淺談自動(dòng)站與人工站的數(shù)據(jù)采集

1、 淺談自動(dòng)站與人工站的數(shù)據(jù)采集 王麗娟，徐搏（五常市氣象局，黑龍江五常 150200）自動(dòng)與人工是兩種觀測(cè)技術(shù)體制，它們所獲取得氣象數(shù)據(jù)存在差異。這種差異產(chǎn)生的原因主要是由于儀器的原理差異、觀測(cè)的時(shí)空差異、采樣方式及儀器運(yùn)行情況造成的差異。自動(dòng)氣象站是一種能自動(dòng)地觀測(cè)和儲(chǔ)存氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的設(shè)備。與常規(guī)人工觀測(cè)相比，自動(dòng)氣象站具有人為干擾因素少、時(shí)間分辨率高等特點(diǎn)，對(duì)提高地面觀測(cè)質(zhì)量、減輕觀測(cè)員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高中小尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警能力起到重要作用，是提高氣象臺(tái)站對(duì)災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、服務(wù)水平的前提條件。自動(dòng)氣象站與人工觀測(cè)記錄在數(shù)值上有一定的差異，根據(jù)天氣現(xiàn)象、測(cè)報(bào)軟件、自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)中的

2、數(shù)據(jù)采集、供電、數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M(jìn)行綜合分析，找出原因，采取相應(yīng)的解決方法，提高自動(dòng)氣象采集數(shù)據(jù)的可靠性和人工地面氣象觀測(cè)記錄的準(zhǔn)確性。出現(xiàn)差異的主要原因有：1 儀器原理差異自動(dòng)氣象站使用的氣象傳感器與人工觀測(cè)使用的儀器原理不同。這些傳感器有較小的時(shí)間常數(shù)，可以觀測(cè)到大氣中比較小的有意義的波動(dòng)，使所得到的極值更具有代表性，有較高的分辨率和測(cè)量準(zhǔn)確度。自動(dòng)站可以避免人工觀測(cè)中的主觀誤差。在人工觀測(cè)中，觀測(cè)員往往有習(xí)慣性誤差，讀數(shù)時(shí)間不是瞬間完成，如測(cè)溫時(shí)人的體溫對(duì)溫度也有影響，2min風(fēng)的平均值也受人的主觀判斷影響，深層低溫觀測(cè)時(shí)，從地中取出溫度表讀數(shù)也會(huì)因環(huán)境改變而造成誤差等等，這些問(wèn)題在自動(dòng)站中都

3、不會(huì)出現(xiàn)。2 時(shí)空誤差地面氣象觀測(cè)是在近地層中進(jìn)行的，而在近地層中各氣象要素存在較大的時(shí)間和空間波動(dòng)。從時(shí)間上說(shuō)，一般情況下，人工觀測(cè)距正點(diǎn)的時(shí)間是：溫度和濕度10min；風(fēng)向風(fēng)速4min；氣壓2min；地溫至少12min。而自動(dòng)站是在正點(diǎn)按氣溫、濕度、降水、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、地溫的順序在瞬間完成的，在上述相差時(shí)段內(nèi)，氣象要素值會(huì)有不同程度的變化，自動(dòng)站和人工站由于觀測(cè)時(shí)間不同步，測(cè)得的要素值自然會(huì)存在一定的差異。從空間上說(shuō)，自動(dòng)站的傳感器與人工來(lái)自www.lw5u.com站儀器的安裝位置不同，對(duì)于地溫這種與儀器安裝位置密切相關(guān)的氣象要素來(lái)說(shuō)，位置的差別也會(huì)造成一定的觀測(cè)差異。3 采樣方式不同

4、造成的差異人工觀測(cè)是點(diǎn)讀數(shù)，觀測(cè)員在觀測(cè)時(shí)只讀1次值，且存在視覺(jué)誤差，而自動(dòng)站每一個(gè)值都是多個(gè)樣本的平均值。采樣方式和樣本數(shù)目不同，會(huì)使人工站與自動(dòng)的測(cè)量結(jié)果必然存在差異。由于自動(dòng)站能夠測(cè)量到大氣中較來(lái)自www.lw5u.com小的波動(dòng)，因此更能夠準(zhǔn)確地獲取有意義的要素值。4 儀器運(yùn)行情況造成的差異當(dāng)自動(dòng)站或人工站觀測(cè)儀器出現(xiàn)故障時(shí)，兩者的觀測(cè)值自然存在較大的差異，因此對(duì)儀器進(jìn)行定期的管理和維護(hù)能夠消除一些不必要的誤差，尤其對(duì)各類(lèi)儀器進(jìn)行日常清潔，能夠提高數(shù)據(jù)采集的精確度，減小兩者的偏差。5 小結(jié)由于自動(dòng)站與人工站測(cè)量的感應(yīng)元件及觀測(cè)原理不同，造成觀測(cè)值存在系統(tǒng)性偏差，測(cè)量元件的精度決定其對(duì)氣象要素變化響應(yīng)的靈敏度，自動(dòng)站感應(yīng)元件精度高，對(duì)氣象要素變化量具有線性放大或縮小作用。自動(dòng)站傳感器有較小的時(shí)間常數(shù)和較高的分辨率，使其所獲得的極值更有代表性；同時(shí)還具有較高的準(zhǔn)確度，可以避免人工觀測(cè)中和訂正中產(chǎn)生的誤差。自動(dòng)站與人工站的資料在保證一致性的前提下普遍存在差異，這種差異主要是由于兩種觀測(cè)體制的不同造成的，具體分析有包括儀器