范存飛++趙宇++殷宇飛++侯波++張鵬

摘要 通過分析2014—2015年新賓國家基本氣象站大型蒸發(fā)自動觀測數據和人工觀測數據，比對數據差異性，結合風速、降水和日照等要素，分析大型蒸發(fā)的日數據規(guī)律，找出大型蒸發(fā)數據的系統誤差因子，并分析各項因子對數據的影響程度。

關鍵詞 大型蒸發(fā)；系統誤差；地面測報；自動氣象站

中圖分類號 P412 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）16-0206-01

從2012年起，新型自動站在全國范圍內推廣，蒸發(fā)數據、固態(tài)降水數據和能見度數據等人工觀測要素實現了自動化觀測。不同因素均可影響觀測資料的穩(wěn)定性，其中觀測方式的改變是其中最重要的一個原因。國家氣象局相關觀測規(guī)范明確指出：在觀測自動化進程中，需要開展一定時間的對比觀測，對觀測資料進行質量評估，確保觀測數據的可靠性。很多觀測站在實際工作中發(fā)現，大型蒸發(fā)自動觀測數據存在不穩(wěn)定性，易受其他因素影響，存在明顯的系統誤差。新賓國家基本氣象站2013年5月安裝了華云氣象儀器廠生產的DYYZII型CAWS3000新型自動站，2014年1月1日正式投入業(yè)務使用。

為了給業(yè)務工作提供一定的幫助，該文對新賓國家基本氣象站的大型蒸發(fā)自動觀測數據和人工觀測數據進行對比分析。

1 研究方法

選取新賓國家基本氣象站2014年5月1日到2014年10月31日和2015年5月1日到2015年10月31日期間逐日大型蒸發(fā)觀測數據，對該時段內的數據進行質量分析，剔除明顯錯誤數據。挑取對比差值超過人工測量訂正值上限的數據作為分析數據。通過本文中的對比差值是指每日20：00自動站大型蒸發(fā)測量值與人工測量值之差。新賓地區(qū)冬季采用小型蒸發(fā)人工測量方式，大型蒸發(fā)停用，故只采用非結冰期數據進行對比分析。

2 要素分析

2.1 風速

2.1.1 影響。作為連通管方式的大型蒸發(fā)儀器，風速對被測水平面的擾動明顯，所以風速對自動觀測數據的影響非常大。

2.1.2 數值分析。剔除采樣數據中有降水類現象影響的數據，剔除有明顯錯誤的數據，實際采樣天數為148 d，對剩余目標數據進行分析：①風速0～4 m/s。該風速區(qū)間內日數為111 d，占實際采樣天數的75.2%。該風速區(qū)間內，大型蒸發(fā)自動觀測數據與人工觀測數據的平均誤差為7%（最小誤差為0%，2015年7月11日，人工測量值為31，自動觀測值為31；最大誤差為11%，2014年9月22日，人工測量值為33，自動觀測值為37）。②風速5～10 m/s。該風速區(qū)間內日數為28 d，占實際采樣天數的19.2%，該風速區(qū)間內，大型蒸發(fā)自動觀測數據與人工觀測數據的平均誤差為22%（最小誤差為6%，2014年6月3日，人工測量值為39，自動觀測值為42；最大誤差為30%，2014年8月8日，人工測量值為40，自動觀測值為52）[1-3]。③風速11～17 m/s。該風速區(qū)間內日數為6 d，占實際采樣天數的4.3%，該風速區(qū)間內，大型蒸發(fā)自動觀測數據與人工觀測數據的平均誤差為28%（最小誤差為20%，2014年8月28日，人工測量值為32，自動觀測值為39；最大誤差為36%，2014年5月18日，人工測量值為30，自動觀測值為41）。④風速17 m/s以上（大風）。采樣時段內共計2次無降水大風天氣，分別為2014年6月2日和2105年5月16日，誤差分別為33%和34%。

2.1.3 分析結果。自動觀測值系統誤差隨著風速的提高而升高。在0～4 m/s區(qū)間，誤差值隨著風速的提高而升高的現象不明顯，風速對該區(qū)間系統誤差影響比較小。在5～10 m/s區(qū)間，系統誤差隨風速的提高而明顯升高，升高曲線平滑，說明風速對該區(qū)間系統誤差影響較大。在11 m/s以上區(qū)間，系統誤差較5～10 m/s區(qū)間有所提高，但系統誤差相對穩(wěn)定，并不隨風速的升高而進一步加大，系統誤差在11 m/s左右達到峰值[4]。

2.2 降水

2.2.1 影響。按照蒸發(fā)的相關規(guī)定，降水持續(xù)期間，蒸發(fā)值記為0，但是作為連通管方式的大型蒸發(fā)儀器，降水對水面擾動明顯，較大程度地影響大型蒸發(fā)觀測數據。

2.2.2 數值分析。剔除有明顯錯誤的數據，降水采樣日數為136 d，剔除無效降水日數28 d（降水量小于1.0 mm）。實際降水日數為108 d，其中1～10 mm降水量區(qū)間77 d；11～20 mm降水量區(qū)間17 d；21～40 mm降水量區(qū)間11 d；41～80 mm降水量區(qū)間2 d。①非陣性降水：1～10 mm降水量區(qū)間平穩(wěn)降水52 d（分鐘降水量小于0.2 mm，小時降水量小于6.0 mm）。11～20 mm降水量區(qū)間平穩(wěn)降水12 d。21～40 mm降水量區(qū)間平穩(wěn)降水8 d。共計72 d均為雨強較小的平穩(wěn)降水，大型蒸發(fā)平均系統誤差為7%（最小誤差0%，最大誤差10%）。通過對降水量的分析發(fā)現，降水量與大型蒸發(fā)系統誤差沒有相關性，降水量的大小對蒸發(fā)觀測沒有明顯影響。②陣性降水。陣性降水共計35次，分鐘降水量大于0.5 mm降水18次，小時降水量大于20 mm降水量8次，陣性降水雨強大于中雨的19次。大型蒸發(fā)平均系統誤差為18%（最小誤差14%，最大誤差27%）。隨著陣性降水雨強的增大，大型蒸發(fā)系統誤差明顯提高[5-6]。

2.2.3 分析結果。通過對降水的分析發(fā)現，降水量對大型蒸發(fā)系統誤差沒有明顯影響，但是雨強對大型蒸發(fā)系統誤差有明顯影響，雨強越大系統誤差越大。

3 結論

通過對風速和降水2種要素的分析發(fā)現，風速越大，大型蒸發(fā)系統誤差越大，雨強越大，大型蒸發(fā)系統誤差越大，出現該現象的問題在于大型蒸發(fā)的構造和測量原理，連通器類型的大型蒸發(fā)儀器對測量水平面要求較高，而風和降水都對水面擾動較大，故這2種要素對大型蒸發(fā)的系統誤差影響較大[7-13]。

4 參考文獻

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