)境的不同總會影響到氣象數(shù)據(jù)的差異。3.3相對濕度粗差率日變化自動站與人工站濕度存在差異的主要原因,(1)儀器測量原理不同人工站用濕球溫度表間接測定濕度，自動站是介電層直接吸收空氣中的水份后影響電容量后測定。儀器安裝環(huán)境不同。人工觀測產(chǎn)生的隨即誤差。(4)人工測量相對濕度的干干濕表訂正系數(shù)A=0.7947此時要求百葉箱風(fēng)速達0.8m/s,百葉箱外外風(fēng)速要在4.0m/s。即風(fēng)速4.0m/濕度粗差次數(shù)較小。3.4地溫粗差率日變化地面溫度人工觀測僅有4次記錄，

7、深層地溫只有14時一次記錄,根據(jù)資料統(tǒng)計表明0cm、5cm、15cm和20cm地溫日粗差數(shù)據(jù)95%都出現(xiàn)在14時，而深層地溫粗差數(shù)據(jù)有隨著深度的增加而延時，正與地溫變化規(guī)律相一致。影響地溫粗差數(shù)據(jù)的主要原因有:(1)兩種觀測儀器時間常數(shù)不同，在地溫變化較快時產(chǎn)生誤差。(2)觀測時間不同步引起誤差。(3)安裝調(diào)整引起誤差。(4)儀器安裝位置不同，土壤的熱容量不同而引起的誤差，在土壤濕度較小時表現(xiàn)明顯。4結(jié)語通過對氣壓、氣溫、相對濕度和地溫等自動站數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)粗差分析。結(jié)論：（1）不同氣象要素自動觀測記錄與人工觀測記錄粗差數(shù)據(jù)出現(xiàn)的頻率不同，其中以溫度粗差率最高，氣壓粗差率最小。粗差數(shù)據(jù)是準確數(shù)據(jù)，是可用的。（2）自動站與人工站觀測儀器的測量原理不同，造成自動觀測與人工觀測記錄系統(tǒng)性偏差。（3）自動站數(shù)據(jù)采集與人工站觀測時間上的差異是產(chǎn)生粗差數(shù)據(jù)的主因。自動站與人工站觀測儀器的時間常數(shù)不同，是引起粗差數(shù)據(jù)的重要原因。（4）不同天氣