山东省自动与人工观测数据的差异分析

摘要

利用山东省122 个国家级地面气象观测站平行观测期内，自动站与人工站观测的月报数据文件，对自动站与人工站观测的气温、气压、相对湿度、降水量、风向风速进行了差异分析，统计了两种观测数据之间的对比差值、雨量累积相对差值和风向相符率，并检验了气温自动观测对气温资料连续性的可能影响。结果表明：自动观测与人工观测各气象要素均存在一定的差异，但大多数台站各要素的差异都在自动站误差允许范围之内。山东省有90%的台站年平均气温差值在±0.2 ℃之间，日最高、日最低气温自动与人工观测的差异大于平均气温。日平均本站气压对比差值的年平均值在±0.3 hPa 之间的站占78%，日平均本站气压、日最高本站气压、日最低本站气压对比差值为负的台站分别占评估台站总数的69%、 36%、92%，多数自动观测的日最低本站气压低于人工观测值，而日最高本站气压相反。有92%的台站相对湿度对比差值为负值，说明多数自动观测的相对湿度低于人工观测值。日平均风速对比差值的年平均值在±0.5 m/s 之间的台站占85%，全省10 分钟平均风速的风向相符率在13%-74%之间，年平均为50%，1-5 月及11-12 月风向相符率均大于等于年平均，6-10 月风向相符率均低于年平均。降水量累年月降水量累计相对差值在±5%之间的台站占93.4%。全省2 月、6 月、11 月月平均气温与历史序列值出现差异的站比较多，分别为39%、32%与28%，1 月、3 月、4 月、5 月、7 月、8 月、9 月、10 月和年平均气温通过5%的t 检验台站比率较大，均在95%以上。自动观测替代人工观测对月、年平均气温有一定影响，总体差异不显著。气温自动站与人工站由于仪器换型原因没有造成数据显著差异，对于有显著性差异的台站需进行均一性订正，以保证资料的连续性和可靠性。造成自动与人工站观测数据差异的原因是多方面的，除仪器工作原理造成的差异外，还有观测时间产生的差异，观测时次产生的差异，仪器安装环境，观测环境和方式造成的差异，百叶箱变化对气温和湿度的影响等也是重要因素。