陳明++周天雄

摘 要：隨著氣象綜合觀測系統(tǒng)建設快速發(fā)展，全國地面氣象觀測站已經(jīng)全部完成自動氣象站的建設。自從新型自動站的安裝試運行，經(jīng)過半年時間的對比觀測，我們發(fā)現(xiàn)大型蒸發(fā)器的自動測量值與人工實測值，有時候會出現(xiàn)較大的差值。我們記錄了2013年10月至2014年6月每天蒸發(fā)量的自動測量值、人工測量值、風速、天氣現(xiàn)象等，用人工測量的蒸發(fā)量作為參考值，觀察和分析自動測量的蒸發(fā)量產(chǎn)生差值的原因，尋找可行的方法減小這些差值的產(chǎn)生，使WUSH-TV2型自動站大型蒸發(fā)器自動測量的蒸發(fā)量更加的準確。

關鍵詞：新型自動站 大型蒸發(fā)器 自動測量 誤差分析

中圖分類號：P412.11 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0048-01

隨著氣象綜合觀測系統(tǒng)建設快速發(fā)展，全國地面氣象觀測站已經(jīng)全部完成自動氣象站的建設。2014年1月起，新型自動站正式投入運行，取消了人工觀測，蒸發(fā)傳感器由超聲波傳感器和不銹鋼圓筒架組成。根據(jù)超聲波測距原理，選用高精度超聲波探頭，對標準蒸發(fā)器內(nèi)水面高度變化進行檢測，轉(zhuǎn)換成電信號輸出。并且配置了PT-100溫度校準部分，以保證在使用溫度范圍內(nèi)的測量精度。通過超聲波測距，連續(xù)采集到每分鐘當前蒸發(fā)水位，當前后蒸發(fā)水位發(fā)生變化時，結(jié)合有降水現(xiàn)象時采集到的分鐘降水量，綜合計算出分鐘蒸發(fā)量，并累計小時蒸發(fā)量和日蒸發(fā)量。

隨著新型自動站投入業(yè)務試運行，各項儀器已經(jīng)投入使用。其中蒸發(fā)傳感器采用連通器原理和超聲波測距原理，由測量探頭、測量筒、蒸發(fā)桶、連通器、水圈、小百葉箱等組成。測量探頭通過檢測測量筒內(nèi)超聲波脈沖發(fā)射和返回的時間差來測量水位變化情況并轉(zhuǎn)換成電信號輸出。經(jīng)過幾個月的試運行，新型自動站大型蒸發(fā)器自動測量的蒸發(fā)量與人工實測值相比較，數(shù)值很接近，但是在有的降水天氣和大風天氣時，自動測量的蒸發(fā)量會出現(xiàn)偏大的情況。通過記錄一段時間內(nèi)每天蒸發(fā)量的自動測量值、人工測量值、風速、天氣現(xiàn)象等，用人工觀測的蒸發(fā)量作為參考值，觀察和分析自動測量的蒸發(fā)量產(chǎn)生差值的原因，尋找可行的方法減小這些差值的產(chǎn)生，使新型自動站大型蒸發(fā)器自動測量的蒸發(fā)量更加的準確。

完整記錄了2013年10月至2014年6月的每天大型蒸發(fā)量的人工實測值和自動測量值以及當日的總降水量，挑取大型蒸發(fā)量人工實測值和自動測量值的差值大于0.5，具有代表性的數(shù)天，詳細記錄當日每小時的蒸發(fā)量、每小時的降水量、小時內(nèi)的最大風速。從記錄中，可以看出在人工測量與自動測量差值較大的幾天當中，好幾天出現(xiàn)了風速較大并且持續(xù)時間較長的情況。根據(jù)以前人工觀測的經(jīng)驗，在風速較大的情況下，蒸發(fā)量也會變大，但是10月2日12時至19時、10月15日04時至20時、11月10日04時至15時、11月24日13時至20時，這幾段時間反應出大風天氣對大型蒸發(fā)自動測量值造成明顯的偏大。在另外的幾天中也可以看出，能產(chǎn)生較大偏差的情況，除了出現(xiàn)在風速較大的時段，還出現(xiàn)在有連續(xù)的降水現(xiàn)象的同時。明顯的就是2014年1～2月份的幾天，基本出現(xiàn)全天連續(xù)性降水，按照以前的經(jīng)驗，如果出現(xiàn)全天連續(xù)降水，蒸發(fā)量一般都很?。ㄒ郧霸诮邓畯姸却蟮臅r候，大型蒸發(fā)器會采取加蓋措施）。

在氣溫比較低的時期，大型蒸發(fā)器由于水面產(chǎn)生結(jié)冰，在結(jié)冰融化的時候，也會產(chǎn)生較大的測量誤差。這是由于在氣溫低的時候，水面結(jié)冰致使測量水位失真，長時間水位也不會變化，測量值就變?yōu)?。而在氣溫上升的時候，水面結(jié)冰開始融化，又會導致蒸發(fā)測量水位發(fā)生躍變，從而使測量值產(chǎn)生較大的誤差。

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在有大風天氣和強降水天氣現(xiàn)象時，到現(xiàn)場進行觀查，通過數(shù)據(jù)的詳細記錄、現(xiàn)場的觀察等方法，研究降水天氣時，是風速大造成的，還是降水的直接影響。經(jīng)過多次現(xiàn)場觀查研究，總結(jié)出以下結(jié)論。

（1）強降水、強風時蒸發(fā)器內(nèi)水面晃動比較厲害，雖然不會對總的蒸發(fā)水位產(chǎn)生影響，但是有可能會對分鐘當前水位的測量產(chǎn)生影響，從而導致蒸發(fā)測量值偏大。

（2）強降水、強風使蒸發(fā)器內(nèi)的水濺出，致使測量值偏大。

大風對蒸發(fā)自動測量的影響。當大風天氣的時候，會造成水面晃動，形成虛假的蒸發(fā)量。新型自動站的大型蒸發(fā)器在設計時已經(jīng)考慮了這個因素，所以通過連通器將蒸發(fā)桶與測量筒連接在一起，測量探頭和測量筒安裝在小百葉箱里面，這樣就大大降低了大風天氣造成的影響。在試運行的過程中，發(fā)現(xiàn)并不能將這些影響完全消除。

強降水對蒸發(fā)自動測量的影響。在已有的數(shù)據(jù)記錄中，在強降水天氣的時候，也容易出現(xiàn)蒸發(fā)量偏大的情況。一般在強降水過程中總是伴隨著大風天氣現(xiàn)象，既有大風對蒸發(fā)測量值造成影響，同時強降水、強風也會使蒸發(fā)器內(nèi)的水濺出，致使測量值偏大。

其他原因也會造成大型蒸發(fā)自動測量值產(chǎn)生誤差。

（1）大型蒸發(fā)器專用雨量筒與大型蒸發(fā)器本身安裝的位置不同，口徑不同，這會造成在降水過程中雨量采集的不一致，容易造成誤差。

（2）在冬季氣溫較低的情況下，大型蒸發(fā)器內(nèi)有部分水面或者全部結(jié)冰，也會影響大型蒸發(fā)器自動測量值。

（3）大型蒸發(fā)器本身的原因，測量筒測距探頭安裝檢定校準很關鍵。蒸發(fā)器內(nèi)水位高度過淺或過高、水圈內(nèi)的水面過淺或過高都會對測量產(chǎn)生影響。蒸發(fā)器和連通管的滲漏也會對自動測量值產(chǎn)生影響。大型蒸發(fā)器要保持清潔，異物堵塞連通管也會對自動測量值產(chǎn)生影響。

參考文獻

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