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云南省自动气象站土壤湿度数据质量控制

蓝盈 郑有飞 段长春 尹继福 吴荣军 黄图南

蓝盈, 郑有飞, 段长春, 等. 云南省自动气象站土壤湿度数据质量控制. 应用气象学报, 2016, 27(2): 230-238. DOI: 10.11898/1001-7313.20160211..
引用本文: 蓝盈, 郑有飞, 段长春, 等. 云南省自动气象站土壤湿度数据质量控制. 应用气象学报, 2016, 27(2): 230-238. DOI: 10.11898/1001-7313.20160211.
Lan Ying, Zheng Youfei, Duan Changchun, et al. Quality control and analysis of in situ soil moisture data in Yunnan. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(2): 230-238. DOI:  10.11898/1001-7313.20160211.
Citation: Lan Ying, Zheng Youfei, Duan Changchun, et al. Quality control and analysis of in situ soil moisture data in Yunnan. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(2): 230-238. DOI:  10.11898/1001-7313.20160211.

云南省自动气象站土壤湿度数据质量控制

DOI: 10.11898/1001-7313.20160211
资助项目: 

中国气象局干旱气象科学研究基金项目 IAM201101

详细信息
    通信作者:

    郑有飞, email: zhengyf@nuist.edu.cn

Quality Control and Analysis of in Situ Soil Moisture Data in Yunnan

  • 摘要: 土壤湿度是控制陆地和大气间水分和能量交换过程的重要变量,而自动气象站观测是获取地表土壤湿度的主要手段。地表自动气象站观测的准确性能够直接影响其应用效果,因此, 开展自动气象站土壤湿度质量控制分析具有重要意义。基于2010—2014年云南省37个自动气象站土壤湿度数据,采用谱分析方法,以观测值及其Savitzky-Golay二次导数的平均值、均方差、变化率等统计量为判据,筛选剔除了观测数据中的随机噪声、异常峰值和异常平稳值。结果表明:云南省自动气象站观测数据均有缺测,两种异常值中,异常平稳值占绝大部分。与降水时间序列对比发现,不同降水强度下各层土壤湿度变化存在一定差异,砂质土站点对降水的响应最为明显,黏质土站点雨后土壤湿度变化幅度最小。
  • 图  1  云南省土壤湿度自动观测站分布

    Fig. 1  Distribution of automatic soil moisture sites in Yunnan

    图  2  云南省自动气象站土壤湿度数据异常平稳值 (a)、随机噪声 (b)、异常峰值 (c) 示例

    Fig. 2  Examples of automated soil moisture containing constant (a), noisy (b) and spike (c) in Yunnan

    图  3  2010—2014年云南省自动气象站土壤湿度异常峰值 (a) 与异常平稳值 (b) 数量

    Fig. 3  Amount of spike (a) and constant (b) data at automatic meteorological stations in Yunnan during 2010—2014

    图  4  云南省自动气象站砂质土站点、壤土站点和黏质土站点分布

    Fig. 4  Distribution of stations of sand soil, loam soil and clayey soil in Yunnan

    图  5  降水后0 h (a), 1 h (b), 2 h (c), 3 h (d) 云南省砂质土站点土壤湿度变化对不同降水强度的响应

    Fig. 5  Response of soil moisture change to rainfall intensity in sand soil 0 h (a), 1 h (b), 2 h (c), 3 h (d) after the rain in Yunnan

    图  6  降水后0 h (a), 1 h (b), 2 h (c), 3 h (d) 云南省壤土站点土壤湿度变化对不同降水强度的响应

    Fig. 6  Response of soil moisture change to rainfall intensity in loam soil 0 h (a), 1 h (b), 2 h (c), 3 h (d) after the rain in Yunnan

    图  7  降水后0 h (a), 1 h (b), 2 h (c), 3 h (d) 云南省黏质土站点土壤湿度变化对不同降水强度的响应

    Fig. 7  Response of soil moisture change to rainfall intensity in clayey soil 0 h (a), 1 h (b), 2 h (c), 3 h (d) after the rain in Yunnan

    表  1  2010—2014年云南省自动气象站土壤数据缺测值、异常值与有效值所占比例

    Table  1  Ratio of missing, abnormal and valid data of automatic meteorological stations in Yunnan during 2010—2014

    区站号 缺测值/% 异常值/% 有效值/%
    56586 3 23 43
    56649 23 6 71
    56651 37 23 40
    56654 46 14 40
    56697 20 34 47
    56739 58 11 32
    56748 55 5 40
    56751 39 17 43
    56752 1 74 24
    56757 16 7 77
    56763 24 15 62
    56768 19 19 62
    56775 17 26 57
    56778 24 44 32
    56785 25 29 46
    56788 13 24 63
    56835 11 24 66
    56836 48 5 47
    56841 65 8 28
    56842 1 36 63
    56843 14 12 74
    56844 24 18 58
    56856 23 22 55
    56875 11 29 61
    56880 2 27 71
    56881 0 44 56
    56883 46 6 48
    56889 39 20 41
    56946 42 11 48
    56951 39 25 36
    56959 24 25 51
    56964 32 5 63
    56966 44 14 41
    56977 47 3 50
    56985 0 66 34
    56994 30 26 44
    59205 56 16 28
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-16
  • 修回日期:  2015-11-27
  • 刊出日期:  2016-03-31

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