浅析由操作不规范造成的气象人工观测误差

阎雅婷　赵彦　禹光波　范海晶

摘要：观测资料的准确性是对地面气象观测资料的基本要求，一些系统性误差以及由于仪器制造的精度所造成的误差是难以避免的。但笔者在实际工作中发现，由于观测员的操作不符合《地面气象观测规范》的规定，造成蒸发量、日照、降水量等要素人工器测的误差，影响了资料的准确性。

关键词：准确性；蒸发量；日照时数；降水量

中图分类号： P332.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.22.0054

通常来说测量值与真实值之间的差异称为误差。在地面气象观测中，造成误差的原因主要有仪器制造的精度、外界条件的影响以及人为操作不当等。由于客观因素的限制，测量不可能无限精确，测量值与真实值之间总会存在着一定的差异，这样的误差是难以避免的。但由于人为原因而引起的误差是可以通过规范的操作而减少甚至避免的。

目前，随着地面气象观测自动化程度的不断提高，人工观测正逐步被自动观测所代替。但是根据中国气象局2014年对地面气象观测业务调整的要求，仍有部分台站要长期保留人工观测任务。根据我省基层台站的实际情况来看，虽然自动观测是必然的趋势，但许多台站现在仍然保留着日照、蒸发量、降水量等项目的人工观测，而且人工观测还要作为自动站出现故障时的补测方法，因此在地面气象观测中仍然有其价值。但在实际工作中，虽然人工观测的操作方法在《地面气象观测规范》中做了明确的要求，一些观测员在观测中却未严格按照规范操作，从而影响了观测资料的准确性。笔者根据实际工作中发现的问题，就蒸发量、日照和降水量在人工观测时由于操作不规范而引起的误差进行初步的分析。

1 操作不规范造成的人工观测误差

1.1 E-601B型蒸发器的观测

在《地面气象观测规范》（以下简称《规范》）中，对大型蒸发（即E-601B型蒸发器）的读数方法做了如下的规定：读数时通过测针的游尺零线所对标尺的刻度即可读出整数；再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度线相吻合的刻度线，游尺上这根刻度线所在数字，就是小数读数。

在实际的观测业务中，由于一些游标尺在设计制作时，零线距离游尺的下边缘还有一段距离，因此观测员在对大型蒸发进行观测时，如果不以零线作为整数部分读数的起点，而以游尺的下边缘作为整数读数的起点就会使读数明显偏大，也就是蒸发量计算公式：蒸发量=前一日水面高度+降水量（以雨量器观测值为准）-测量时水面高度，计算公式中的“测量时水面高度”偏大，根据该公式当日蒸发量就会偏小。由于测量后的水面高度值将作为次日的蒸发原量，也就是蒸发计算公式中的“前一日水面高度”，如果次日的观测员以正确的方式进行观测，那么公式中的“前一日水面高度”就会偏大，这样又会使第二天的蒸发量偏大。图1为大型蒸发测针的示意图，从图中可以看到，游尺的下边缘并不是零线所在位置。

而蒸发量误差的大小则取决于游尺的零线与下边缘的距离，每一个测针可能又有所不同。根据本站使用的测针来看，游尺的零线距离游尺下边缘的距离相当于3～4毫米的蒸发量。

1.2 日照时数的观测

目前，多数气象台站观测日照时使用的都是暗筒式日照计，笔者在实际工作中复算日照时数时曾经发现，某日全天无云，垂直能见度也很好，但在换下的日照纸上，上午的迹线非常清晰，正午12时后迹线完全消失。经过检查，两个进光孔也没有堵塞的情况。我们分析如果是有小虫堵住了进光孔，不会连续几个小时不动，后来经过多次的演示及当班观测员的回忆，终于发现问题出现在压纸夹上，由于压纸夹遮住了下午的进光孔，才造成下午的日照缺测。

《规范》中对换日照纸做了如下规定：上纸时，注意使纸上10时线对准筒口的白线，14时线对准筒底的白线；纸上两个圆孔对准两个进光孔，压纸夹交叉处向上，将纸压紧，盖好筒盖。

《规范》中规定压纸夹交叉处向上，首先正好与日照纸的交叠部分重合，能够将日照纸压紧，其次压纸夹交叉处向上，既不会遮挡进光孔，也不会遮挡日照纸的感光部分，这样就不会影响日照纸感光。但在实际操作中，有些观测员可能忽略了压纸夹交叉处向上的规定，在换纸时只是把压纸夹随意一夹，如果某一侧的进光孔被压纸夹遮挡住，就会造成整个上午或下午的日照缺测。即使并未遮住进光孔，如果压纸夹的交叉处不在日照计筒的上部，就可能遮住日照纸的感光部位，在天空晴朗无云时就会造成日照纸无法感光，也会造成迹线的缺失。图2就是压纸夹夹在感光区域时日照迹线的示例。

