導(dǎo)語(yǔ)：氣候站日照平行觀測(cè)數(shù)據(jù)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：本文通過(guò)長(zhǎng)春國(guó)家基準(zhǔn)氣候站日照平行觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)的數(shù)據(jù)一致性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析資料序列差異及出現(xiàn)原因。DFC2型光電式數(shù)字日照計(jì)觀測(cè)靈敏度高，對(duì)早、晚日照的臨界值處理更準(zhǔn)確，記錄受視程障礙天氣現(xiàn)象影響小于人工觀測(cè)，更能排除人為影響，更好的保證觀測(cè)記錄質(zhì)量。密卷云云層越厚，云高越低，對(duì)日照影響越大。當(dāng)出現(xiàn)一定量以上的低云時(shí)，當(dāng)云移動(dòng)較快，兩種觀測(cè)記錄差別較大；當(dāng)云移動(dòng)慢，兩種觀測(cè)記錄較吻合。為了更合理應(yīng)用數(shù)據(jù)，可以常年進(jìn)行平行觀測(cè)，更好地了解資料序列的差異。

關(guān)鍵詞：日照；平行觀測(cè)；對(duì)比；分析

日照是地面氣象觀測(cè)的要素之一，是指太陽(yáng)在一地實(shí)際照射的時(shí)數(shù)。在一給定時(shí)間內(nèi)，日照時(shí)數(shù)定義為太陽(yáng)直接輻照度達(dá)到或超過(guò)120瓦•米-2的那段時(shí)間總和，以小時(shí)為單位，取1位小數(shù)。日照是天氣、氣候分析及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)重要的基礎(chǔ)資料。目前，氣象站普遍使用暗筒式日照計(jì)進(jìn)行人工觀測(cè)。2019年1月1日，DFC2型光電式日照計(jì)開(kāi)始平行觀測(cè)。2019年7月1日開(kāi)始，日照改為自動(dòng)觀測(cè)。對(duì)平行觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以了解兩種觀測(cè)方式獲取的資料序列差異。長(zhǎng)春國(guó)家基準(zhǔn)氣候站作為全國(guó)長(zhǎng)期保留人工觀測(cè)的臺(tái)站之一，它的地面觀測(cè)資料更全面，對(duì)比數(shù)據(jù)分析更有代表性。

1資料來(lái)源與分析方法

人工觀測(cè)使用暗筒式日照計(jì)，用赤血鹽、枸櫞酸鐵銨涂刷日照紙，每日在日落后換紙，依照感光跡線的長(zhǎng)短，計(jì)算各時(shí)日照時(shí)數(shù)以及全天的日照時(shí)數(shù)。日照紙每6分鐘為0.1小時(shí)日照。日照自動(dòng)觀測(cè)使用DFC2型光電式數(shù)字日照計(jì)，是基于總輻射-散射輻射測(cè)量原理，微處理器內(nèi)嵌日照直接輻射修正模型，無(wú)需機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的高精度數(shù)字化觀測(cè)設(shè)備，可以查詢(xún)分鐘有、無(wú)日照及小時(shí)、日累計(jì)數(shù)據(jù)。小時(shí)內(nèi)，每累計(jì)6分鐘有日照記錄0.1小時(shí)，剩余分鐘數(shù)超過(guò)3分鐘也記錄0.1小時(shí)日照。日照日累計(jì)時(shí)數(shù)最初3分鐘有日照即記錄為0.1小時(shí)日照，每累計(jì)6分鐘有日照記錄增加0.1小時(shí)日照。《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中規(guī)定“人工器測(cè)日照采用真太陽(yáng)時(shí)，輻射和自動(dòng)觀測(cè)日照采用地方平均太陽(yáng)時(shí)，其余觀測(cè)項(xiàng)目均采用北京時(shí)。”真太陽(yáng)時(shí)=地方平均太陽(yáng)時(shí)+時(shí)差地方平均太陽(yáng)時(shí)=北京時(shí)+（測(cè)站經(jīng)度-120°）×4分/經(jīng)度其中，真太陽(yáng)時(shí)與地方平均太陽(yáng)時(shí)的時(shí)差，可從天文年歷中查得?！埃y(cè)站經(jīng)度-120°）×4分/經(jīng)度”計(jì)算的是測(cè)站與北京時(shí)的時(shí)差。長(zhǎng)春國(guó)家基準(zhǔn)氣候站經(jīng)度125°13＂E，計(jì)算出時(shí)差約為21分。從2019年天文年歷中查詢(xún)時(shí)差，大致變化見(jiàn)表1。表1時(shí)差會(huì)導(dǎo)致兩種觀測(cè)方式可能出現(xiàn)小時(shí)數(shù)據(jù)的不同。3分鐘＜時(shí)差＜9分鐘，日照小時(shí)數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)0.1小時(shí)的不同；9分鐘＜時(shí)差＜15分鐘，日照小時(shí)數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)0.2小時(shí)的不同。由2019年天文年歷查出具體時(shí)差，得出當(dāng)日兩種觀測(cè)數(shù)據(jù)小時(shí)日照可能出現(xiàn)不同。1月1日～1月14日、3月16日～4月4日、5月3日～5月26日為0.1小時(shí)，1月15日～3月15日為0.2小時(shí)，4月5日～5月2日、5月27日～5月31日為0.0小時(shí)。文中視這個(gè)值為允許值，對(duì)兩種數(shù)據(jù)的小時(shí)差異分析排除時(shí)差原因，僅對(duì)大于此值的差異進(jìn)行分析。當(dāng)需要具體分析分鐘數(shù)據(jù)時(shí)，可以根據(jù)公式計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)間，進(jìn)行對(duì)比分析。

