多要素自动气象站(OITS-03型)降水对比观测分析
张 杰1,吴有恒1,田孟勤1,徐良军2,彭科曼1
【摘 要】摘要：对OITS-03型气象站和DZZ4自动气象站2024年12月至2024年6月共计7个月降水对比观测数据进行了分析，结果发现OITS-03型气象站具有以下特点：①数据传输及时稳定，受外界影响小，设备可靠性高；②小时降水数据准确可靠，可用率高；③过程降水量均偏小，降水等级越大与DZZ4自动气象站数据间的误差越小;④降水个例中，OITS-03型气象站降水的时间和雨量大小分布与DZZ4自动气象站基本一致，最大小时降水量相差不超过1.0 mm。
【期刊名称】《绿色科技》 【年(卷),期】2024(000)022 【总页数】3
【关键词】OITS-03型气象站；降水；对比观测
基金项目：贵阳市气象局气象科技基金项目(编号：筑气科合KF[2024]05号)
1 引言
降水指的是从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的水，而在实际业务中降水观测则包括降水量和降水强度的观测[1]。目前国内气象站用于降水观测的设备主要有人工观测雨量器、翻斗式雨量传感器、虹吸式雨量计和称重式降水传感器等[2]。不同设备因观测原理的不同，所测得的降水量也不尽相同。为了解设备之间的差异，主要采用对比观测的方法，如张红英等[3]利用3种雨量观测仪观测数据之间的差异进行了对比分析，贾小芹[4]等利用对比观测数据分析了激光雨滴谱仪与自动气象站在降水观测上的差异。随着更多对比实验的出
现[5-6]，对比观测已成为研究降水观测设备间差异的主要手段。
贵阳市气象局在现行业务部署中，以ZQZ型区域自动气象站为主，该设备在实际工作运行中存在设备价格昂贵、数据信号丢失、维护维修成本较高等问题。OITS-03型自动气象站是一种能够测量多气象参数一体化气象站，具有成本低、维护方便，数据信号可靠等优点。为了进一步提高观测资料的稳定性，降低自动站设备建设和维护维修成本，故对OITS-03型自动气象进行对比观测，讨论将其运用到实际业务中的可能性。
2 对比观测设计
2.1 观测场地和时间
选取贵阳国家基准气候观测站(26°35′N，106°44′E)进行对比观测，观测场内为DZZ4型自动气象站(以下简称主站)，将OITS-03型自动气象站(以下简称对比站)布置在围栏外东侧，两套设备的下垫面特征基本一致，且均符合《气象仪器和观测方法指南》[7] ，因此降水观测资料具有可比性。对比观测时间为2024年12月至2024年6月，共计7个月，包括了降雨过程和降雪过程。 2.2 传感器参数
主站：SL3-1型翻斗式雨量传感器，输出信号采用单干式舌簧管通断，承水口径为200+0.6 mm，分辨力为0.1 mm，体积为260(直径)mm×545(高度)mm。
对比站：L3型翻斗式雨量传感器，输出信号采用单干式舌簧管通断，承水口径为200+0.6mm，分辨力为0.2 mm，体积为260(直径)mm×420(高度)mm。 2.3 分析方法
观测差值：选取北京20：00为日界[8]，对比站资料减去对应时次的自动气象
站资料后去的值定义为观测差值，可直观反映出对比值偏大或偏小情况。 数据可用率：对比站小时数据和主站小时数据进行差值计算，将差值在±0.2 mm以内的对比站数据作为可用数据，可用数据/对比站数据=数据可用率。 降水过程：为避免跨日界及滞后降水引起的降水误差，将两者小时降水量间断同时超过1h以上作为一次降水过程的结束，从2024年12月至2024年6月间，统计共有135个降水过程。
降水量等级：除降雪外，根据国家标准对降水量进行划分，24 h内小雨为0.1～9.9 mm，中雨为10.0～24.9 mm，大雨为25.0～49.9 mm，暴雨≥50 mm。
3 对比观测分析
3.1 数据稳定性分析
对比站从2024年12月开始进行观测，每分钟传回一组降水观测数据，对2024年12月至2024年6月间传回的所有数据进行统计，将每月的分钟总数作为分母，将每月的分钟总数减去对比站每月传回的数据组数作为分子来计算观测数据的缺测率，按照时间顺序排列，2024年12月至2024年6月结果依次为0.13%、0.18%、0.07%、2.85%、0.46%、0.28%、1.30%，分钟数据缺测率低于0.5%的共有5个月，最高为2.85%，说明观测数据传输及时稳定，设备可靠性高。 3.2 小时降水量对比
将对比站小时降水量数据进行差值计算，然后对其进行数据可用率分析，结果见表1：对比站小时数据可用率按照时间排列依次为97.8%、98.4%、98.4%、99.1%、97.8%、96.0%、93.6%，均超过93%，7个月内全部小时降水量的
多要素自动气象站(OITS-03型)降水对比观测分析
