Page 230 - 《高原气象》2023年第1期

高 原 气 象 42 卷
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压； T x 即为该观测气压面所对应的 ERA-Interim 再 段）与掩星湿温度偏差T RS - T RO 序列。
分析资料的温度。T x 与相对应的掩星观测温度或
往返平飘式探空观测温度进行对比。 3 结果分析
2. 5 往返平飘式探空上升（下降）段与掩星资料的 3. 1 往返平飘式探空平飘段、 掩星资料与 ERA-
对比方法 Interim再分析资料的交叉对比
在对比往返平飘式探空上升（下降）段与掩星 钱媛（2019）在对往返平飘式探空平飘段资料的
观测之前， 先对两资料在垂直方向进行三次样条内 质量评估中指出， 平飘阶段的温度在日间由于太阳辐
插处理， 将其插值到垂直分辨率为 0. 1 km 的固定 射和探测过程中通风量过小的原因， 存在 10~20 ℃
垂直坐标上， 再讨论温度偏差 T RS - T RO 随高度的变 （甚至更多）的偏差。这主要归因于探空仪器的缺陷，
化情况。这里对温度偏差 T RS - T RO 的估计方法采 探空仪器的温度感应原件受太阳辐射的加热作用而
用双权重算法， 避免离群资料对统计结果的影响。 使测温数值偏高， 且随着观测高度升高， 辐射加热的
传统方法在分析样本数据的统计特征时， 离群值或 影响越明显。图7为往返平飘式探空平飘段与掩星资
异常点会对样本总体的均值、 标准差产生较大影 料干温度对比。从图7中可以看出， 在日间， 平飘段
响， 使得这些统计结果不能较好反映原始资料真实 温度较掩星观测而言整体呈现偏高趋势， 且主要偏高
特性。而双权重判别算法可以避免上述问题（Zou 在 10 ℃范围内。而在夜间， 两者温度偏差较小， 主
-
et al， 2006）。计算双权重平均值 X和双权重标准差 要表现为平飘段温度略偏低于掩星观测的温度。
D BST 的公式为 ERA-Interim 再分析资料分别与往返平飘式探
n - 1 空平飘段、 掩星观测进行对比分析， 结果表明，
2
∑ ( X i - M ) (1 - W i ) 2
- ERA-Interim 与掩星干温度一致性较好（图 8）， 尤其
X = M + i = 1 （2）
n
∑ (1 - W i ) 2 在日间， 两者温度差异极小， 夜间两者温度偏差略
2
i = 1 有增大。这可能是由于两者以气压为坐标系进行
1/2
é ê ê ê ên∑ ( X i - M ) (1 - W i ) 4 ù ú ú ú ú 对比， 而傍晚至夜间大气经过太阳辐射充分加热后
n - 1
2
2
D BST ( X ) = ë i = 1 û （3） 稳定性减弱， 温度扰动性增强， 导致两者温度的一
| | | n - 1 | | |
2 2 | | ) 致性下降。与上述两资料的观测特征相反， 往返平
| |∑ (1 - W i )(1 - 5W i
| i = 1 |
飘式探空平飘段资料与 ERA-Interim 存在显著的温
式中： M为样本的中位数； W为权重系数， 定义为 度差异（图 9）， 且在日间表现得更加明显。值得注
X i - M
W i = （4） 意的是， 平飘段温度与 ERA-Interim 的对比结果同
它与掩星对比结果非常相似。这也对上述结果进
7.5M AD
式中： M AD 代表| X i - M |的中位数。当|W i| > 1 时， 行了进一步验证， 表明掩星资料可以作为参考标准
取 W i = 1。选取 X i 为往返平飘式探空上升段（下降 对其他观测资料进行质量检验和评估。

图7 往返平飘式探空平飘段温度Cressman插值结果与掩星干温度T dry 对比
Fig. 7 Temperature comparison between Cressman analysis of the drift-stage in return radiosonde and RO T dry in day and night