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引言

西藏自動氣象站建設自2005年開始，至今大多數臺站已結束平行觀測期，現在氣候分析和氣象服務工作所用各類資料大多為自動氣象站觀測數據，這就存在人工觀測資料與自動觀測資料使用時的相互銜接問題。本文通過分析這兩種觀測方法取得的一些氣象要素的差值規(guī)律，為氣候分析、氣象服務機構使用人工站資料的街接問題提供參考作用。異常差值的原因分析可供觀測人員判斷人工站和自動站運行狀態(tài)、儀器故障等方面提供理論上的依據。

1所用觀測資料及對比分析氣象要素的選定

1.1所用觀測資料起止時間選用西藏林芝國家基準氣候站2005年1月1日～2006年12月31日人工觀測和自動觀測逐日所選定的氣象要素。

1.2對比分析氣象要素的選定本文主要從以下四個方面來選取對比分析要素的對象：

1.2.1剃除與觀測時差有關系，及人工觀測中人為因素占主導的要素項目。如各類正點溫度值、2min風向風速等觀測項目。

1.2.2不考慮淺層、深層地溫的對比分析，因已有分析結果且較有規(guī)律性。

1.2.3自動降水和蒸發(fā)項目因自動觀測儀器本身正常工作的環(huán)境要求和實際情況有一定差距，加之調整儀器至最佳工作狀態(tài)困難，致使所獲觀測資料與人工站無可比性，故不選取此類項目。

1.2.4選取與氣候極值研究及對人民生活有較大影響的觀測要素，并盡可能消除觀測時差和人工觀測誤差的影響，使所選要素盡量準確、客觀。

1.3本文所確定的對比分析要素及行業(yè)差值要求范圍根據以上四個方面的考慮，經過篩選，本文選取以下要素來做對比分析：

1.3.1逐日10min最大風速、風向及出現時間（ffm/sdd°)

1.3.2逐日最高氣壓(Pxhpa)

1.3.3逐日最低氣壓(Pnhpa)

1.3.4逐日最高氣溫(Tx℃)

1.3.5逐日最低氣溫(Tn℃)

1.3.6逐日地面最高溫度(Dx℃)

1.3.7逐日地面最低溫度(Dn℃)

1.3.8逐日最小相對濕度(U%)

2分析對比方法

以經過自治區(qū)氣象局信息整編科審核更正過的人工站、自動站數據文件為基礎，用Excel工作表中的數據導入功能做出所選要素的人工、自動對比表，并統(tǒng)計其差值。此項工作量大，且須認真，是分析工作的重要依據和前提。將相應要素的差值各自匯總制成表格供業(yè)務工作中使用，并運用Excel圖表制作功能繪制出各類差值的折線圖。這樣做使各類要素差值狀況直觀呈現，便于對比分析工作的開展。本文在對所選要素對比分析過程中，對差值產生原因也做一些初步探討。特別需要指出的是：西藏各個國家基準氣候站人工站逐日最高氣壓、逐日最低氣壓、逐日最小相對濕度的挑取方法自2007年1月1日起按照新的觀測時次規(guī)定有所變化，即按新規(guī)定人工站所挑逐日最高氣壓、逐日最低氣壓、逐日最小相對濕度與自動站的觀測值非常接近，其差值基本都在允許范圍之內。故對此三項要素所做的對比分析結論僅限于1953年建站至2007年1月1日之前的人工觀測資料。

3分析報告

3.1逐日10min最大風速、風向及出現時間風速差值在±1.0m/s之內的占95％。差值最大上下限值-1.7～2.3m/s。特殊情況：2005年6月28日風速差值3.8是因為人工站風速跡線有缺測并影響極值挑取造成。風向差值在±45°之內的占85％。差值最大上下限值-176°～169°。（將人工站按十六方位符號的記錄轉為中心角度參與比較）出現時間差值在±20分鐘之內的占69%?！?0分鐘之內的占81%，＞±60分鐘的占19%。風速差值較為穩(wěn)定一致，個別差值較大的原因除了采用計算方法不同的因素外，主要是人工站手工挑取時人為誤差所致。風向差值較大是因為自動站采用滑動平均方法計算風向，而人工站則按定時所顯風向統(tǒng)計所得。即主要是方法不同造成。時間差值較大的原因有2點：

3.1.1因人工站的跡線時間與實際時間誤差在≤±20分鐘內無須訂正而導致。

3.1.2一天之內有兩段或以上次大風速的極值較接近時，在人工站挑取的最大值有可能是自動站的次大風速出現時段?？傊?，風速、風向及出現時間這三者之間是相互影響的，分析造成差值原因時要根據以上分析要點綜合考慮。

3.2逐日最高氣壓±0.5hPa之內的占97%，差值最大上下限0.9～-0.4hPa。差值為0或正值的次數占大多數，高達86%，即逐日最高氣壓自動站觀測值普遍高于人工站所挑值，差值穩(wěn)定度較好，易于與2007年之前人工站按四次定時觀測規(guī)定挑取的逐日最高氣壓作比較。

3.3逐日最低氣壓差值在±0.5hPa之內的占98%，差值最大上下限0.7～-0.8hPa，差值為0或負值的次數占72%，即逐日最低氣壓自動站觀測值普遍低于人工站所挑值，且差值穩(wěn)定度較好，易于與2007年之前人工站按四次定時觀測時挑取的逐日最低氣壓作比較。特殊情況：2006年3月1日差值-1.4是因為前一日20時人工站觀測前后氣壓有急劇下降過程，屬人工站和自動站20時觀測時間不同步所致。

