Page 42 - 《高原气象》2023年第1期
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高 原 气 象 42 卷
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式中： R i 表示第i站（ i=1， 2， 3， …， n， n为台站数）实 业务台站观测值； N为统计数据组数。
有率； j表示年份（ j=M 1 ， M 1 +1， M 1 +2…， M 2 ， M 1 为起
3 多源辐射数据标准化处理
始年份； M 2 为截止年份）； REC 、REC 、REC qccor，ij 分
a，ij
s，ij
别为第 i站 第j年应有观测数据组数、 实有观测数据 由于观测仪器和观测方法不同， TIPEX II 和
组数和正确数据组数， 应有观测数据为按照观测规 TIPEX III 大气科学试验站、 野外试验站以及 CMA
定应该有的观测数据， 实有观测数据为数据中非缺 辐射业务观测网的辐射观测数据， 在观测要素、 物
测的数据， 正确数据为质量控制结果为正确的数据。 理表达、 数据时制和数据格式方面均存在差异， 为
保证数据表达统一， 本文对上述多源的辐射观测数
（2） 多源数据对比评估
据进行了数据物理量、 观测时制和数据格式的
为评估业务观测数据与试验观测数据之间的差
统一。
异 分 布 及 变 化 情 况 ， 采 用 平 均 偏 差（mean bias，
3. 1 数据物理量统一
Mbias）、 均方根误差（root mean square error， RMSE）、
物理量统一包括观测要素统一和物理量纲统
相关系数（correlation coefficient， R）作为评估指标，
一， 综合考虑每个数据源特征，数据集观测要素
具体计算公式如下：
统一为向下短波辐射（总辐射）、净全辐射、散射辐
1 N
Mbias = ∑ ( E i - O i ) （3） 射、直接辐射、向上短波辐射（反射辐射）、 大气长
N i = 1
波辐射、 地面长波辐射和光合有效辐射。此外
1 N
RSME = ∑ ( E i - O i ) 2 （4） TIPEX II、 TIPEX III 和野外试验站观测数据是辐
N
i = 1
射 瞬 时 量（亦 称 做 辐 照 度）， 时 间 分 辨 率 为 10
N 1 N N
∑ E i O i - ∑ E i∑ O i min、 30 min 或 60 min， 而 CMA 辐射业务观测网
N
ç ç ( ) 2 ÷ç ç ( ) 2 ö ÷ ÷ 时间分辨率为逐小时（中国气象局，2003）。数据
R = i i i （5） 数据是规定时间内的辐射总量， 即辐射曝辐量，
öæ
æ
N
N
÷ç ç
÷
ç ç
N
N
ç ç∑ E i - ∑ E i ÷ ÷ç ç∑ O i - ∑ O i ÷ ÷ ÷ ÷ 集物理量统一为逐小时辐射曝辐量， 物理量纲统
i = 1
i = 1
÷
2
2
÷
ç ç i = 1 N ÷ç ç i = 1 N ÷ ÷ -2 -1
ç ç ÷ ÷ç ç ