防辐射罩区域自动气象站气温观测偏差分析及其订正方法

摘要

分析防辐射罩区域自动气象站气温值偏差变化特征，有助于自动站气温资料质量的订正，进而提高自动站气温资料的可用性。因此，基于2019年6月—2022年5月湖北省防辐射罩区域自动气象站及与其邻近的百叶箱站观测的逐小时气温资料，首先分析两类站点间小时气温偏差（T_bs）的季节变化和日变化特征，并探讨降水、相对湿度、日照、风速等气象要素对T_bs的影响；然后，基于多元线性回归和随机森林方法，分别建立两种防辐射罩站观测气温订正模型，评估两种模型对防辐射罩站气温观测偏差的订正效果。结果表明：（1）总体上，白天时段防辐射罩站小时观测气温较其邻近百叶箱站加权平均小时观测气温要高，防辐射罩站年均高温日数较其邻近百叶箱站偏高20.0 d;（2） T_bs存在明显季节变化和日变化特征，总体呈现夏季高、冬季低且日间高、夜间和清晨低的特点，平均T_bs在晴天13:00 （北京时，下同）最高，可达到1.0℃以上；（3） T_bs会随站点气象条件的变化而变化，在无降水现象时较大，而有降水时接近0℃；T_bs与相对湿度负相关，而与日照时数正相关，与风速则是先呈现正相关，随着风速增大至临界值以后呈现负相关；（4）多元线性回归和随机森林模型对防辐射罩站气温观测偏差均有较好的订正效果，使平均T_bs由0.72℃分别降至0.17℃和0.16℃。随机森林模型的订正效果总体优于多元线性回归模型，且对超过35℃的高温订正效果更佳，订正后防辐射罩站总高温日数下降比例超过55%。

关键词

区域自动气象站 / 防辐射罩 / 气温观测偏差订正. / 多元线性回归模型 / 随机森林模型

基金资助

湖北省自然科学基金气象创新发展联合基金项目(2022CFD018,2022CFD133); 湖北省气象局科技发展基金重点项目(2021Z06)