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天津雾和霾自动观测与人工观测的对比评估

司鹏 高润祥

司鹏, 高润祥. 天津雾和霾自动观测与人工观测的对比评估. 应用气象学报, 2015, 26(2): 240-246. DOI: 10.11898/1001-7313.20150212..
引用本文: 司鹏, 高润祥. 天津雾和霾自动观测与人工观测的对比评估. 应用气象学报, 2015, 26(2): 240-246. DOI: 10.11898/1001-7313.20150212.
Si Peng, Gao Runxiang. A comparative evaluation on automatic and manual observations of fog and haze in Tianjin. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(2): 240-246. DOI:  10.11898/1001-7313.20150212.
Citation: Si Peng, Gao Runxiang. A comparative evaluation on automatic and manual observations of fog and haze in Tianjin. J Appl Meteor Sci, 2015, 26(2): 240-246. DOI:  10.11898/1001-7313.20150212.

天津雾和霾自动观测与人工观测的对比评估

DOI: 10.11898/1001-7313.20150212
资助项目: 

国家科技支撑项目 2014BAC16B04

天津市科技支撑项目 13ZCZDSF02100

详细信息
    通信作者:

    司鹏, email: sipengsbox@163.com

A Comparative Evaluation on Automatic and Manual Observations of Fog and Haze in Tianjin

  • 摘要: 为适应地面气象观测业务调整方向,提高新型自动气象站观测资料的质量及可用性,研究中对天津地区10个地面气象站1951—2014年历年2月人工观测及2014年2月自动观测和人工观测的轻雾、雾、霾现象进行对比评估。结果表明:天津地区历年2月轻雾的平均日数为10 d,雾和霾均为2 d,轻雾和霾同期出现的日数占有天气现象的7.4%,而雾和霾同期出现日数仅占0.7%;平行观测期的对比分析得到人工观测轻雾日数比自动观测多11 d,雾日数和霾日数均比自动观测少6 d,其中,轻雾和雾的判别差异集中出现在每日08:00(北京时,下同),霾则基本出现在每日08:00,14:00,17:00,20:00;通过对比自动观测和人工观测的能见度数据发现,二者相对偏差达25.1%,能见度小于15.0 km时,自动观测的能见度有60%~76%数值偏小,特别是08:00和20:00, 因此,在相对湿度满足条件的情况下,能见度的判别误差是导致自动观测与人工观测轻雾、雾、霾现象判别差异的重要原因。
  • 图  1  天津地区1951—2014年历年2月轻雾、雾、霾日数

    Fig. 1  Numbers of mist, fog and haze days in Feb during 1951-2014 in Tianjin

    图  2  不同量级能见度范围自动观测与人工观测的相对偏差分布

    Fig. 2  Relative errors for different ranges of visibility between automatic and manual observations

    表  1  天津地区视程障碍现象的判别标准

    Table  1  Discriminant conditions of visibility restricting phenomenon in Tianjin

    天气现象 影响能见度的程度/km 相对湿度条件/%
    自动观测 人工观测 自动观测 人工观测
    轻雾 [0.75,7.5) [1.0,10.0) (60,100] [60,100)
    [0,0.75) [0,1.0) (60,100] [90,100)
    [0,7.5) [0,10.0) (0,60] [0,60)
    注:自动观测雾,相对湿度阈值由于受仪器参数设置限制 (只能设置1个值),业务工作中将轻雾、雾、霾现象采用统一的阈值标准60%;人工观测和自动观测雾的相对湿度标准不同:人工观测雾,相对湿度阈值根据《地面气象观测规范》规定,结合天津地区观测员历史观测经验采用90%。
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    表  2  2014年2月自动观测和人工观测的轻雾、雾、霾日数统计 (单位:d)

    Table  2  Numbers of mist, fog and haze days by automatic and manual observations in Feb 2014(unit:d)

    视程障碍现象 自动观测 人工观测 二者差值
    轻雾 188 199 11
    25 19 -6
    130 124 -6
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    表  3  不同范围自动观测与人工观测能见度的相对偏差统计 (单位:%)

    Table  3  Relative errors for different ranges of visibility between automatic and manual observations (unit:%)

    时次 能见度范围/km
    [0, 1.0) [1.0 km, 5.0) [5.0, 10.0) [10.0, 15.0) [15.0, +∞)
    08:00 24.7 30.6 25.9 16.3 20.0
    11:00 47.2 55.9 30.0 21.7 22.8
    14:00 21.5 25.0 24.5 19.8
    17:00 24.1 32.7 22.6 26.1
    20:00 33.6 26.5 24.2 18.7 22.1
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    表  4  自动观测与人工观测的能见度偏差统计 (单位:%)

    Table  4  Deviations of visibility by automatic and manual observations (unit:%)

    统计对象 能见度范围/km 观测时次
    [0,1.0) [1.0,5.0) [5.0,10.0) [10.0,15.0) [15.0,+∞) 08:00 11:00 14:00 17:00 20:00
    负偏差比例 72.2 65.0 76.0 60.3 26.3 60.6 45.2 51.6 41.9 57.7
    偏低1.0 km
    以上比例
    0.0 19.8 48.9 48.3 20.4 31.6 23.7 23.5 20.4 34.2
    相等比例 16.7 3.5 0.9 0.9 14.6 4.5 6.5 8.4 5.4 6.8
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-29
  • 修回日期:  2015-01-08
  • 刊出日期:  2015-03-31

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