对比观测地面最高温度新方法研究

摘要

自动站观测地面最高温度常有出现高于人工观测数据,这已是一个普遍存在的事实。笔者选取贵州省余庆县国家基本气象站2011 年3 月至4 月地面最高温度对比观测数据进行统计。在地面0cm 观测数据取样统计中，自动站取值偏高占取样总数的54.0%；自动站取值偏低仅占15.4%；从时间分布上看，08，14 和20 时稳定或准稳定（误差≤1.0 ℃）分别占样本的18.5%，19.7%和31.8%。由此表明日照因素影响显著。采用地面最高温度和最高气温观测方式对比发现最高地面温度感应器和最高气温感应器感应温度的方式主要区别为是否受太阳辐射。铂电阻温度计和水银温度表物理特性和电磁学等知识进行解释造成自动站与人工对比观测地面最高温度常出现较大误差的根本原因是因为两种采集仪器对太阳辐射吸收率存在很大差异。综合分析结论表明：水银温度计表面为玻璃材质，表面光滑；同时温度计中的水银为银色液体，两者都具有很强的镜面反射作用，基本完全反射可见光部分。所以根据公式，水银温度计直接从太阳辐射中吸收的能量非常少。主要靠地面的热传导。水银温度计升温速度明显滞后于地面升温速度。铂电阻采集器探头外壳明显不具有水银温度计光滑的玻璃表面和水银液体的强烈反射率，所以相比水银温度计，铂电阻采集器从太阳辐射中吸收的能量更多。所以在有日照的情况下铂电阻传感器吸收能量更快，温度升高更快，升温速度更接近地面升温速度。理论的地面最高温度只是一个瞬时值，所以采集器或温度表的升温速度越接近观测场地面土壤升温速度，才越可能更精确的采集到和理论值更接近的地面最高温度。新的解决方法：做一个不影响太阳辐射吸收的“百叶箱”来解决这一问题。在采集器和温度表感热部分盖上一层薄的观测场土壤即可使采集器和地表获得更相近的反照率和更接近地表的吸热特性，从而获得更精确的观测值，提高观测质量。