1.3 液体降水量的量取

《规范》规定：观测液体降水时要换取储水瓶，将水倒入量杯，要倒干净。当降水停止或雨势较小时，也可以直接量取储水瓶内的降水。但很多观测员却忽略了规定中说明是在降水停止或雨势较小时可以直接量取，不管观测时降水强度如何，都不换取储水瓶，而是直接量取储水瓶中的降水。在降水已停止或雨势转小时这样做，对降水量的影响不大，但是当量取降水时正赶上暴雨甚至是大暴雨这种强度很大的降水时，如果不能迅速的换取储水瓶，仍然直接量取储水瓶中的降水，那么在量取降水的过程中势必会损失一定量的降水，造成降水量误差，使数据失去了准确性。

这个误差的定量计算则要根据测量降水量的时间和当时的降水强度来计算。降水强度越大，损失的降水量也就越多，绝对误差就越大，这也是有时人工降水和自动站降水量差值较大的原因之一。

2 结语

笔者结合实际工作经验分析了由于操作不当而造成的蒸发、日照及降水量人工观测的误差，希望能给其他台站作为借鉴和参考，在观测数据误差较大时也可以作为分析的思路和方向。只要台站能够加强业务学习，统一业务流程，观测员做到严格按照《规范》中的规定进行操作，那么这样的误差就可以减少甚至完全避免。

作者简介：阎雅婷，本科学历，汪清县气象局，助理工程师，研究方向：气象观测。

摘要：观测资料的准确性是对地面气象观测资料的基本要求，一些系统性误差以及由于仪器制造的精度所造成的误差是难以避免的。但笔者在实际工作中发现，由于观测员的操作不符合《地面气象观测规范》的规定，造成蒸发量、日照、降水量等要素人工器测的误差，影响了资料的准确性。

关键词：准确性；蒸发量；日照时数；降水量

中图分类号： P332.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.22.0054

通常来说测量值与真实值之间的差异称为误差。在地面气象观测中，造成误差的原因主要有仪器制造的精度、外界条件的影响以及人为操作不当等。由于客观因素的限制，测量不可能无限精确，测量值与真实值之间总会存在着一定的差异，这样的误差是难以避免的。但由于人为原因而引起的误差是可以通过规范的操作而减少甚至避免的。

目前，随着地面气象观测自动化程度的不断提高，人工观测正逐步被自动观测所代替。但是根据中国气象局2014年对地面气象观测业务调整的要求，仍有部分台站要长期保留人工观测任务。根据我省基层台站的实际情况来看，虽然自动观测是必然的趋势，但许多台站现在仍然保留着日照、蒸发量、降水量等项目的人工观测，而且人工观测还要作为自动站出现故障时的补测方法，因此在地面气象观测中仍然有其价值。但在实际工作中，虽然人工观测的操作方法在《地面气象观测规范》中做了明确的要求，一些观测员在观测中却未严格按照规范操作，从而影响了观测资料的准确性。笔者根据实际工作中发现的问题，就蒸发量、日照和降水量在人工观测时由于操作不规范而引起的误差进行初步的分析。

1 操作不规范造成的人工观测误差

1.1 E-601B型蒸发器的观测

在《地面气象观测规范》（以下简称《规范》）中，对大型蒸发（即E-601B型蒸发器）的读数方法做了如下的规定：读数时通过测针的游尺零线所对标尺的刻度即可读出整数；再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度线相吻合的刻度线，游尺上这根刻度线所在数字，就是小数读数。

在实际的观测业务中，由于一些游标尺在设计制作时，零线距离游尺的下边缘还有一段距离，因此观测员在对大型蒸发进行观测时，如果不以零线作为整数部分读数的起点，而以游尺的下边缘作为整数读数的起点就会使读数明显偏大，也就是蒸发量计算公式：蒸发量=前一日水面高度+降水量（以雨量器观测值为准）-测量时水面高度，计算公式中的“测量时水面高度”偏大，根据该公式当日蒸发量就会偏小。由于测量后的水面高度值将作为次日的蒸发原量，也就是蒸发计算公式中的“前一日水面高度”，如果次日的观测员以正确的方式进行观测，那么公式中的“前一日水面高度”就会偏大，这样又会使第二天的蒸发量偏大。图1为大型蒸发测针的示意图，从图中可以看到，游尺的下边缘并不是零线所在位置。

