论文摘要
第十二届气候委员会会议(CCL)明确要求各WMO成员国,在进行大气探测自动化进程中,需要一定时间的平行观测,在统一的气候资料存档和管理原则下,对观测资料进行质量评估,以确保历史资料的均一性。随着我国自动气象站的普及,我国地面自动气象观测系统正在逐步取代人工观测的器测项目,检测自动气象观测与人工观测的差异,并分析产生这些差异的原因,对于校正气象要素值、建立均一的气象要素时间序列,科学合理的使用气候资料序列进行气候变化研究具有重要的意义;对于改进我国地面自动气象观测系统,减少观测值的系统误差,使其更有代表性,也具有重要的参考价值。本文利用陕西省96个气象站2004年、2005年、2007年自动与人工两种观测仪器平行观测期间的气温、降雨量,按陕北、关中、陕南3种气候区域,分别计算气温对比差值和月降水百分误差。对于气温,分别统计月平均气温对比差值频率分布、月平均最高最低气温、月极端最高最低气温的对比差值的月变化规律和气温对比差值的日变化规律,并对气温对比差值的日、月变化规律与太阳总辐射的关系进行了相关分析。研究表明:1)、陕西78.6%的样本自动与人工观测气温对比差值在±0.2℃的允许范围内,并且不同气候区域下对比差值在±0.2℃之间的百分率基本相同,68%的样本自动观测的月平均气温高于人工观测结果。2)、全省范围内,6、7、8月月平均气温的对比差值最大,陕北差值最大,陕南次之,关中最小。3)、月极端最高气温对比差值最大,随后依次是月平均最高、月平均最低、月极端最低气温对比差值,月平均气温的对比差值最小。4)、一天中,21～07时对比差值变化比较平稳,08～19时之间呈单峰形,13时左右到达顶峰。5)、在极端天气情况下,月平均气温对比差值基本都在允许范围内,多数的自动观测气温大于人工观测气温,并且在高温过程的月对比差值略大于低温过程的月对比差值。6)、分析原因发现,自动与人工观测使用的两种仪器存在一定的系统观测误差,由仪器原理不同和观测样本差异造成的对比差值在±0.1℃左右,但太阳总辐射对不同仪器的影响不同是主要原因。人工观测与自动观测的气温对比差值与太阳总辐射曝辐量负相关显著。而对于降水量,按自动雨量传感器的类型分别统计了CAWS和DYYZ两个系列在3种气候区域的月降水百分误差率,并按日、年降雨量、降水过程总量分别进行统计,揭示了人工与自动观测降雨量的差异规律。研究表明,1)、77%的样本降雨量百分误差率在|±8%|以内,陕北81.3%、关中75.5%、陕南78.6%。81%的样本自动观测降雨量大于人工观测降雨量。2)、分仪器类型来看,CAW系列雨量传感器的质量略好于DYYZ系列。3)、22.9%的站年降雨量差值＞5%,其中DYYZ系列的自动与人工观测年降雨量差值＞5%的站为29.1%,CAW系列14.6%。4)、人工观测与自动观测的过程降雨量的差值正负不一,69%的测站人工观测过程降雨量小于自动观测,并且过程降雨量大的情况下,差值百分率较小,过程降雨量小的情况下,差值百分率较大。5)、分析发现,人工与自动观测降雨量仪器原理的不同造成的系统偏差是人工与自动观测降雨量存在差异的主要原因。在自动观测的气温、降水量代替人工观测的气温、降水量后,对原来的长时间序列产生了一定的影响,但是显著性并不明显,气温和降水时间序列满足连续性,符合均一性要求。