3.4逐日最高氣溫差值在±0.5℃之內的占84%，差值最大上下限1.0℃～-0.6℃，差值為0或正值的次數占87%，即逐日最高氣溫自動站觀測值普遍高于人工站觀測值，因自動站測溫探頭響應時間與人工站水銀測溫液響應時間相比較短，故在溫度急劇上升過程及最高氣溫維持時間較短的情況下，自動站觀測值明顯比人工站偏高。另人工站每日20時觀測最高氣溫時水銀測溫液也存在因溫度下降內聚力加大回縮的狀況。此類情況更加使自動站的觀測值高于人工站的觀測值。特殊情況：2005年4月26日差值-2.2是因前一日20時人工站觀測調整后至20時正點之間氣溫有急劇下降過程，并在當日再無高于4月25日20時的觀測值所致。

3.5逐日最低氣溫差值在±0.5℃之內的占99.7%，再精確至±0.2℃之內的占97%。差值最大上下限0.7℃～-0.3℃，即逐日最低氣溫自動站觀測值與人工站觀測值基本一致。在不考慮兩類儀器性能的前提下，主要原因與每日最低氣溫出現時持續(xù)時間較長有很大關系，這使得人工站響應時間較長的儀器也能有充足時間感應到最低氣溫值。

3.6逐日地面最高溫度差值為0或正值的次數占90%，差值在+5.0之內的占83%，差值最大上下限13.6℃～-3.6℃。差值呈正值的原因與逐日最高氣溫的分析結論基本相同。經分析另有2點因素導致差值過大：

3.6.1在自動站地面溫度傳感器安裝正確的前提下，如人工站地面最高溫度表感應部分與土壤接觸面較少，則會導致人工站所測地面最高溫度偏低，則差值呈較大正值。

3.6.2在自動站地面溫度傳感器安裝正確的前提下，如人工站地面最高溫度表感應部分與土壤接觸面較多，則會導致人工站所測地面最高溫度偏高，則差值接近0或呈負值。此外，地溫場內的土壤也是不均質的，其比熱、導熱率及其他物理特征在相鄰之處差異也很大。加之地溫上升過程較空氣溫度更加劇烈，這在地溫較高的7月、8月份更加明顯，故地面最高溫度的差值區(qū)域較大。特殊情況：2005年6月17日差值-5.1、18日差值-4.2是負值并較大，可能與人工站地面最高溫度表或自動站地面溫度傳感器的安放不當有關。19日差值-14.9經分析可能是前一天20時觀測后未調整所致，人工站數據的正確性有疑問。

3.7逐日地面最低溫度差值在±1.0℃之內的占96%，差值最大上下限2.0℃～-1.1℃。差值穩(wěn)定性較好，原因與逐日最低氣溫差值分析結論基本相同。個別正值特別大的原因是有積雪出現時觀測方法不同造成。負值特別大的原因是20時人工觀測后在正點之前地溫急劇下降到日最低所致，此類情況多出現在春夏雷陣雨天氣過程之中。此外，另有2點因素導致差值過大：

3.7.1因人工站地面最低溫度表的觀測操作需要，須經常在地溫上升過程中將地面最低溫度表從所放觀測地段收回，從而導致自動站地面溫度傳感器與人工站地面最低溫度表感應部分所接觸的土壤濕度有所不同，通過比熱、導熱率等因素影響地面最低溫度。

3.7.2與安放時和土壤接觸的過多或過少也有關系，這類情況的分析結論和逐日地面最高溫度基本相同。特殊情況：2005年2月28日差值-2.2是因8時觀測后有一明顯下降過程但人工站未重新讀數造成；2005年4月25日差值-4.4是因在20時人工站觀測后至20時正點之間地面溫度有較強降溫至日最低所致；2006年2月5日差值7.8是因地面最低溫度出現時段有積雪人工站地面最低溫度表置于雪面觀測而自動站溫度傳感器沒有移動所致，即觀測方法不同造成；2006年10月15日差值-7.0是因自動站地面最低溫度缺測造成。

3.8逐日最小相對濕度差值在±10%之內的次數占88%，差值為負值的次數占97%，差值最大上下限3%～-20%。從差值表圖上可以看出絕大多數差值為負值，極少數差值為正值者也在5%之內，差值較大者多出現在夏季濕度較大的雨季。即逐日最小相對濕度自動站觀測值普遍低于人工站所挑值，造成此狀況的原因經分析有3點：

3.8.1自動站濕敏電容濕度傳感器與人工站毛發(fā)濕度計相比較，在低濕時具有響應時間短靈敏度高的特點，使之更能精確感應最小相對濕度。

3.8.2在夏季高濕季節(jié)，因自動站濕敏電容濕度傳感器靈敏度有所下降，造成所測最小相對濕度與人工站所挑值差值過大。

3.8.3與人工站只有4次定時觀測及挑取最小相對濕度的方法也有一定的關系。特殊情況：2005年4月26日的差值為17的原因是：前一日20時人工站觀測后至正點濕度急劇上升且在26日再無下降所致。

4結論

4.1通過以上分析報告得出：所選氣象要素的自動站觀測數據絕大多數符合氣象行業(yè)對自動觀測儀器的差值要求，可以投入正常的綜合觀測業(yè)務運行。

4.2分析過程所繪制的各類差值圖表可以形象得出這兩種觀測方法取得的一些氣象要素的差值規(guī)律，為氣候分析、氣象服務機構使用人工站資料的街接問題提供參考作用。

4.3文中異常差值的原因分析可為氣象觀測人員判斷人工站和自動站運行狀態(tài)、儀器故障等方面提供理論上的依據。