而蒸发量误差的大小则取决于游尺的零线与下边缘的距离，每一个测针可能又有所不同。根据本站使用的测针来看，游尺的零线距离游尺下边缘的距离相当于3～4毫米的蒸发量。

1.2 日照时数的观测

目前，多数气象台站观测日照时使用的都是暗筒式日照计，笔者在实际工作中复算日照时数时曾经发现，某日全天无云，垂直能见度也很好，但在换下的日照纸上，上午的迹线非常清晰，正午12时后迹线完全消失。经过检查，两个进光孔也没有堵塞的情况。我们分析如果是有小虫堵住了进光孔，不会连续几个小时不动，后来经过多次的演示及当班观测员的回忆，终于发现问题出现在压纸夹上，由于压纸夹遮住了下午的进光孔，才造成下午的日照缺测。

《规范》中对换日照纸做了如下规定：上纸时，注意使纸上10时线对准筒口的白线，14时线对准筒底的白线；纸上两个圆孔对准两个进光孔，压纸夹交叉处向上，将纸压紧，盖好筒盖。

《规范》中规定压纸夹交叉处向上，首先正好与日照纸的交叠部分重合，能够将日照纸压紧，其次压纸夹交叉处向上，既不会遮挡进光孔，也不会遮挡日照纸的感光部分，这样就不会影响日照纸感光。但在实际操作中，有些观测员可能忽略了压纸夹交叉处向上的规定，在换纸时只是把压纸夹随意一夹，如果某一侧的进光孔被压纸夹遮挡住，就会造成整个上午或下午的日照缺测。即使并未遮住进光孔，如果压纸夹的交叉处不在日照计筒的上部，就可能遮住日照纸的感光部位，在天空晴朗无云时就会造成日照纸无法感光，也会造成迹线的缺失。图2就是压纸夹夹在感光区域时日照迹线的示例。

1.3 液体降水量的量取

《规范》规定：观测液体降水时要换取储水瓶，将水倒入量杯，要倒干净。当降水停止或雨势较小时，也可以直接量取储水瓶内的降水。但很多观测员却忽略了规定中说明是在降水停止或雨势较小时可以直接量取，不管观测时降水强度如何，都不换取储水瓶，而是直接量取储水瓶中的降水。在降水已停止或雨势转小时这样做，对降水量的影响不大，但是当量取降水时正赶上暴雨甚至是大暴雨这种强度很大的降水时，如果不能迅速的换取储水瓶，仍然直接量取储水瓶中的降水，那么在量取降水的过程中势必会损失一定量的降水，造成降水量误差，使数据失去了准确性。

这个误差的定量计算则要根据测量降水量的时间和当时的降水强度来计算。降水强度越大，损失的降水量也就越多，绝对误差就越大，这也是有时人工降水和自动站降水量差值较大的原因之一。

2 结语

笔者结合实际工作经验分析了由于操作不当而造成的蒸发、日照及降水量人工观测的误差，希望能给其他台站作为借鉴和参考，在观测数据误差较大时也可以作为分析的思路和方向。只要台站能够加强业务学习，统一业务流程，观测员做到严格按照《规范》中的规定进行操作，那么这样的误差就可以减少甚至完全避免。

作者简介：阎雅婷，本科学历，汪清县气象局，助理工程师，研究方向：气象观测。

摘要：观测资料的准确性是对地面气象观测资料的基本要求，一些系统性误差以及由于仪器制造的精度所造成的误差是难以避免的。但笔者在实际工作中发现，由于观测员的操作不符合《地面气象观测规范》的规定，造成蒸发量、日照、降水量等要素人工器测的误差，影响了资料的准确性。

关键词：准确性；蒸发量；日照时数；降水量

中图分类号： P332.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.22.0054

通常来说测量值与真实值之间的差异称为误差。在地面气象观测中，造成误差的原因主要有仪器制造的精度、外界条件的影响以及人为操作不当等。由于客观因素的限制，测量不可能无限精确，测量值与真实值之间总会存在着一定的差异，这样的误差是难以避免的。但由于人为原因而引起的误差是可以通过规范的操作而减少甚至避免的。

目前，随着地面气象观测自动化程度的不断提高，人工观测正逐步被自动观测所代替。但是根据中国气象局2014年对地面气象观测业务调整的要求，仍有部分台站要长期保留人工观测任务。根据我省基层台站的实际情况来看，虽然自动观测是必然的趋势，但许多台站现在仍然保留着日照、蒸发量、降水量等项目的人工观测，而且人工观测还要作为自动站出现故障时的补测方法，因此在地面气象观测中仍然有其价值。但在实际工作中，虽然人工观测的操作方法在《地面气象观测规范》中做了明确的要求，一些观测员在观测中却未严格按照规范操作，从而影响了观测资料的准确性。笔者根据实际工作中发现的问题，就蒸发量、日照和降水量在人工观测时由于操作不规范而引起的误差进行初步的分析。

