测量温湿度的两种方法测量结果分析

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温湿度记录仪 http://www.grainyq.com/product/839.html
自动气象站与人工温湿度计观测温湿度的对比研究
文静, 胡滨, 马宏艳
( 中国兵器工业第五九研究所 国防科技工业自然环境试验研究中心, 重庆 400039)
摘要: 在我国, 地面自动气象观测系统正在逐步取代常规人工观测的器测项目。从气象学和气候学以
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Key words: automatic w eather statio n; thermo met er; hy gr ometer; temper ature; relat ive hum idity
准确、可靠的天气和气候信息对许多领域都非 常重要, 在产品自然环境试验工作中, 更是不可缺少 的重要影响数 据之一[ 1] 。20 世纪 90 年代末, 我国 开始在台站布设地面自动气象观测系统。自 2000 年以来, 全国气象部门在大气监测自动化系统都投 入资金建设了大量的自动气象站。2005 年 4 月, 国 家材料环境腐蚀站网在海南站召开工作会议, 对与 会人员进行了自动气象监测仪器方面的现场培训,
24. 7 25. 5
27. 5 28. 5
25. 6 24. 9
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22. 1 22. 8
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18. 2 19. 4
19. 9 21. 9
19. 4 18. 4
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17. 5 18. 9 18. 1
20. 3 22. 4 23. 4
收稿日期: 2008-07-24
第6卷 第2期
温湿度自记仪http://www.grainyq.com/product/480.html
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观测值的系统误差等都是非常有意义的。
作规程进行观测、订正及更换记录纸。
1 实验方法
万宁试验站东面临海, 内暴露场距海 300 多米。 使用自动气象站和人工两种监测方法同时对温湿度 进行监测。
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自动监测
相对湿度/ %
极低 日平均 极高 极低
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3. 1 自动站与人工温湿度监测的差异
3. 1. 1 时间差异 根据5地面气象观测规范6的要求, 正点人工观
测在 45~ 60 m in 观测空气温度、相对湿度、降水、风 和气压等; 由于人工观测是靠观测员逐项进行的, 时 间跨度较大。在一般情况下, 人工观测距正点的时 间大约是: 温度和湿度相差 5 min, 风向、风速相差 3 min; 气压相差 2 min; 地温至少相 差 10 min。在上 述相差时段内, 气象要素值会有不同程度的 变化。 夏季在气温上 升时, 观测 时间相 差 5 m in, 可造成 较大的差 值。自 动气象 站观 测是在 正点 按气 温、 湿度、降水、风向、风速、气压、地温、辐射、日照、蒸 发的顺序 几乎是 在瞬间 完成 的。由 此可 见, 由于 两种观测体 制在观 测时间 上不同 步, 因此观 测结 果会出现差异。
1. 2 自动气象站温湿度监测
使用北京华创升达生产的 CAWS600 地面监测 自动气象站进行温湿度监测。该自动气象站使用铂 电阻温度传感器来测量温度, 使用高分子薄膜湿敏 电容传感器测量空气的相对湿度[ 2- 3] 。
1. 1 人工温湿度的监测
2 温湿度监测结果
温湿度计严格按照中央气象局地面标准规范安
WEN J i ng , H U Bi n, MA H ong-y an
( No . 59 Research Inst itute of O rdnance I ndustr y, Cho ng qing 400039, China)
Abstract: In our co untr y, automatic w eather stat ion sy stem is r eplacing traditional weather facilities. It is necessar y to study the differences between the obser vation results of the tw o methods fr om the view points of meteor olog y and climatolog y. T he par allel observ ation on temperature and humidity was carr ied out fo r one month and t he data w as pro cessed. T he r esults show ed that w hen significant lev el A is 0. 05, the two metho ds have no sig nificant differences.
