隆子縣人工與自動(dòng)觀測(cè)日照數(shù)據(jù)對(duì)比分析

丹增德慶

（西藏山南市隆子縣氣象局，西藏 隆子縣 856600）

隆子國(guó)家基本氣象站位于西藏山南隆子縣城機(jī)當(dāng)路，自建站至2018年日照均為人工觀測(cè)，2018年11月開始安裝DFC2型光電式數(shù)字日照計(jì)，兩者觀測(cè)儀器安裝在同一個(gè)觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)，相距30cm，測(cè)量環(huán)境一致。為了更好地掌握人工和自動(dòng)觀測(cè)的差異，分析結(jié)果更具有代表性和可靠性，本文利用隆子縣氣象局2019年1月1日至12月31日一年的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

一、資料與方法

所用資料為2019年1月至12月隆子縣國(guó)家基本氣象站的自動(dòng)及人工日照觀測(cè)數(shù)據(jù),以日為單位的樣本數(shù)月份三百六十五個(gè)。(人工日照時(shí)數(shù)、自動(dòng)日照時(shí)數(shù)下文中簡(jiǎn)稱人工、自動(dòng))

（一）總體統(tǒng)計(jì)特征

自動(dòng)年總數(shù)為2853.3h，人工年總數(shù)為2976.6h，自動(dòng)比人工偏少123.3h，相差4.3%，在總共以日為單位的三百六十五個(gè)樣本中，自動(dòng)比人工值高的共有134天，占36.7%；自動(dòng)比人工少的共有208天，占57.0%；自動(dòng)跟人工值相等的有23天，占6.3%。

（二）回歸分析法

通常在氣候分析時(shí)候?qū)⒛硽庀笠嘏c歷年同期值進(jìn)行比較做分析，而歷年日照時(shí)數(shù)都是人工觀測(cè)數(shù)據(jù)，如果直接引用自動(dòng)觀測(cè)日照與歷史日照數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的話可能會(huì)得出不合理的結(jié)果，為了以后能夠合理的引用自動(dòng)觀測(cè)日照數(shù)據(jù)，進(jìn)行人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)日照實(shí)數(shù)的回歸分析是必要的，根據(jù)相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式

算得出日、月日照時(shí)數(shù)間的相關(guān)系數(shù)分別為0.96737和0.808，回歸方程分別為y=0.78x+63和Y=0.84X+1.6；（式中x、y分別為自動(dòng)日照時(shí)數(shù)與人工日照時(shí)數(shù)。）

二、日照總時(shí)數(shù)對(duì)比分析

（一）逐月觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

隆子縣氣象局2019年除1、2、11、12月外其余月份人工值均大于自動(dòng)觀測(cè)日照時(shí)數(shù)。其中相差最大為7月份，人工比自動(dòng)多28.6h，6月次之，人工比自動(dòng)多24.4h；相差最少的為2月份，人工比自動(dòng)少0.6h。如圖1所示。

（二）逐日觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

分別對(duì)種觀測(cè)方式的小時(shí)日照時(shí)數(shù)和日合計(jì)時(shí)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。差值=自動(dòng)-人工。比較兩種方式的小時(shí)日照時(shí)數(shù)時(shí)，主要在日出和日落時(shí)的日照時(shí)數(shù)相差較大，所選時(shí)段（12個(gè)月）有效觀測(cè)次數(shù)為5020次，有效觀測(cè)時(shí)次為365次，其中；

（三）不同季候下人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)時(shí)數(shù)對(duì)比分析

由于不同季候?qū)Σ煌照沼^測(cè)方法的測(cè)量誤差有所區(qū)別，在這里選取隆子站2019年1至12月份的數(shù)據(jù)分四個(gè)季節(jié)進(jìn)行對(duì)比分析，如下表1所示，結(jié)果顯示1.秋末、冬季自動(dòng)值高于人工,其余季候人工均高于自動(dòng)；2.夏季人工和自動(dòng)之間的差值比其余季節(jié)大得多。

三、日出和日落時(shí)的人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)值對(duì)比分析

跟據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在日出時(shí)段，人工與自動(dòng)差值在0至9之間；而在日落時(shí)段，人工與自動(dòng)差值在-5至0之間。即在日出時(shí)段，人工高于自動(dòng)日照時(shí)數(shù)，而在日落時(shí)段，人工低于自動(dòng)日照時(shí)數(shù)。

四、不同天氣條件下人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)值對(duì)比分析

（一）晴天時(shí)人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)值對(duì)比分析

在晴空萬(wàn)里時(shí)，自動(dòng)與人工觀測(cè)日照記錄都是連續(xù)的，然而自動(dòng)日照記錄基本上比人工日照記錄開始時(shí)間早，結(jié)束的時(shí)間晚。

（二）多云、陰天天氣條件下人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)值對(duì)比分析

在多云天氣條件下，由于云的移動(dòng)以及太陽(yáng)位置的改變，使地面日照時(shí)有時(shí)無(wú)，時(shí)濃時(shí)淡，觀測(cè)員整理記錄時(shí)描畫鉛筆線就可能有誤差，統(tǒng)計(jì)的日照實(shí)數(shù)有可能偏小，也有可能偏大，描劃誤差較大，受人為因素較明顯。即在多云天氣條件下，人工日照時(shí)數(shù)基本上大于自動(dòng)日照時(shí)數(shù)。陰天的情況下，表現(xiàn)為均無(wú)日照，但是由于日照傳感器比暗筒式日照計(jì)靈敏度高，所以這種情況下，自動(dòng)站測(cè)得的日照時(shí)數(shù)要高于人工觀測(cè)日照時(shí)數(shù)[1]。

五、結(jié)論

1.2019年除1.2.11.12月之外，其余人工觀測(cè)日照時(shí)數(shù)高于自動(dòng)觀測(cè)時(shí)數(shù)，其中差值最大的為7月份，人工日照總數(shù)比自動(dòng)日照總數(shù)多28.6h。差值最小的為2月份，人工觀測(cè)日照總數(shù)比自動(dòng)觀測(cè)時(shí)數(shù)少0.6h。

2.不同季候?qū)鹘y(tǒng)的人工觀測(cè)方式與自動(dòng)觀測(cè)方式的誤差也存在差別，夏天人工觀測(cè)和自動(dòng)觀測(cè)之間的差值比冬天大得多。

3.在日出時(shí)段，人工觀測(cè)日照時(shí)數(shù)高于自動(dòng)觀測(cè)日照時(shí)數(shù)，而在日落時(shí)段，人工觀測(cè)日照時(shí)數(shù)低于自動(dòng)觀測(cè)日照時(shí)數(shù)。

4.雖然說(shuō)人工觀測(cè)日照時(shí)數(shù)與自動(dòng)觀測(cè)日照時(shí)數(shù)之間有所區(qū)別，但是二者也存在相關(guān)性，人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)之間存在誤差是多方面造成的，涉及到工作原理，觀測(cè)方式，天氣狀態(tài)等各類因素。

5.通過(guò)數(shù)據(jù)分析顯示，人工觀測(cè)日照數(shù)據(jù)偏高，但是由于暗筒式日照計(jì)需人工涂刷感光紙配合測(cè)量，需要人工整理感光筆跡線，受人為因素較大，所以自動(dòng)觀測(cè)儀器更為客觀、科學(xué)。