1 操作不规范造成的人工观测误差

1.1 E-601B型蒸发器的观测

在《地面气象观测规范》（以下简称《规范》）中，对大型蒸发（即E-601B型蒸发器）的读数方法做了如下的规定：读数时通过测针的游尺零线所对标尺的刻度即可读出整数；再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度线相吻合的刻度线，游尺上这根刻度线所在数字，就是小数读数。

在实际的观测业务中，由于一些游标尺在设计制作时，零线距离游尺的下边缘还有一段距离，因此观测员在对大型蒸发进行观测时，如果不以零线作为整数部分读数的起点，而以游尺的下边缘作为整数读数的起点就会使读数明显偏大，也就是蒸发量计算公式：蒸发量=前一日水面高度+降水量（以雨量器观测值为准）-测量时水面高度，计算公式中的“测量时水面高度”偏大，根据该公式当日蒸发量就会偏小。由于测量后的水面高度值将作为次日的蒸发原量，也就是蒸发计算公式中的“前一日水面高度”，如果次日的观测员以正确的方式进行观测，那么公式中的“前一日水面高度”就会偏大，这样又会使第二天的蒸发量偏大。图1为大型蒸发测针的示意图，从图中可以看到，游尺的下边缘并不是零线所在位置。

而蒸发量误差的大小则取决于游尺的零线与下边缘的距离，每一个测针可能又有所不同。根据本站使用的测针来看，游尺的零线距离游尺下边缘的距离相当于3～4毫米的蒸发量。

1.2 日照时数的观测

目前，多数气象台站观测日照时使用的都是暗筒式日照计，笔者在实际工作中复算日照时数时曾经发现，某日全天无云，垂直能见度也很好，但在换下的日照纸上，上午的迹线非常清晰，正午12时后迹线完全消失。经过检查，两个进光孔也没有堵塞的情况。我们分析如果是有小虫堵住了进光孔，不会连续几个小时不动，后来经过多次的演示及当班观测员的回忆，终于发现问题出现在压纸夹上，由于压纸夹遮住了下午的进光孔，才造成下午的日照缺测。

《规范》中对换日照纸做了如下规定：上纸时，注意使纸上10时线对准筒口的白线，14时线对准筒底的白线；纸上两个圆孔对准两个进光孔，压纸夹交叉处向上，将纸压紧，盖好筒盖。

《规范》中规定压纸夹交叉处向上，首先正好与日照纸的交叠部分重合，能够将日照纸压紧，其次压纸夹交叉处向上，既不会遮挡进光孔，也不会遮挡日照纸的感光部分，这样就不会影响日照纸感光。但在实际操作中，有些观测员可能忽略了压纸夹交叉处向上的规定，在换纸时只是把压纸夹随意一夹，如果某一侧的进光孔被压纸夹遮挡住，就会造成整个上午或下午的日照缺测。即使并未遮住进光孔，如果压纸夹的交叉处不在日照计筒的上部，就可能遮住日照纸的感光部位，在天空晴朗无云时就会造成日照纸无法感光，也会造成迹线的缺失。图2就是压纸夹夹在感光区域时日照迹线的示例。

1.3 液体降水量的量取

《规范》规定：观测液体降水时要换取储水瓶，将水倒入量杯，要倒干净。当降水停止或雨势较小时，也可以直接量取储水瓶内的降水。但很多观测员却忽略了规定中说明是在降水停止或雨势较小时可以直接量取，不管观测时降水强度如何，都不换取储水瓶，而是直接量取储水瓶中的降水。在降水已停止或雨势转小时这样做，对降水量的影响不大，但是当量取降水时正赶上暴雨甚至是大暴雨这种强度很大的降水时，如果不能迅速的换取储水瓶，仍然直接量取储水瓶中的降水，那么在量取降水的过程中势必会损失一定量的降水，造成降水量误差，使数据失去了准确性。

这个误差的定量计算则要根据测量降水量的时间和当时的降水强度来计算。降水强度越大，损失的降水量也就越多，绝对误差就越大，这也是有时人工降水和自动站降水量差值较大的原因之一。

2 结语

笔者结合实际工作经验分析了由于操作不当而造成的蒸发、日照及降水量人工观测的误差，希望能给其他台站作为借鉴和参考，在观测数据误差较大时也可以作为分析的思路和方向。只要台站能够加强业务学习，统一业务流程，观测员做到严格按照《规范》中的规定进行操作，那么这样的误差就可以减少甚至完全避免。

作者简介：阎雅婷，本科学历，汪清县气象局，助理工程师，研究方向：气象观测。