基于数据融合降低气温测量辐射误差的仿真分析与试验研究          下载免费PDF全文

陈高颖  刘清惓  丁仁惠  杨杰  姜帆 《气象科学》2021,41(3):404-409

地表气温上升速度约为0.1 ℃/（10 a），然而受太阳辐射影响，地面气象站观测到的气温会高于真实大气温度，存在1 ℃量级的辐射误差。因此，本文提出了一种基于数据融合的铝壳温度传感器设计。首先，利用流体动力学方法计算温度传感器在不同环境条件下的辐射误差。其次，为获得连续辐射误差结果，利用神经网络算法对辐射误差数值计算结果进行学习，形成误差订正方程。最后，将太阳辐射误差订正方程修正值与试验结果进行对比。结果表明，基于数据融合的铝壳温度传感器可将辐射误差降至0.05 ℃以内。  相似文献   

“大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟          下载免费PDF全文

张丹瑜婷  廖宏  李柯  代慧斌  顾梓会 《大气科学》2023,(3):713-724

OH自由基是对流层中主要的氧化剂，是大气氧化性的重要表征。文章利用GEOS-Chem模式量化了2014～2017年“大气污染防治行动计划”执行以来，人为排放和气象因素变化对中国夏季大气OH浓度变化的贡献。模拟结果表明，2014～2017年间夏季整个中国OH浓度呈现上升趋势，最大上升出现在30°N附近的华南地区。在华北平原地区，OH浓度也呈明显的上升趋势(0.1×10⁶ molecules cm^-3 a^-1)，而OH浓度比较高的珠江三角洲地区的OH变化趋势较小。敏感性试验结果表明，气象和人为排放变化都对2014～2017年华北平原OH浓度上升有促进作用，但人为排放的贡献(OH增加10.0%)远大于气象的贡献(OH增加1.5%);OH浓度变化最大的南方地区主要是气象条件控制。进一步对气象因素分析发现，影响全国OH变化最重要的气象要素是太阳短波辐射，决定了2014～2017年中国OH浓度增长趋势最大的区域。但在华北地区，2014～2017年短波辐射略微减少的影响被边界层高度明显降低带来的OH增加所抵消。  相似文献   

空间面板数据模型在地面气温观测资料质量控制中的应用          下载免费PDF全文

熊雄  姚薇  张颖超 《气象科学》2021,41(4):561-568

由于地面气温观测资料的时空分布符合空间面板数据结构特征,提出一种基于改进空间面板数据模型的地面气温观测资料质量控制算法(ST-RH算法)。该算法在利用邻近站地面气温观测资料时空相关性信息对目标站气温观测资料进行质量控制的基础上,兼顾了地面气温与相对湿度之间的强耦合关系,将相对湿度作为解释变量融入算法,增加了算法的内部复杂度,提高了算法的动态稳定性。为了检验该算法的有效性及适应性,利用ST-RH算法对多个场景地面气温观测资料进行质量控制,并与反距离加权算法(IDW算法)和空间回归算法(SRT算法)进行比较分析。试验结果表明,ST-RH算法相对于IDW算法和SRT算法更能有效地标记出地面气温观测资料中的存疑数据,同时多组独立案例的分析结果说明ST-RH算法具有更好的稳定性和适用性。  相似文献   

用于气象站的地表气温观测仪器的设计与实验研究北大核心          下载免费PDF全文

杨杰  葛祥建  张道远  刘清惓  丁仁惠  沈瑱  戴伟 《气象科学》2023,43(2):177-185

大气科学研究对地表气温观测精度有高达0.1℃甚至0.05℃的需求。然而,现有的地表气温观测仪器受到太阳直接辐射、下垫面反射辐射、长波辐射和散射辐射等影响,辐射误差可达1℃。本文设计了一种基于导流装置的地表气温观测仪器。首先,利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法量化该仪器在各种环境条件下的辐射误差;然后,在此基础上,利用极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)方法拟合可针对多变量变化的辐射误差订正方程;最后,为验证该仪器的观测精度,进行了外场比对实验。在实验过程中,以076B型强制通风气温观测仪器的测量值作为温度基准。实验结果表明,该仪器的平均辐射误差和最大辐射误差分别为0.07℃和0.15℃。该仪器辐射误差的实验测量值与订正方程提供的辐射误差订正值之间的平均偏移量、均方根误差和相关系数分别为0.033℃、0.028℃和0.703。  相似文献