淺析自動站與人工站地面溫度差值原因

張立群，唐景杰，馮樹生

（綏化市氣象局，黑龍江 綏化 152002）

1 引言

自動氣象站投入氣象業務運行后，所測得的氣象要素值和人工觀測值常常存在某些差異。當人工觀測數據和自動值之間差值較大時，應進行綜合分析判斷，確定產生誤差的原因并加以解決是確保自動氣象站采集數據準確的必要措施。通過對比分析，總結出人工觀測地溫值與自動站數據差值較大的原因，并提出了具體的檢查與排除方法。

2 差值產生的原因

2.1 下墊面性質狀況不同

（1）初冬土壤凍結造成差異：初冬無積雪覆蓋時，每日調整最高最低地面溫度表后，如果土壤已經凍結，安放時不能做到與土壤緊密結合，會造成兩者之間差值較大。

（2）土壤疏松度不同造成差異：安裝地溫傳感器的土壤質地與人工地溫表有時會出現疏松度不一致情況。結構緊密、細質的土壤比結構疏松土壤的反射率大，吸收熱量能力相對較弱，這樣也會造成一定差異。

（3）土壤濕度不同造成差異：相同的太陽輻射強度，潮濕土壤吸收的熱量多于干燥土壤，其含水量較多、比熱大，升溫幅度偏小，溫度偏低；而干燥土壤雖然吸收熱量相對較少，但因比熱很小，升溫幅度大，溫度偏高。因此自動值與人工值出現差值較大的現象。

（4）積雪影響造成差異：地溫傳感器被積雪覆蓋時不能移動傳感器，其測量的是積雪覆蓋下的溫度。人工地面三支溫度表測量的是雪面溫度，造成兩者差值較大。同時在積雪消融期間，傳感器積雪是自然消融，人工儀器每天安放調整對積雪造成破壞，干濕不一，也能造成兩者差值較大。

2.2 觀測時間不同

人工觀測時間一般為45-60分之間，而自動站采集地溫數據為正點的00分，存在觀測時間的差異。當天氣突變、溫度巨升或巨降、云量變化較大時，可能引起差值超出規定的標準；人工地溫極值觀測為每日20時，傳感器極值出現當時就會被采集到采集文件中，兩者之間也會造成差異。

2.3 響應時間不同

人工觀測儀器與地溫傳感器構造不同，感應速度有差異，即響應時間不同，地溫傳感器較地面溫度表更為靈敏。

2.4 儀器安置狀況影響

由于地溫的上升、下降速度和振幅遠大于空氣溫度變化，如果儀器安裝不規范，安置不良或完全掩埋，甚至完全脫離地面，測量主要變成土壤內溫度或近地處空氣溫度，也是造成誤差較大的原因之一。

2.5 傳感器或地面溫度表自身原因

地溫傳感器和地溫表安置在露天，在有陽光照射的時候，兩者感應部分不光響應土壤溫度的變化，還將響應由于太陽直射露出部分而引起的溫度變化，由于構造不同，造成自動站地溫比人工站地溫高。同時長期受日曬、風、雨、雪影響，本身性能變劣也能造成兩者之間出現差異。

3 檢查與排除

（1）安裝地溫表和地溫傳感器的裸地表土應保持疏松、平整、無草，雨后及時維護。地表板結、龜裂，疏松地溫場時應同時疏松好人工儀器與地溫傳感器周圍土壤，并盡量使兩者土壤疏松度一致。

（2）安裝情況檢查應嚴格按照規范要求，安裝好地面溫度表和地溫傳感器。必須切實做到感應部分一半埋入土中，一半露出地面，淺層和深層地溫安裝深度和角度要符合要求，擦拭沾附在上面的雨、露、霜、雪和雜物。

（3）每天20時觀測后和大風、雷雨天氣過后，應認真檢查一次，保證安裝正確。初冬無積雪，20時土壤凍結情況出現時，此種狀況應在交接班時告訴接班員，加強對儀器的檢查維護。

（4）由于地溫傳感器和地溫表本身性能不良所造成差值較大的，應及時更換，以確保記錄的真實性、準確性。

4 小結

通過人工與自動站地溫數據產生差異原因分析得出，絕大多數差異是客觀合理的，是兩種觀測體制不同造成的。在實際工作中，只有嚴格執行《地面氣象觀測規范》，避免人為主觀差異，減少地溫差異波動幅度，才能使地溫數據更加可靠、準確、有代表性。