新疆降水观测误差分析及其修正

发布时间：2020-06-24 18:32

【摘要】：降水是地球水循环的基本组成部分,具有重要的气象气候和水文学意义。降水资料是非常重要的气象数据资料之一。精准的降水数据资料对区域及全球尺度的气候和水文研究至关重要。受降水观测中微量降水损失、湿润损失和动力损失等系统误差的影响,观测降水量普遍小于实际降水量。对降水观测误差进行修正是提高降水数据资料准确性的最具可行性、最有效的途径。本文基于新疆地区45个气象站点1960年1月1日至2014年12月31日的气温、降水量、风速、相对湿度和气压的日数据和316个自动气象站2013年夏半年(4-10月)的气温、降水量、风速、相对湿度和气压的小时数据,采用世界气象组织固态降水观测国际合作项目在中国乌鲁木齐河流域进行的一系列观测实验得出的降水观测误差修正方法,结合精确的降水类型判定方法,分别对45个基本和基准气象站观测的55年降水数据资料中的微量降水、湿润损失和动力损失以及316个自动气象站2013年夏半年观测所得降水资料中的湿润损失和动力损失进行系统误差分析和修正,对各项损失的修正量、修正系数和总修正量、总修正系数的时间和空间特征进行探讨,并且将修正前、后的总降水量进行对比研究,主要结论为：(1)春、秋、冬季的微量降水误差修正量均为北疆(大多介于1.0-1.5 mm)大于南疆(大多介于0.5-1.0 mm),四季湿润损失和动力损失修正量均表现出北疆大于南疆的空间特征。三项系统误差的四季修正量夏季均高于冬季。在各个季节中动力损失修正量均为最大,湿润损失修正量次之,微量降水损失修正量相对最小。(2)四季微量降水修正系数南疆大于北疆,冬季整体最大。夏季湿润损失修正系数(大多不超过10.0%)整体最低,冬季湿润损失修正系数(大多介于29.0%-39.0%)整体最高。三项系统误差的四季修正系数冬季均高于夏季,春、夏和秋季动力损失修正系数大于湿润损失修正系数,微量降水损失修正系数相对最小。(3)微量降水,湿润损失和动力损失的年平均修正量均表现出北疆大于南疆、天山北坡高于南坡的空间分布特征。南疆年平均微量降水修正系数(大多超过7.0%)高于北疆(大多小于5.0%)的,北疆年平均湿润损失修正系数和年平均动力损失修正系数均高于南疆的。微量降水、湿润损失和动力损失年平均修正量的平均值分别为5.09 mm、14.12 mm、17.21 mm,动力损失最大,湿润损失次之,微量降水损失相对最小。(4)四季微量降水、湿润损失和动力损失的总修正量北疆大于南疆,夏季总修正量(平均值为14.31 mm)最大,冬季总修正量(平均值为6.34 mm)最小。四季总修正系数中冬季(平均值为66.41%)最大,夏季(平均值为26.20%)最小。年均总修正量表现出北疆高于南疆、天山北坡高于南坡的空间特征,整体在8.66-101.93 mm之间变动,全疆大部分站点的年均总修正系数在28.0%-31.0%和31.0%～34.0%范围内变动,年均总修正系数平均值为30.30%。修正后总降水量高于修正前总降水量,天山山区的巴音布鲁克站修正量高于北疆阿勒泰站的,南疆的于田站修正量相对最小,修正量的年均值分别为81.48 mm、54.60 mm和12.55 mm。(5)北疆自动气象站夏半年湿润损失修正量(大多介于10.0-13.0 mm)大于南疆的(介于4.0-7.0 mm或不超过4.0 mmm),全疆大部分站点的湿润损失修正系数在4.0%-8.0%、8.0%-12.0%范围内变动。动力损失修正量北疆(大多在10.0-15.0 mm和15.0-25.0 mm范围内)大于南疆(大多介于5.0-10.0 mm或者不超过5.0 mmm),全疆大部分站点的动力损失修正系数在≤12.0%、12.0%～15.0%范围内变动。湿润损失和动力损失修正量天山北坡均大于南坡。总修正量北疆(大多介于18.0-28.0 mm)大于南疆(大多介于10.0-18.0 mm或不超过10.0 mm),全疆大部分站点的总修正系数在15.0%-20.0%、20.0%-25.0%范围内变动。(6)湿润损失和动力损失修正后总降水量大于修正前总降水量,降水量平均值增加了16.96 mm,降水量中位数增加了19.25 mm。降水量在≤ 50.0 mm和50.0-150.0 mm的自动站站点个数在修正后分别减少了12、25个,降水量在150.0-250.0 mm、250.0-350.0 mm、350.0-450.0 mm和450.0 mm范围内的站点个数分别增加了21、8、3、5个。
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P412
【图文】：

点分布,气象站,自动气象站,新疆

．１．２新疆自动气象站数据逡逑为解决新疆地面气象站点覆盖程度较低的问题，近年来新疆气象局在新疆境逡逑增设了许多自动气象站，对基本气候要素进行观测和统计，为新疆气候空间上逡逑细致探究提供了极大的便利。本文采用新疆自动气象站平均气温、降水量、风逡逑、相对湿度和气压的小时尺度数据对自动气象站观测的降水资料进行系统误差逡逑析和修正。新疆现有可用自动气象站点由于建设时间不统一而使得各个站点气逡逑要素的统计时间序列不一致，本文选取时间序列满足２０１３年４月至１０月（夏逡逑年）中平均气温、降水量、风速、相对湿度和气压５个气候要素连续统计记录逡逑少于５个月的３１６个站点，进行降水观测误差修正研巧，期为相关的气象和逡逑文研究提供空间刻画更加细致、精确度更高的降水数据资料。逡逑本文所采用的降水观测误差修正方法是基于日尺度对降水资料进行误差修逡逑，在新疆自动气象站数据处理过程中，首先将小时尺度的平均气温、降水量、逡逑

空间分布,修正量,动力损失,自动气象站

５．３夏半年湿润损失和动力损失总误差修正逡逑图５－３为新疆自动气象站夏半年湿润损失和动力损失总修正量和总修正系数逡逑的空间分布，整体而言Ｗ天山山脉为界，总修正量（图５－３ａ）北疆大于南疆，北逡逑疆大部分站点的总修正量在１８．０￣２８．０ｍｍ范围内，天山北坡湿润损失和动力损逡逑失总修正量在１８．０－２８．０邋ｍｍ范围内的站点居多，总修正量大于４８．０邋ｍｍ的站点逡逑也有不少分布，天山南坡站点的总修正量由北向南从２８．０？３８．０邋ｍｍ逐渐过渡到逡逑１８．０－２８．０邋ｍｍ、１０．０－１８．０邋ｍｍ，南疆塔里木盆地西南部站点湿润损失和动力损逡逑失总修正量大多介于１０．０－１８．０ｍｍ，塔里木盆地内部、南部和东北部站点湿润逡逑损失和动为损失总修正量大多＜１０．０邋ｍｍ，吐鲁番盆地、哈顺戈壁、库鲁克塔格逡逑及其周边地区站点湿润损失和动力损失总修正量大多也不超过１０．０邋ｍｍ。新疆自逡逑动气象站总修正系数（图５－化）整体上没有表现出空间递变特征

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