山东省自动观测与人工观测数据差异分析

摘要

本文利用山东省72个气象站2003～2005年自动与人工两种观测系统平行观测期间的气温、风向和风速资料，按鲁西北、鲁中、鲁东南、鲁西南和半岛5种气候区域，分别计算气温对比差值、风向相符率和风速对比差值。对气温，计算了所有测站和分区域日平均气温、日最高气温、最低气温和定时气温对比差值，并统计了它们的频率分布情况，分析了气温对比差值的日变化规律，并对各类气温对比差值的标准差、粗差率、一致率以及其年变化情况进行了计算分析，对济南站自动站观测日平均气温、日最高气温和日最低气温做了显著性检验。对于风资料观测的差异分析，首先统计分析了自动和人工观测定时风向的相符率及其年变化情况，其次分析了定时风速对比差值的年变化规律，并对风速对比差值的不确定度、粗差率和一致率进行了分析。 分析气温对比差值结果表明：日平均气温、日最高气温和日最低气温以自动站观测气温高于人工站为主，02时和20时以自动站观测低于人工站为主，08时和14时则相反；莘县夜间自动观测低于人工观测，白天相反，惠民、龙口和莒县无论白天夜间大都自动观测高于人工观测。 日平均气温、日最高气温、日最低气温和定时气温对比差值分布频率、对比差值以及对比差值的标准差、粗差率和一致率的变化情况比较一致，且没有明显的区域性差别。 日平均气温对比差值±0.2℃之间的频率日平均气温在80％以上，日最高气温大都在70％～80％之间，日最低气温大都在45％～70％之间；20时气温对比差值在±0.2℃之间的频率大都在70％以上，02时、08时和14时大都低于60％。 日平均气温对比差值及其标准差都最小，其次是日最高气温，最大的是日最低气温；日平均气温和日最高气温粗差率大都小于2％，日最低气温都大于2％；日平均气温对比差之的一致率最高，其次是日最高气温，最低的是日最低气温，但三者都在90％以上。 定时气温对比差值的标准差以02时最大，20时最小，年变化是夏季最小；02时和20时的粗差率都大于2％，08时和14时都小于2％，鲁西北各类气温对比差值粗差率都在2％以上，半岛大都在2％以下；无论哪个区域一致率都在90％以上，20时的最高，08时最低。 逐小时对比差值处于±0.2℃之间的频率夜间高，白天低，最低都是出现在08时；气温对比差值夜间小变化平缓，白天增大变化相对剧烈，最大值出现在08时；对比差值的标准差总体是夜间小白天大，各季节都能得到同样结果；粗差率夜间大白天小，小于2％的大都集中在白天，最小的在08时到14时之间；一致率大部分在90％以上，且变化不明显，白天一致率低，且变化剧烈，最低一致率出现在08时。 济南自动站观测气温与历史资料未出现显著性差异。 分析风向、风速对比结果表明：半岛各月平均值都是自动观测小于人工观测，鲁中地区都是自动观测高于人工观测，鲁东南和鲁西南绝大部分月份都是自动观测大于人工观测。所有测站和分区域风速对比差值的粗差率和一致率变化情况一致，且没有明显的区域性差别。 定时风向相符率分别是02时39.76％、08时38.68％、14时37.6％、20时39.84％。冬春季节风向相符率高，夏秋季节相符率低，其中秋季相符率最低。 所有测站风速对比差值年平均值02时和08时超过0.2m/s，14时和20时小于0.2m/s。 风速对比差值的不确定度都超过了1m/s的标准，粗差率大部分月份都在2％以下，超过2％的大都集中在春季，一致率都保持在90％以上。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

1.1选题目的和意义

1.2国内外研究进展

1.2.1国内外自动气象站布网的现状

1.2.2国内外自动和人工观测资料对比分析情况

1.3论文研究的内容

第二章对比测站的选取及方法介绍

2.1对比测站的选取

2.2方法介绍

2.2.1对比差值

2.2.2标准差和不确定度

2.2.3粗差率

2.2.4一致率

2.2.5显著性检验

2.2.6风向相符率

2.3所选数据分类

2.3.1山东省基本的地形地貌和气候特征

2.3.2台站按不同气候区域分类

第三章自动观测与人工观测气温差异分析

3.1气温对比差值频率分布及其与测站所处区域的关系

3.1.1日平均气温、日最高气温和日最低气温对比差值频率分布

3.1.2定时气温对比差值频率分布

3.1.3分区域气温对比差值频率分布

3.2气温对比差值的年变化规律及其与测站所处区域的关系

3.2.1所有测站气温对比差值及其年变化规律

3.2.2分区域气温对比差值及其年变化规律

3.3气温对比差值标准差的年变化规律及其与测站所处区域的关系

3.3.1所有测站气温对比差值标准差和年变化规律

3.3.2分区域气温对比差值标准差及年变化规律

3.4气温对比差值粗差的年变化规律及其与测站所处区域的关系

3.4.1所有测站气温对比差值粗差及年变化规律

3.4.2分区域气温对比差值粗差及年变化规律

3.5气温对比差值一致率的年变化规律及其与测站所处区域的关系

3.5.1所有测站气温对比差值一致率及年变化规律

3.5.2分区域气温对比差值一致率及年变化规律

3.6气温对比差值日变化规律

3.6.1气温对比差值处于±0.2℃之间频率分布日变化规律

3.6.2气温对比差值日变化规律

3.6.3测站不同季节气温对比差值日变化规律

3.6.4测站气温对比差值标准差日变化规律

3.6.5测站气温对比差值粗差日变化规律

3.6.6测站气温对比差值一致率日变化规律

3.7济南站气温对比差值显著性检验

3.8两种系统观测气温产生差异的原因分析

3.9本章小结

第四章自动气象观测与人工观测风速差异分析

4.1自动观测与人工观测风向的相符率

4.2自动观测与人工观测风速的对比差值及测站所处区域关系

4.3自动观测与人工观测风速对比差值的不确定度及测站所处区域关系

4.4自动观测与人工观测风速对比差值的粗差率及测站所处区域关系

4.5自动观测与人工观测风速对比差值的一致率及测站所处区域关系

4.6两种系统观测风向风速产生差异的原因分析

4.7本章小结

第五章结论和讨论

5.1结论

5.2 讨论

参考文献

致谢

在学期间的科研工作及成果