新型自動站（DZZ5）與備份自動站（CAWS600）氣象觀測數據對比分析

唐春燕

摘 要 宜賓市南溪區氣象局一般站自2016年1月1日使用新型自動站（DZZ5）以來，提升了地面氣象觀測自動化和現代化水平，增強了觀測資料的準確性、完整性和可靠性。由于氣象自動站儀器的更新，啟動DZZ5型自動氣象站將導致新型站和備份站觀測數據存在差異。基于此，研究新型自動站（DZZ5）與備份自動站（CAWS600）觀測數據差異，得出各氣象要素的訂正數據，確保南溪區一般站氣候統計資料的準確性和連續性。

關鍵詞 新型自動站；備份自動站；氣象觀測數據；對比

中圖分類號：P415.12；P412 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.063

1 資料與方法

1.1 資料選取

2016年新型自動站與備份自動站每日觀測數據，包括日平均氣溫、日平均相對濕度、日平均氣壓、2 min平均風速、日總降水量、0～320 cm日平均地溫。

1.2 分析方法

本文所采用主要分析方法，氣候統計學中的差值平均值、超差率、相關系數，對兩站觀測數據進行對比分析[1-3]。

2 對比分析結果

由于將新型站和備份站數據按照同一日期進行比較才有意義，故備份站所缺數據對應的新型站數據不做分析。2016年，新型站有效樣本數為5 124個（缺測率為0）。備份站由于設備升級造成部分數據缺測，備份站總有效樣本數為4 520個（缺測率為12%），其中日平均氣溫、日平均相對濕度、日平均氣壓、2 min平均風速、0 cm日平均地溫、5 cm日平均地溫、10 cm日平均地溫、160 cm日平均地溫、320 cm日平均地溫均缺測35個（缺測率為9.6%），日總降水量缺測3個（缺測率為0.8%），15 cm日平均地溫缺測49個（缺測率為13.4%），20 cm日平均地溫缺測168個（缺測率為45.9%），40 cm日平均地溫缺測36個（缺測率為9.8%），80 cm日平均地溫缺測33個（缺測率為9.0%）。對比結果見表1。

2.1 日平均氣溫

兩站日平均氣溫對比差值平均值為0.31 ℃，超過差值最大允許誤差，故兩站數據不能進行訂正使用。兩站日平均氣溫相關系數為0.999 7，兩者相關性很好。計算超差率發現，日平均氣溫超差次數52次，超差率為15.7%，超差率較高，說明兩站氣溫傳感器穩定性較差。

2.2 日平均相對濕度

兩站對比差值平均值為6%，超過差值最大允許誤差，故兩站數據不能進行訂正使用。兩站日平均相對濕度相關系數為0.958 7，兩者相關性很好。計算超差率發現，日平均相對濕度超差次數0次，超差率為0%，說明兩站相對濕度傳感器穩定性較差。

2.3 日平均氣壓

兩站對比差值平均值為-0.2 hPa，新型站日平均氣壓比備份站平均低0.2 hPa。根據規定氣壓差值最大允許誤差為0.3 hPa，故可用-0.2 hPa的差值進行氣壓的氣候資料訂正。兩站日平均氣壓相關系數為1，兩者相關性很好。計算超差率發現，日平均氣壓超差次數6次，超差率1.8%，超差率很低，說明兩站氣壓傳感器穩定性較好。

2.4 2 min平均風速

兩站對比差值平均值為0.3 m·s-1，新型站2 min平均風速比備份站平均高0.3 m·s-1。根據規定風速差值最大允許誤差為0.5 m·s-1。故可用0.3 m·s-1的差值進行2 min平均風速的氣候資料訂正。兩站2 min平均風速相關系數為0.783 4，兩者相關性較差。計算超差率發現，2 min平均風速超差次數0次，超差率0%，說明兩站風速傳感器穩定性很好。

2.5 日總降水量

兩站對比差值平均值為0.37 mm，根據規定降水量最大允許誤差（當降水量≤10 mm時，為±0.4 mm；當降水量>10 mm時，為±4%）。故可用0.37 mm的差值進行日總降水量的氣候資料訂正。兩站日總降水量相關系數為0.985 6，兩者相關性很好。計算超差率發現，日總降水量超差35次，超差率為9.6%，超差率較大，說明兩站雨量傳感器穩定性較差。

2.6 0 cm日平均地溫

兩站0 cm日平均地溫對比差值平均值為-0.38 ℃，超過差值最大允許誤差，故兩站數據不能進行訂正使用。兩站0 cm日平均地溫相關系數為0.995，兩者相關性很好。計算超差率發現，0 cm日平均地溫超差次數149次，超差率為45%，超差率很高，說明兩站0 cm日平均地溫傳感器穩定性很差。

2.7 日平均淺層地溫

兩站日平均淺層地溫的對比差值都未超過差值最大允許誤差，故兩站日平均淺層地溫數據可以進行訂正使用。兩站日平均淺層地溫相關系數都較高，兩者相關性很好。計算超差率發現，日平均淺層地溫中

（5 cm日平均地溫超差次數90次（超差率為27.2%）、15 cm日平均地溫超差次數59次（超差率為18.6%），超差率都較高，說明兩站5 cm和15 cm日平均地溫傳感器穩定性較差），其余淺層地溫超差率都很低，傳感器穩定性很好。

2.8 日平均深層地溫

兩站除320 cm日平均地溫對比差值超過差值最大允許誤差外，其余日平均深層地溫數據可以進行訂正使用。兩站日平均淺層地溫相關系數都較高，兩者相關性很好。計算超差率發現，日平均淺層地溫中（320 cm日平均地溫超差次數102次（超差率為30.8%），超差率很高，說明兩站320 cm日平均地溫傳感器穩定性較差），其余深層地溫超差率都很低，傳感器穩定性很好。

3 結論

1）新型站和備份站觀測數據存在一定的差異，日平均氣溫、相對濕度、0 cm日平均地溫和320 cm日平均地溫差異較大，都不能進行氣候資料訂正。

2）兩站2 min平均風速相關系數為0.78，說明兩站

2 min平均風速相關性很差。

3）兩站日平均相對濕度、2 min平均風速、80 cm和160 cm日平均地溫的數據超差率都為0。說明兩站濕度、風速、80 cm和160 cm地溫傳感器穩定性很好。

參考文獻：

[1] 吳玉川，胡德鳳.都江堰氣象站CAWS600與DZZ5自動氣象儀器及其觀測數據對比分析[J].安徽農業科學，2016，44（32）：177-178，183.

[2] 美合日阿依·牙里坤.新型自動氣象站能見度觀測數據與人工觀測值差異分析[J].科研，2017（1）：168.

[3] 張永霞.新型自動站（DZZ6）與備份自動站（CAWS600）觀測數據對比分析[J].自然科學，2016（9）：28.

（責任編輯：趙中正）