徐生斌

（新疆阿克蘇水文勘測(cè)局，新疆 阿克蘇 843000）

1 基本概況

1.1 測(cè)站基本概況

阿拉爾水文站設(shè)立于1956年1月，位于阿克蘇地區(qū)阿拉爾市，塔里木河干流上游段三河匯合口肖峽克以下48 km 處，東經(jīng)81°17′59″，北緯40°32′13″，測(cè)站高程1 000 m（85 基準(zhǔn)基面），距塔里木河流域上游（阿克蘇、葉爾羌河、和田河）三條源流匯合口以下約14 km 為塔里木河上游的水量總控制站，擔(dān)負(fù)著塔里木河流域防汛、抗旱的重?fù)?dān)。阿拉爾水文站是國(guó)家重要水文站及全國(guó)重點(diǎn)報(bào)汛站，塔里木河流域是中國(guó)也是世界上最大的內(nèi)陸河流域，位于西北旱區(qū)內(nèi)陸盆地，流域總面積102萬(wàn)km。從葉爾羌河河源（即塔里木河河源）拉斯開(kāi)木河至臺(tái)特瑪湖，河流全長(zhǎng)2 437 km。

1.2 氣候特征

塔里木河阿拉爾水文站屬大陸性暖溫帶干旱氣候，位于塔克拉瑪干沙漠邊緣，其特點(diǎn)是：降水較少，蒸發(fā)旺盛，氣溫晝夜溫差較大，光照充足，空氣干燥，冬春較長(zhǎng)，夏秋較短，降水主要集中在夏季。流域歷年平均氣溫12.40 ℃，極端最高氣溫42.10 ℃（2017年7月10日），極端最低氣溫零下-24.0 ℃（2008年1 月30 日），多年平均降水量52.40 mm，多年平均蒸發(fā)量1 820 mm，最大蒸發(fā)量27.07 mm（2008年6月11日），無(wú)霜期172 d。

2 自動(dòng)與人工資料對(duì)比及相關(guān)分析

2.1 觀測(cè)氣溫觀測(cè)對(duì)比分析

該站氣象場(chǎng)場(chǎng)地設(shè)于阿拉爾水文站院內(nèi)，塔里木河北岸600 m 處。占地面積320 m2，自動(dòng)氣象站有氣象六要素包括氣溫、降水、蒸發(fā)，進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)，各項(xiàng)設(shè)備按氣象規(guī)范要求設(shè)置于氣象設(shè)備場(chǎng)內(nèi)，符合國(guó)家規(guī)范要求標(biāo)準(zhǔn)。

依據(jù)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》2.4條規(guī)定，結(jié)合本站實(shí)際，采用2022年6—8月氣象觀測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)及分析，8時(shí)、14時(shí)、20時(shí)、日最高、日最低自動(dòng)與人工觀測(cè)氣溫相關(guān)圖，如圖1～5。

圖1 8時(shí)自動(dòng)與人工觀測(cè)值相關(guān)圖

圖2 14時(shí)自動(dòng)與人工觀測(cè)值相關(guān)圖

圖3 20時(shí)自動(dòng)與人工觀測(cè)值相關(guān)圖

圖4 20時(shí)最高自動(dòng)與人工觀測(cè)值相關(guān)圖

圖5 20時(shí)最低自動(dòng)與人工觀測(cè)值相關(guān)圖

由以上相關(guān)圖可以看出，8時(shí)、14時(shí)、20時(shí)、日最高、日最低自動(dòng)與人工觀測(cè)氣溫相關(guān)系分別為0.981 6、0.984 3、0.982 7、0.941 7、0.923 1，人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)的相關(guān)點(diǎn)在圖上分布密集，呈直線趨勢(shì)，兩者的相關(guān)系數(shù)很高，說(shuō)明兩種觀測(cè)方式取得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在明確的線性關(guān)系，斜率接近1，且相關(guān)關(guān)系顯著。

2.2 對(duì)比偏差分析

點(diǎn)繪各時(shí)段人工數(shù)據(jù)與自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)偏差過(guò)程線圖，具體見(jiàn)圖6。

圖6 各時(shí)段人工數(shù)據(jù)與自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)偏差過(guò)程線圖

由圖1以及樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，自記氣溫與人工8時(shí)氣溫外偏差系統(tǒng)較小，最大偏差為±1.90°出現(xiàn)在最高氣溫里面，最小為±0.00°系統(tǒng)誤差為在-0.02～2.09，標(biāo)準(zhǔn)差在0.40～1.10。

從樣本數(shù)據(jù)整體偏差分析，自動(dòng)氣象儀器較人工觀測(cè)值系統(tǒng)性偏小，通過(guò)一日氣溫變化過(guò)程分析，6—8月三個(gè)月的最高氣溫出現(xiàn)一般在17—18點(diǎn)。結(jié)合數(shù)據(jù)分析早上8點(diǎn)氣溫比較穩(wěn)定，所以早上8時(shí)氣溫比較接近偏差0.00，8時(shí)以后13—20時(shí)升溫過(guò)程，20 時(shí)以后氣溫開(kāi)始降，14 時(shí)升溫比較快，所以自動(dòng)和人工值偏差約0.90，20 時(shí)氣溫值偏差0.30。偏差可忽略不計(jì)，最低氣溫一般出現(xiàn)在凌晨，處于降溫過(guò)程，數(shù)據(jù)上反映自動(dòng)較人工值偏差約0.40。

3 產(chǎn)生差異的主要原因有：

①人工氣象站在數(shù)據(jù)收集過(guò)程中，由于人為操作的不確定性，可能存在觀測(cè)誤差。觀察員的主觀因素和精度限制，可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響。而自動(dòng)氣象站具有高精度、高穩(wěn)定性和連續(xù)性的特點(diǎn)，可以減少人為因素的干擾，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。②人工氣象站和自動(dòng)氣象站各有其特點(diǎn)和適用范圍。人工氣象站側(cè)重于一些特殊情況和特定環(huán)境，而自動(dòng)氣象站注重?cái)?shù)據(jù)連續(xù)性和大范圍覆蓋，適用于對(duì)大量數(shù)據(jù)的快速獲取和分析。無(wú)論人工氣象站還是自動(dòng)氣象站，在氣象觀測(cè)和預(yù)報(bào)中扮演著重要的角色，提供了寶貴的氣象數(shù)據(jù)，助力各行各業(yè)的發(fā)展和決策。

4 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)觀測(cè)與人工觀測(cè)對(duì)比觀測(cè)中，從日出開(kāi)始?xì)鉁刂饾u升高，自動(dòng)觀測(cè)氣溫開(kāi)始與人工觀測(cè)氣溫基本一致，符合《氣象觀測(cè)規(guī)范》觀測(cè)要求，通過(guò)自動(dòng)站觀測(cè)氣溫和人工觀測(cè)的氣溫要素進(jìn)行比較分析，自動(dòng)站各要素與人工觀測(cè)值相關(guān)度很高，接近于1，這說(shuō)明自動(dòng)站測(cè)量數(shù)據(jù)理論精度較高，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)站的可靠測(cè)量，滿足相應(yīng)規(guī)范的技術(shù)要求，氣溫完全可代替人工觀測(cè)值，并應(yīng)用于阿拉爾站氣溫觀測(cè)及資料整編。隨著科技的進(jìn)步，未來(lái)人工氣象站和自動(dòng)氣象站繼續(xù)發(fā)展和完善，相輔相成，共同為人類提供更精準(zhǔn)的氣象信息。