2統(tǒng)計(jì)與分析

按照中國(guó)氣象局要求日照平行觀測(cè)的臺(tái)站選取3個(gè)月的平行觀測(cè)資料，分析數(shù)據(jù)的完整性、數(shù)據(jù)一致性。文中選取2019年1月1日～5月31日全部觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2019年1月1～至5月31日，光電式數(shù)字日照計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)缺測(cè)。人工觀測(cè)日照時(shí)數(shù)1103.3小時(shí)，自動(dòng)觀測(cè)日照時(shí)數(shù)1142.3小時(shí)。觀測(cè)151天，日合計(jì)日照時(shí)數(shù)相同15天，自動(dòng)觀測(cè)大于人工觀測(cè)86天，自動(dòng)觀測(cè)小于人工觀測(cè)50天。日出到日落共1955小時(shí)，兩種觀測(cè)有606小時(shí)不同。對(duì)需要分析的數(shù)據(jù)，對(duì)比日照紙跡線和光電式數(shù)字日照計(jì)的分鐘數(shù)據(jù)，綜合考慮天氣現(xiàn)象、總云量、低云量、云狀、云高、能見(jiàn)度等對(duì)日照記錄的影響。以下將暗筒式日照計(jì)觀測(cè)稱(chēng)為人工觀測(cè)，光電式數(shù)字日照計(jì)觀測(cè)稱(chēng)為自動(dòng)觀測(cè)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析如下：排除云及天氣現(xiàn)象影響，有76天自動(dòng)觀測(cè)比人工觀測(cè)更早記錄日出，平均每天多記錄日照0.5小時(shí)；有48天自動(dòng)觀測(cè)比人工觀測(cè)更晚記錄日落，平均每天多記錄日照0.6小時(shí)。因?yàn)镈FC2型光電式數(shù)字日照計(jì)觀測(cè)靈敏度高，對(duì)早、晚日照的臨界值處理更準(zhǔn)確。視程障礙天氣現(xiàn)象影響日照有4天，8時(shí)次，自動(dòng)比人工觀測(cè)數(shù)據(jù)多5.0小時(shí)日照。當(dāng)出現(xiàn)輕霧及霾影響，能見(jiàn)度為4.0～6.7千米，對(duì)自動(dòng)觀測(cè)影響小于人工觀測(cè)。密卷云對(duì)日照的影響。密卷云較薄，云高記錄為6000米，影響日照15天，21時(shí)次。其中，自動(dòng)多于人工觀測(cè)記錄的有5時(shí)次，1.5小時(shí)日照；人工多于自動(dòng)觀測(cè)記錄的16時(shí)次，5.5小時(shí)日照。密卷云較厚，記錄云高為5500米，影響日照29天，65時(shí)次。其中，自動(dòng)多于人工觀測(cè)記錄的有20時(shí)次，9.6小時(shí)日照；人工多于自動(dòng)觀測(cè)記錄的45時(shí)次，16.3小時(shí)日照。密卷云很厚，云高記錄為5000米，影響日照4天，5時(shí)次，人工多于自動(dòng)觀測(cè)記錄1.4小時(shí)日照。密卷云云層越厚，云高越低，對(duì)日照影響越大。實(shí)際值班中，密卷云云高5500米是一個(gè)臨界值，既可能出現(xiàn)連續(xù)幾小時(shí)日照紙跡線清晰連續(xù)，而自動(dòng)觀測(cè)記錄較少的情況，又可能出現(xiàn)幾小時(shí)自動(dòng)觀測(cè)分鐘記錄連續(xù)，而人工觀測(cè)記錄較少的情況。低云對(duì)日照的影響。當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)量及以上透光層積云，影響日照13天，38時(shí)次。其中，自動(dòng)多于人工觀測(cè)記錄的有10時(shí)次，2.4小時(shí)日照；人工多于自動(dòng)觀測(cè)記錄的28時(shí)次，12.8小時(shí)日照。當(dāng)出現(xiàn)3個(gè)量及以上的濃積云、淡積云，影響日照33天，123時(shí)次。其中，自動(dòng)多于人工觀測(cè)記錄的有15時(shí)次，5.1小時(shí)日照；人工多于自動(dòng)觀測(cè)記錄的108時(shí)次，30.0小時(shí)日照。因?yàn)樽詣?dòng)觀測(cè)記錄可精確到一分鐘，小時(shí)計(jì)算累積量，而人工觀測(cè)每6分鐘記錄0.1小時(shí)日照。當(dāng)出現(xiàn)一定量以上的低云時(shí)，如果云移動(dòng)較快，當(dāng)自動(dòng)分鐘有日照記錄不連續(xù)且無(wú)日照時(shí)間間隔小于3分鐘時(shí)，人工跡線時(shí)濃時(shí)淡卻仍連續(xù)，人工觀測(cè)記錄會(huì)多于自動(dòng)觀測(cè)；當(dāng)自動(dòng)記錄無(wú)日照時(shí)間間隔大于3分鐘時(shí)，人工記錄會(huì)不連續(xù)，自動(dòng)觀測(cè)記錄小時(shí)累計(jì)值，自動(dòng)觀測(cè)記錄就會(huì)多于人工觀測(cè)。如果低云影響時(shí)次較多，兩種觀測(cè)的精度，計(jì)算方法的不同，就造成記錄較大差別。當(dāng)?shù)驮埔苿?dòng)慢，有、無(wú)日照記錄較連續(xù)時(shí)，兩種觀測(cè)記錄較吻合。人工觀測(cè)藥品質(zhì)量及涂藥方法影響日照4天，14時(shí)次，7.5小時(shí)。因?yàn)榘低彩饺照沼?jì)日照紙所用藥品質(zhì)量好壞，以及涂藥方法是否得當(dāng)，是造成該儀器測(cè)量誤差的主要原因。光電式數(shù)字日照計(jì)能排除人為影響，更好地保證觀測(cè)記錄質(zhì)量。

