浅析自动站与人工站地面温度差值原因

张立群，唐景杰，冯树生

（绥化市气象局，黑龙江 绥化 152002）

1 引言

自动气象站投入气象业务运行后，所测得的气象要素值和人工观测值常常存在某些差异。当人工观测数据和自动值之间差值较大时，应进行综合分析判断，确定产生误差的原因并加以解决是确保自动气象站采集数据准确的必要措施。通过对比分析，总结出人工观测地温值与自动站数据差值较大的原因，并提出了具体的检查与排除方法。

2 差值产生的原因

2.1 下垫面性质状况不同

（1）初冬土壤冻结造成差异：初冬无积雪覆盖时，每日调整最高最低地面温度表后，如果土壤已经冻结，安放时不能做到与土壤紧密结合，会造成两者之间差值较大。

（2）土壤疏松度不同造成差异：安装地温传感器的土壤质地与人工地温表有时会出现疏松度不一致情况。结构紧密、细质的土壤比结构疏松土壤的反射率大，吸收热量能力相对较弱，这样也会造成一定差异。

（3）土壤湿度不同造成差异：相同的太阳辐射强度，潮湿土壤吸收的热量多于干燥土壤，其含水量较多、比热大，升温幅度偏小，温度偏低；而干燥土壤虽然吸收热量相对较少，但因比热很小，升温幅度大，温度偏高。因此自动值与人工值出现差值较大的现象。

（4）积雪影响造成差异：地温传感器被积雪覆盖时不能移动传感器，其测量的是积雪覆盖下的温度。人工地面三支温度表测量的是雪面温度，造成两者差值较大。同时在积雪消融期间，传感器积雪是自然消融，人工仪器每天安放调整对积雪造成破坏，干湿不一，也能造成两者差值较大。

2.2 观测时间不同

人工观测时间一般为45-60分之间，而自动站采集地温数据为正点的00分，存在观测时间的差异。当天气突变、温度巨升或巨降、云量变化较大时，可能引起差值超出规定的标准；人工地温极值观测为每日20时，传感器极值出现当时就会被采集到采集文件中，两者之间也会造成差异。

2.3 响应时间不同

人工观测仪器与地温传感器构造不同，感应速度有差异，即响应时间不同，地温传感器较地面温度表更为灵敏。

2.4 仪器安置状况影响

由于地温的上升、下降速度和振幅远大于空气温度变化，如果仪器安装不规范，安置不良或完全掩埋，甚至完全脱离地面，测量主要变成土壤内温度或近地处空气温度，也是造成误差较大的原因之一。

2.5 传感器或地面温度表自身原因

地温传感器和地温表安置在露天，在有阳光照射的时候，两者感应部分不光响应土壤温度的变化，还将响应由于太阳直射露出部分而引起的温度变化，由于构造不同，造成自动站地温比人工站地温高。同时长期受日晒、风、雨、雪影响，本身性能变劣也能造成两者之间出现差异。

3 检查与排除

（1）安装地温表和地温传感器的裸地表土应保持疏松、平整、无草，雨后及时维护。地表板结、龟裂，疏松地温场时应同时疏松好人工仪器与地温传感器周围土壤，并尽量使两者土壤疏松度一致。

（2）安装情况检查应严格按照规范要求，安装好地面温度表和地温传感器。必须切实做到感应部分一半埋入土中，一半露出地面，浅层和深层地温安装深度和角度要符合要求，擦拭沾附在上面的雨、露、霜、雪和杂物。

（3）每天20时观测后和大风、雷雨天气过后，应认真检查一次，保证安装正确。初冬无积雪，20时土壤冻结情况出现时，此种状况应在交接班时告诉接班员，加强对仪器的检查维护。

（4）由于地温传感器和地温表本身性能不良所造成差值较大的，应及时更换，以确保记录的真实性、准确性。

4 小结

通过人工与自动站地温数据产生差异原因分析得出，绝大多数差异是客观合理的，是两种观测体制不同造成的。在实际工作中，只有严格执行《地面气象观测规范》，避免人为主观差异，减少地温差异波动幅度，才能使地温数据更加可靠、准确、有代表性。