新型自动站（DZZ5）与备份自动站（CAWS600）气象观测数据对比分析

唐春燕

摘 要 宜宾市南溪区气象局一般站自2016年1月1日使用新型自动站（DZZ5）以来，提升了地面气象观测自动化和现代化水平，增强了观测资料的準确性、完整性和可靠性。由于气象自动站仪器的更新，启动DZZ5型自动气象站将导致新型站和备份站观测数据存在差异。基于此，研究新型自动站（DZZ5）与备份自动站（CAWS600）观测数据差异，得出各气象要素的订正数据，确保南溪区一般站气候统计资料的准确性和连续性。

关键词 新型自动站；备份自动站；气象观测数据；对比

中图分类号：P415.12；P412 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.063

1 资料与方法

1.1 资料选取

2016年新型自动站与备份自动站每日观测数据，包括日平均气温、日平均相对湿度、日平均气压、2 min平均风速、日总降水量、0～320 cm日平均地温。

1.2 分析方法

本文所采用主要分析方法，气候统计学中的差值平均值、超差率、相关系数，对两站观测数据进行对比分析[1-3]。

2 对比分析结果

由于将新型站和备份站数据按照同一日期进行比较才有意义，故备份站所缺数据对应的新型站数据不做分析。2016年，新型站有效样本数为5 124个（缺测率为0）。备份站由于设备升级造成部分数据缺测，备份站总有效样本数为4 520个（缺测率为12%），其中日平均气温、日平均相对湿度、日平均气压、2 min平均风速、0 cm日平均地温、5 cm日平均地温、10 cm日平均地温、160 cm日平均地温、320 cm日平均地温均缺测35个（缺测率为9.6%），日总降水量缺测3个（缺测率为0.8%），15 cm日平均地温缺测49个（缺测率为13.4%），20 cm日平均地温缺测168个（缺测率为45.9%），40 cm日平均地温缺测36个（缺测率为9.8%），80 cm日平均地温缺测33个（缺测率为9.0%）。对比结果见表1。

2.1 日平均气温

两站日平均气温对比差值平均值为0.31 ℃，超过差值最大允许误差，故两站数据不能进行订正使用。两站日平均气温相关系数为0.999 7，两者相关性很好。计算超差率发现，日平均气温超差次数52次，超差率为15.7%，超差率较高，说明两站气温传感器稳定性较差。

2.2 日平均相对湿度

两站对比差值平均值为6%，超过差值最大允许误差，故两站数据不能进行订正使用。两站日平均相对湿度相关系数为0.958 7，两者相关性很好。计算超差率发现，日平均相对湿度超差次数0次，超差率为0%，说明两站相对湿度传感器稳定性较差。

2.3 日平均气压

两站对比差值平均值为-0.2 hPa，新型站日平均气压比备份站平均低0.2 hPa。根据规定气压差值最大允许误差为0.3 hPa，故可用-0.2 hPa的差值进行气压的气候资料订正。两站日平均气压相关系数为1，两者相关性很好。计算超差率发现，日平均气压超差次数6次，超差率1.8%，超差率很低，说明两站气压传感器稳定性较好。

2.4 2 min平均风速

两站对比差值平均值为0.3 m·s-1，新型站2 min平均风速比备份站平均高0.3 m·s-1。根据规定风速差值最大允许误差为0.5 m·s-1。故可用0.3 m·s-1的差值进行2 min平均风速的气候资料订正。两站2 min平均风速相关系数为0.783 4，两者相关性较差。计算超差率发现，2 min平均风速超差次数0次，超差率0%，说明两站风速传感器稳定性很好。

2.5 日总降水量

两站对比差值平均值为0.37 mm，根据规定降水量最大允许误差（当降水量≤10 mm时，为±0.4 mm；当降水量>10 mm时，为±4%）。故可用0.37 mm的差值进行日总降水量的气候资料订正。两站日总降水量相关系数为0.985 6，两者相关性很好。计算超差率发现，日总降水量超差35次，超差率为9.6%，超差率较大，说明两站雨量传感器稳定性较差。

2.6 0 cm日平均地温

两站0 cm日平均地温对比差值平均值为-0.38 ℃，超过差值最大允许误差，故两站数据不能进行订正使用。两站0 cm日平均地温相关系数为0.995，两者相关性很好。计算超差率发现，0 cm日平均地温超差次数149次，超差率为45%，超差率很高，说明两站0 cm日平均地温传感器稳定性很差。

2.7 日平均浅层地温

两站日平均浅层地温的对比差值都未超过差值最大允许误差，故两站日平均浅层地温数据可以进行订正使用。两站日平均浅层地温相关系数都较高，两者相关性很好。计算超差率发现，日平均浅层地温中

（5 cm日平均地温超差次数90次（超差率为27.2%）、15 cm日平均地温超差次数59次（超差率为18.6%），超差率都较高，说明两站5 cm和15 cm日平均地温传感器稳定性较差），其余浅层地温超差率都很低，传感器稳定性很好。

2.8 日平均深层地温

两站除320 cm日平均地温对比差值超过差值最大允许误差外，其余日平均深层地温数据可以进行订正使用。两站日平均浅层地温相关系数都较高，两者相关性很好。计算超差率发现，日平均浅层地温中（320 cm日平均地温超差次数102次（超差率为30.8%），超差率很高，说明两站320 cm日平均地温传感器稳定性较差），其余深层地温超差率都很低，传感器稳定性很好。

3 结论

1）新型站和备份站观测数据存在一定的差异，日平均气温、相对湿度、0 cm日平均地温和320 cm日平均地温差异较大，都不能进行气候资料订正。

2）两站2 min平均风速相关系数为0.78，说明两站

2 min平均风速相关性很差。

3）两站日平均相对湿度、2 min平均风速、80 cm和160 cm日平均地温的数据超差率都为0。说明两站湿度、风速、80 cm和160 cm地温传感器稳定性很好。

参考文献：

[1] 吴玉川，胡德凤.都江堰气象站CAWS600与DZZ5自动气象仪器及其观测数据对比分析[J].安徽农业科学，2016，44（32）：177-178，183.

[2] 美合日阿依·牙里坤.新型自动气象站能见度观测数据与人工观测值差异分析[J].科研，2017（1）：168.

[3] 张永霞.新型自动站（DZZ6）与备份自动站（CAWS600）观测数据对比分析[J].自然科学，2016（9）：28.

（责任编辑：赵中正）