汕头2套自动气象站数据差异性及原因分析

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1、汕头2套自动气象站数据差异性及原因分析　　摘要利用汕头基准站新型自动站和作为备份的I型自动气象站2014―2015年24个月的观测资料，对气压、气温、相对湿度、风向风速、蒸发和降水进行分析。结果表明：2套自动站观测资料存在一定差异，主要是传感器的性能不同造成的，但相对来说新型自动站的可靠性更高。　　关键词大气探测；新型自动站；差值分析；原因；气象观测资料　　中图分类号P415.12文献标识码A文章编号1007-5739（2016）18-0169-03　　为了增强防御和减轻气象灾害，提高气象服务能力，越来越多的气象要素纳入地面观测业务，原来的自动气象站系统已不能满足这一需求[

2、1-4]。广东省气象计算机应用开发研究所按照《新型自动气象（气候）站功能需求书（修订版）》[5]的要求，研发了DZZ1-2N新型自动气象站（以下简称为新型站），并逐步在全省业务台站投入业务使用。汕头国家基准气候站（以下简称为汕头基准站）于2014年1月1日正式使用新型站，原有的CAWS600-SE型自动气象站（由华云升达气象科技有限责任公司生产，以下简称为I型站）作为备用同时运行。2015年3月23日撤换I型站全部仪器，6月11日撤换新型站全部仪器。虽然2套自动站安装在同一个观测场，观测环境基本一致，但2套自动站的部分传感器型号、采样速率、计算方法都不相同，导致观测结果之间

3、出现不可避免的差异[6]。本文利用2014―82015年2套自动气象站的观测资料，对气压、气温、相对湿度、风向风速、蒸发和降水进行对比分析，以便了解2套自动站的性能差异。　　1气压　　用新型站本站气压值减去I型站本站气压值，结果见表1。月平均差值为-0.3～0.1hPa，2年平均差值为-0.11hPa；极端最高月平均差值为-0.3～0.1hPa，2年平均差值为-0.11hPa；极端最低月平均差值为-0.2～0.2hPa，2年平均差值为-0.02hPa。　　2年平均差值均为负，说明新型站的值比I型站小，依照《地面气象观测规范》对自动站技术性能的要求标准[7]，气压准确度为0.

4、3hPa，符合业务要求。　　通过回归分析，得出两者之间有显著的线性关系，相关系数为0.996（n=24），并通过α=0.05置信度检验。回归方程为：　　Y=0.982X+18.4　　式中，Y为新型站月平均本站气压（hPa），X为I型站月平均本站气压（hPa）。　　2气温　　用新型站气温值减去I型站气温值，结果见表2。月平均差值在-0.1～0.2℃，2年平均差值为0.05℃；极端最高气温月平均差值在-0.1～0.2℃，2年平均差值为0.08℃；极端最低气温月平均差值在-0.1～0.2℃，2年平均差值为0.02℃。2套自动站的数据基本一致，满足0.2℃的准确度要求。8　　通过回

5、归分析，得出两者之间有显著的线性关系，相关系数为0.999（n=24），并通过α=0.05置信度检验。回归方程为：　　Y=0.991X+0.251　　式中，Y为新型站月平均气温（℃），X为I型站月平均气温（℃）。　　3相对湿度　　用新型站相对湿度值减去I型站相对湿度值，结果见表3。月平均相对湿度差值在-4%～4%，最小相对湿度月平均差值在-3%～5%。　　从表3可以看出，在2015年6月之前，新型站的相对湿度值均大于I型站，而6―12月却相反。经查，3月23日撤换I型站仪器，4―5月2套自动站相对湿度数据较一致，6月11日撤换了新型站仪器，当月前后正负抵消，所以6月2套自动

6、站的绝对差值最小，7―12月新型站的月平均相对湿度要比I型站低4%左右。　　在日常值班时发现，I型站在2015年3月撤换仪器后，湿度传感器在观测值达到100%后往往下降得比较慢，有时候新型站的相对湿度仅为80%左右，I型站仍为100%。统计2015年4―12月相对湿度出现100%的次数可以看到，在这9个月共计6600个观测时次中，I型站出现相对湿度为100%共有546个时次，其中新型站同时为100%的有74个时次。剩余472个时次的累计差值为3182，即I型站这些时次平均偏大6.7%。新型站是由3个湿度传感器构成的传感器组，在《多传感器自动站的数据融合效果及优势分析》一文中

7、已给出证明，多传感器融合结果与业务观测数据一致性比较高[8]，故认为目前使用的传感器相比较，I型站相对湿度略为偏高，尤其是湿度很大的时候误差更大。8　　通过回归分析，得出两者之间有显著的线性关系，相关系数为0.874（n=24），并通过α=0.05置信度检验。回归方程为：　　Y=0.774X+17.94　　式中，Y为新型站月平均相对湿度（%），X为I型站月平均相对湿度（%）。　　将相对湿度按照24个时次做2年逐小时平均计算，见表4。　　从图1可以看出，新型站的相对湿度值比I型站略大，白天的差值要比夜间大，但最大也不