人工观测与自动观测气象数据差异的原因分析

摘要：DZZ1-2型自动站自2005年开始试运行，06年正试投入业务运作，本文通过对紫金县气象站人工观测数据与DZZ1-2型自动站数据进行对比，从中找出人工观测与自动观测两种观测体系所获的观测数据存在的差异。

关键词：人工观测；自动观测；数据差异；原因分析

中图分类号：P416文献标识码：A文章编号：1674-0432（2014）-01-53-1

自2005年紫金气象观测站投入使用DZZ1-2型遥测自动气象站以来，基本实现了气象观测的自动化，丰富了获取气象资料的方法。但是通过所获取资料分析，发现人工数据与自动数据存在着一定的差距。本文通过对紫金气象站2006年1～12月压、温、风、雨量等资料分析，发现自动观测数据比人工观测数据更准确，更有连续性。自动观测更能体现出大气中的真实状态，更能满足气象现代化的建设需要。

1人工与自动观测数据差异的原因

1.1观测仪器原理产生的差异

自动气象站中使用的传感器与人工观测使用的仪器在原理上是不一样的，自动气象站传感器比较灵敏，所得的数据更有准确性，传感器性能好、便清洁维护。自动气象站不会产生由于人工观测而出现的主观错误。例如：人工观测2分钟风的平均值时，容易产生主观误差；对深层地温进行人工观测时，由于受到外界环境的影响，当从地中取出读数时会产生误差；在人工观测温度时，人体也会对读数产生影响，这些误差都是由于进行人工观测时，经常存在视觉误差和习惯误差，这样就会产生读数不准的情况，从而导致误差甚至错误产生，这些误差在自动气象站中都会规避掉。

1.2观测时间产生的差异

在地面观测规范中，人工观测要求在45～60分钟之间完成包括云、能、天、温、压、湿、地面温度等要素观测，其中蒸发量可以安排在40分钟至正点后10分钟之间观测。由于人工观测是靠观测员逐项进行，时间跨度较大，气象要素也会随之变化。在一般情况下，人工观测要素距正点的时间约是：温度和湿度相差约10～12分钟；风向、风速相差约4～6分钟；本站气压相差约1～2分钟；地面温度相差至少12分钟。在以上相差时段内，气象要素值会不有同程度的变化。实验结果表明：在夏季气温有较明显上升时，观测时间差10分钟，可造成0.4℃～0.9℃的差值。自动气象站是在00～01分内按顺序几乎是瞬间完成各要素观测的。由此说明，由于两者观测体制在观测时间上不同步，因此观测结果必然会出现差异。显然，自动观测能准确的测到正点值。因此，由于自动气象站观测时间的一致性，观测的资料有更好的使用价值。

1.3采集样本不同产生的差异

人工观测的结果主要就是通过记录仪器显示数值，也就是说观测人员只读一遍仪器的显示数值即可。而自动气象站的观测方式就不同了，它所显示最后的数值是平均值。自动气象站会每10秒记录一个数值，然后将其中的最大值和最小值去掉，将剩下的数值进行平均，最后得出的观测结果。即，自动观测值是由多个样本值平均后得出，从而说明了自动观测获取的要素值更加科学、准确、可靠。

2人工与自动观测要素对比

气压。2006年人工与自动观测的气压读数基本相同，从四次定时观测的平均差值来看，人工观测与自动观测结果几乎一致，月平均差值均在0.1hpa以内，月最高、最低气压差值均在0.8hpa以内。因我站气压传感器和气压表的安装位置处于同一高度，避免了受高度差的影响，但两者观测结果仍与仪器原理差异有关，自动气象站的气压传感器直接测出本站气压。而水银气压表的读数值要经过公式计算（经过订正）后才能得出本站气压，因此，两种观测体制的测量结果必定存在差异。中国气象局2004年颁布的《地面气象观测规范》是采用新的重力加速度公式，减少了计算误差值，使人工观测的气压值更接近大气的真实值。

气温。统计2006年四次定时人工与自动观测的气温，发现自动观测的气温普遍比人工观测的高。月平均差值均在0.2℃以内，08、14时气温处在明显升温过程中，自动比人工可高0.5℃；02时、20时的对比差值均在0.2℃以内，02、20时处在降温过程，差值较小；由此说明温度日的变化趋势与实际状态基本吻合。这与白天自动站温度传感器探头热敏电阻受太阳辐射影响所致，在阴天或气温变化平缓的天气里，这种差异就会偏小。

雨量。由于测量雨量的问题复杂，现以月总降水量、20～08时、08～20时的合计分别作比较。自动站观测的月合计年平均、20～08时降水量比人工站观测的偏少，月合计年平均偏少0.7毫米，20～08时年平均偏少1.1毫米，08～20则人工站偏少0.4毫米。月降水量越小，差值越小；月总降水量越大，差值也越大。造成此种差异的原因是人为的读数误差。自动气象站采用的是翻斗式雨量计，其测量结果就比较可靠，没有人为的读数误差。而人工站由于发报需要，在雨量较大时，测量必然会导致雨量的损失，雨量越强，损失就越多。此外，在量取时还会存在视线误差。

3结语

由于观测时间、观测仪器、环境的差异，采集样本等不同，造成自动观测与人工观测值存在一些差别。总之，自动气象站受外界因素影响较小，自动观测数据更准确，更有连续性，自动观测体系更符合气象现代化的发展需要。

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[2]广东省气象计算机应用研究开发研究所，DZZ1-2型自动气象站技术手册，2003.

[3]吴锋.浅谈自动气象站自动观测与人工观测数据的差异[J]，吉林气象，2004，（4）：33-36.

[4]卓贞容，欧阳细美，韦丽菊，自动气象站的使用维护技巧[J].广东气象，2006，（1）.

作者简介：郑金新，河源市气象局，助理工程师，研究方向：大气探测。