自动气象站温度观测数据不确定度分析方法研究

陈 平

(北京工商大学，北京 100081)

0 引言

气温是表示空气冷热程度的物理量。气温观测数据可以表征一个地方的热状况特征，在科学研究、天气预报、经济建设、社会生活、防灾减灾、国防等应用上都具有重要作用[1]。

自动气象站的温度观测是集温度传感器、数据采集器、数据处理为一体的综合自动观测系统。目前自动气象站温度计技术指标的检测通常是在实验室特定环境状态下开展的，但由于真实观测中存在各种不同的影响因素，会给温度观测引入附加的测量不确定度[2-4]。文章首先建立温度观测不确定度评估模型，分析影响温度观测的各种可能因素，然后针对自动气象站温度观测数据进行定量分析。

1 温度观测数据不确定度评定

1.1 温度观测不确定度数学模型的建立

为了进行温度传感器观测数据的不确定评定，考虑影响温度观测的因素，首先建立数学模型：

T=Tc+ΔTτ+ΔTo+ΔTy+ΔTs

(1)

式中，T为温度观测值(℃)；Tc为温度采样值(℃)；ΔTτ为标准器引入的不确定度值(℃)；ΔTo为校准时温度波动性产生的不确定度值(℃)；ΔTy为采集器产生的不确定度值(℃)；ΔTs为年稳定产生的不确定度值(℃)。

由于公式中所有变量都是通过独立的方法观测或者计算得到的，因此所有变量之间是相互独立的。

1.2 不确定度评定

温度传感器测试系统包括型号A和型号B的自校式铂电阻数字式测温仪、WLR-60D温度检定槽、JJQ1型信号模拟采集器和计算机。标准器为RCY-1铂电阻数字测温仪，测量范围：-60～+100 ℃，测量不确定度0.03 ℃。依据自动气象站检定方法，选取-30 ℃、-10 ℃、0 ℃、30 ℃、40 ℃、60 ℃作为检定点，分别计算型号A和型号B温度传感器各检定点测量误差的算术平均值的标准偏差。……