人工與自動觀測日照時數一致性分析

陳明 蓋曉波

摘 要：日照觀測是氣象部門地面氣象臺站觀測的基本項目之一，日照觀測數據資料在天氣氣候預報業務、農業生產服務和氣候資源開發等領域發揮了重要作用。傳統的觀測方式普遍使用的是暗筒式日照計進行人工觀測，日照紙需人工更換，日照時數需要根據感光跡象進行人工判斷，自動化程度低、觀測的結果受到人為影響較大。自動觀測使用光電式數字日照計，具有觀測精度高、功耗低等特點。本文對錦州國家基本觀測站2019年1月-4月人工與自動日照平行觀測資料進行分析，結論為陰天、多云時人工日照時數偏多;晴天或少云時日照時數的數據一致性較好。

關鍵詞： 日照平行觀測;人工和自動日照;日照時數對比

日照是指太陽在一地實際照射的時數，是氣象部門地面氣象臺站觀測的基本項目。目前，我國氣象部門對日照時數的觀測普遍使用暗筒式日照計。該儀器的日照紙需人工制作、安裝和更換，日照時數需要根據感光跡象進行人工判斷，自動化程度低、觀測結果受人為因素影響較大、數據資料的可比性和一致性難以保證。DFC2光電式數字日照計具有觀測精度高、功耗低等特點和優勢。該設備通過測量總輻射與散射輻射差值原理，可以較精確測量出有效的日照時間，全面實現從數據采集、數據處理以及連續觀測等功能，減少了人工觀測的復雜過程和人為誤差，從而有效地推進地面觀測業務的自動化水平，對天氣氣候研究、農業生產、氣候資源開發和利用、大氣環境監測等方面都具有非常重要的意義。

按照相關業務文件的規定，當光電式數字日照計全天的日照時數連續累計時間達到或者超過3分鐘時，或者暗筒式日照計小時內的日照時數累計達到0.1小時，需對觀測數據進行全天日照時數和小時日照時數進行一致性的對比分析。本文對錦州國家基本觀測站2019年1月-4月人工與自動日照平行觀測期間的數據資料進行了分析，對數據資料序列差異研究有一定借鑒意義。

一、全天日照時數一致性分析

1月至4月人工日照時數累計946.3小時，自動日照時數累計897.9小時，差值為48.3小時。其中1月日照時數累計差值為7.4小時，2月日照時數累計差值為2.5小時，3月日照時數累計差值為16.3小時，4月日照時數累計差值為22.1小時，可以看出，冬季日照時數總數偏少，差值也相對較少，進入春季日照總時數逐漸偏多，日照時數累計差值也逐漸變大。1月日最大差值為30日1.8小時，2月日最大差值為9日2.1小時，3月日最大差值為29日3.1小時，4月日最大差值為5日3.0小時。可以看出，冬季全天日照時數總數偏少，差值也相對較少，進入春季逐日日照總時數逐漸偏多，日照時數每日差值也變大。

1月至4月累計樣本天數為120天，日日照時數合計值完全一致的有11天，其中1天上午有霧，1天上午有小雨，其他9天為晴天無云或有少云;日日照時數合計值相差小于等于0.5小時有64天，其中1月20天，2月18天，3月16天，4月10天;日日照時數合計值相差大于0.5小時有45天，其中1月7天，2月9天。通過對兩種觀測方式的日日照時數進行統計分析可以看出：冬季日照時數偏少時日照差值較小;陰天、多云時人工日照時數偏多;晴天無云或少云時日照時數的數據一致性較好。

從冬季影響日照時數的其他因素如云和天氣現象等分析來看，由于冬季云量較少，云狀以高云為主，天氣現象也不是很復雜，進入春季后，云量逐漸增多，云狀也開始出現了低于2500米的中低云，天氣現象也增多，逐日日照總時數逐漸偏多，日照時數每日差值也變大。

二、小時日照時數一致性分析

1月人工日照時數07-08時合計為0.6小時，16-17時合計為1.3小時，自動日照時數07-08時合計為0.0小時，16-17時合計為6.4小時;2月人工日照時數07-08時合計為18.9小時，17-18時合計為0.0小時，自動日照時數07-08時合計為7.8小時，17-18時合計為0.6小時;

3月人工日照時數06-07時合計為9.7小時，17-18時合計為4.4小時，自動日照時數06-07時合計為5.4小時，17-18時合計為9.4小時;4月人工日照時數05-06時合計為0.4小時，18-19時合計為0.4小時，自動日照時數07-08時合計為0.1小時，18-19時合計為0.6小時.通過對兩種觀測方式的小時日照時數日出日落時數進行統計分析可以看出：人工日照時數日出時間較早，自動日照時數日落時間較晚。

三、結語

1.加強對臺站儀器設備的維護。按規定做好儀器的日常維護，定時檢查儀器安裝情況、儀器的水平、方位、緯度等。對本站的經緯度儀器設備的及真太陽時及時進行調整，確保儀器設備的穩定運行，確保所獲取數據的完整準確。

2.加強對維護知識的學習。儀器設備發生故障及時排除。并按照規定做好相關記錄和填報工作，總結交流儀器設備維護維修經驗，提高設備維護和使用能力，使儀器設備發揮最大作用。

參考文獻：

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[2]中國氣象局.地面氣象測報業務軟件操作手冊[M].北京：氣象出版社，2005.

[3]陳明，蓋曉波等. 新型自動站幾種異常情況的處理[J].現代農業科技，2014（24）：248-249.

[4]李倩，陳明，蓋曉波等. MDOS系統中元數據的處理[J].科技展望，2015.25（26）：19.

通訊作者：蓋曉波（1973-）女，高級工程師，主要從事大氣探測和氣候資料服務工作。