自动站与常规站温湿度观测记录对比分析

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摘要 从统计学角度出发，对会同县自动站和常规站在2010年得出的643组观测资料进行详细的比对和质量评估，最终得出了不同天气状况下两者在变化规律、频率分布规律和时间变化规律上具有一定的差异性。同时，从气象学角度入手，分析2种观测站产生这种差异的原因。

关键词 自动站；常规站；温湿度；记录比较

中图分类号 P414 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）14-0237-01

自动站是现代气象遥测化水平提升的重要标志，在同等条件下，它可以提高常规气象要素观测的密度，与常规站比较，具有不受时空和人为操作因素影响的优势，同时还可以降低劳动人员的工作强度和成本。通过对国内外业界的了解发现，多数研究人员分析的自动站和常规站的温湿度观测数据资料，大都站在多站点、多要素的角度，对站点附近的阳光辐射强度、地理位置因素和观测时所采用的手段措施等进行整体研究，纯粹对影响某一站点观测结果的其中一个因素的分析却很少[1]。

1 常规站和自动站温湿度观测结果的异同

为使研究结论更具权威性，特选取会同站近几年间气象复杂程度高、对比观测资料尤其齐全的2010年观测资料作分析样本，并把日间（9：00和15：00）和夜晚（21：00和3：00）的风速和云量数据信息按照统一的标准进行分类：当风速≤1.5 m/s时为无风，风速≥3.5 m/s时有风；总云量 ≤1.8为无云，总云量≥7.9为有云。结果共获得温湿度样本643组。

1.1 均值及标准差分析

对2010年643组温湿度样本统计分析结果表明，白天时，不论什么天气状况，常规站的温湿度均值均小于自动站，有风有云都会使差值变小；夜晚时则不同，有风有云都会使温湿度差值减小，使得自动站温湿度都小于常规站。至于温湿度的标准差，不管是白天有风无云还是夜里无风有云，常规站的标准差值都大于自动站的标准差值[2]。以上信息可以表明：这2个观测站点的系统运行情况都比较正常。

1.2 温湿差频率分布

对2010年的643组温湿差数据资料进行处理分析表明，温湿差范围处于-1.50～0.85 ℃，其中处于±0.15 ℃之间的样本数据占75.1%，处于±0.25 ℃之间的样本数据占88.10%，差值0的样本数据分别为46.77%、19.81%、33.42%。由此可以看出，自动站和常规站正负温湿差分布趋于正态分布，数据基本上在可接受的范围内。

1.3 温湿差均值和标准差的不同

1.3.1 日变化。将2010年的643个温湿差数据按照观测时间9：00、15：00、21：00和3：00 4个时间段来归类，得出相关的均值和标准差。结果显示，均值随着时间的变化依次呈现从小大和从大小的规律性变化，正值都在白天，夜晚都是负值。标准差则随时间呈现从大小大小的规律性变化，而均值差异不明显，这表示2种站点的系统运行还算稳定。

1.3.2 年变化。把会同站2010年的温湿差信息按照月份排序，分别计算出月均值和月标准差。可以得出：温湿差月均值1—8月均为负值，9—12月均为正值。3—6月和9—11月温湿差均值变化则比较稳定，1、2、7月的变化最为激烈，这说明在应对复杂气象的能力上，2种站点的观测系统略显不同；另外，3、5、8、11、12月标准差偏大，说明这些月份温湿差分布差距明显。

2 差异原因分析

将643组数据划分为4个类别，即无风且无云220组、无风但有云271组、有风却无云43组、有风又有云89组，接着分别算出它们的温湿差均值和温湿差标准差。全部数据结果显示：温湿差均值和标准差分别为-0.007 7、0.549 ℃，温湿差均值和标准差均出现了从由小大，再由大小的规律。

2.1 观测原理和方法产生的不同

有风有云天气条件下，白天、夜晚和全天温湿差标准差表明，温湿差分布相对较为集中，并且白天气温湿度变化比夜晚强烈。有风有云天气下，其他因素影响最小，观测原理和数据采集方法导致了白天、夜晚和全天温湿差均值出现不同[3]。

2.2 阳光辐射程度导致的不同

当有风无云和有风有云天气时，阳光辐射引起白天、夜晚和全天温湿差均值之差和环境差异影响可忽略不计。阳光充足、无风时的温湿差使得全天温湿差均值很大。另外，白天、夜晚和全天标准差说明温湿差即使很大，但分布还是较为均匀，表明这2种站点观测系统的性能很可靠。

3 结论

（1）白天温湿差都>0，晚上温湿差都

（2）温湿差频率分布研究表明，正负温湿差近似服从正态分布，且差值基本可接受。

（3）温湿差均值日变化规律呈白天正值，夜晚负值，从大到小再到大分布；标准差值都很小，且遵从大小大

小的规律。

（4）研究结果显示，温湿差主要是由于站点观测原理手段、太阳辐射强度和空间地域环境等差异造成的。原理手段属于系统上的偏差，而太阳辐射强度偏差则具有很强的随机性。

4 参考文献

[1] 陈丽红，周颖.南昌自动站和人工站温度观测结果差异分析[J].气象水文海洋仪器，2012，29（3）：26-30.

[2] 刘苈今，李毅.自动站与人工站气象观测数据差异浅析[J].云南大学学报：自然科学版，2011（S1）：253-258.

[3] 曹春荣.自动站与人工站观测降水量的差异对比分析[J].安徽农业科学，2010（21）：11220-11221.