由表 1 中数据生成两组数列: 人工监测日平均 温度 x 和自动站监测日平均温度 y 。
x : { 24. 6, 21. 6 , 22. 0, 21. 9, 24. 4, 24. 7, 25. 5, 25. 6, 24. 9, 22. 1, 22. 8, 22. 8, 21. 0, 18. 2, 19. 4, 19. 4, 18. 4, 17. 5, 18. 9, 18. 1, 18. 0, 17. 8, 18. 5, 20. 6, 20. 8, 21. 9, 22. 9, 22. 2, 19. 4, 20. 5, 21. 2}
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温湿度监测仪 http://www.grainyq.com/product/368.html
2009 年 04 月
3 结果分析与讨论
3. 2 自动站与人工温湿度监测数据统计分 析
19. 3 21. 2
19. 5 18. 3
23. 5 22. 0
17. 6 18. 8 18. 3
19. 9 21. 8 22. 6
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20. 6 21. 9
24. 4 25. 4
22. 9 22. 4
25. 4 24. 7
结果无明显差异。
关键词: 自动气象站; 人工温湿度计; 温度; 相对湿度
中图分类号: X830
文献标识码: A
文章编号: 1672- 9242( 2009) 02- 0032- 04
Comparative Study of Temperature and Humidity Observation with Automatic Weather Station and Manual Operation
y : { 23. 9, 22. 5, 21. 8, 21. 8, 24. 0, 24. 7, 25. 3, 25. 2, 24. 6, 21. 9, 22. 4, 22. 2, 20. 4, 18. 0, 19. 1, 19. 5, 18. 3, 17. 6, 18. 8, 18. 3, 18. 0, 18. 3, 18. 4, 20. 3, 20. 6, 21. 9, 22. 9, 22. 4, 19. 3, 20. 6, 21. 3}
18. 0 17. 8
23. 0 23. 0
18. 5 20. 6
21. 3 23. 5
20. 8 21. 9
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26. 1 25. 3
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人工监测
相对湿度/ %
极低 日平均 极高 极低
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日平均 极高
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22. 5 21. 8
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24. 0 25. 7
24. 7 25. 3
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27. 3 26. 8
21. 9 22. 4
23. 5 25. 2
22. 2 20. 4
25. 4 22. 6
18. 0 19. 1
3. 1. 2 样本差异 人工观测是点读数, 就是说观测员在观测时只
读一次仪器的示值。当然, 由于仪器存在惯性, 它起 到了抹平高频成分的作用, 但毕竟只 是 1 次读数。 在记录纸上是对 1 天中的 2 时、8 时、14 时、20 时 4 次的值进行平均, 而得出当日的平均值。然而自动 气象站的每一个观测值都是多个样本值的平均值。 其中温度、湿度等, 都是 10 s 取 1 个样本值, 去掉一 个最大值和一个最小值, 剩下的 4 个样本值的平均 值作为观测值。在多数情况下, 去掉了一个最大值 和一个最小值就等 于将奇异值剔除 了。人工的 最 高、最低温度值是根据最高最低温度表读出并订正, 再与温湿度计纸上进行对比而得。而有时天气突变 时, 温湿度记录纸反应比较滞后, 比较得出的数值误 差较大。而自动站的最高、最低温度是对每天中每 分钟测定的值共 1440 个数据比较得出的, 抛弃仪器 本身误差, 应该说这方面比人工的最高最低温度表 更具有灵敏性和精确性。样本数目不同, 测量结果 会有差异。
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பைடு நூலகம்
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温度/ e
装。温湿度计是安置在离地面 1. 5 m 的百叶箱中,
使用自动气象站和人工温湿度计两种方法同时
百叶箱分为大小两种, 大百叶箱安置温湿度计, 小百 在万宁试验站内暴露场进行温湿度监测, 某年 12 月
叶箱内安置干湿球、最高和最低温度表, 每天按照操 1 个月监测结果见表 1。
表 1 温湿度监测数据
T ab le 1 Dat a of t em perat ure and h umidit y ob servat ion
及各行各业的观点来看, 为了得到新旧两种观测系统间的差异, 将他们所获取的资料进行对比是非常必要
的。在进行大气探测自动化进程中, 需要一定时间的平行观测, 在统一的气候资料存档和管理原则下, 对观
测资料进行质量评估, 使之得出的气象数据更精确、可靠。为更好地为大气自然环境试验提供环境数据保
障, 通过一个月的自动气象站温湿度与人工的温湿度计数据的对比, 得出在显著水平 A为 0. 05 时, 两种观测
号召全国各个自 然环境试验站逐步安装 自动气象 站, 海南万宁试验站是首批安装和试运行自动气象 站的试验站之一。对气温、相对湿度观测而言, 观测 系统性能的变化( 主要是传感器) , 导致气象要素观 测值的系统偏差将是不可避免的, 检测地面自动观 测与人工观测的气温、相对湿度的差异, 并分析产生 这些差异的原因, 以便与以前的人工气象数据进行 更好地连接, 改进我国地面自动气象观测系统, 减少
日期
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温度/ e
日平均 极高
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