3結(jié)語(yǔ)

地面觀測(cè)自動(dòng)化勢(shì)在必行，日照自動(dòng)觀測(cè)代替人工觀測(cè)也是必然。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：DFC2型光電式數(shù)字日照計(jì)觀測(cè)靈敏度高，對(duì)早、晚日照的臨界值處理更準(zhǔn)確，記錄受視程障礙天氣現(xiàn)象影響小于人工觀測(cè)，更能排除人為影響，更好的保證觀測(cè)記錄質(zhì)量。密卷云云層越厚，云高越低，對(duì)日照影響越大。當(dāng)出現(xiàn)一定量以上的低云時(shí)，如果云移動(dòng)較快，兩種觀測(cè)的精度，計(jì)算方法的不同，就造成記錄較大差別。當(dāng)?shù)驮埔苿?dòng)慢，有、無(wú)日照記錄較連續(xù)時(shí)，兩種觀測(cè)記錄較吻合。氣候分析將日照時(shí)數(shù)歷年進(jìn)行比較，而歷年日照資料都是人工觀測(cè)數(shù)據(jù)，直接用自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)就會(huì)不合理或有跳變。短期的對(duì)比觀測(cè)分析不足以反映兩種觀測(cè)方式更具體的差別，可以常年進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)，更好地了解取得資料序列的差異，更能積累多年數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，為以后的數(shù)據(jù)應(yīng)用打好基礎(chǔ)。作者簡(jiǎn)介：邢麗元，本科學(xué)歷，研究方向：綜合觀測(cè)。

作者:邢麗元 張明 張海濤 付雷 單位:長(zhǎng)春市綠園區(qū)氣象局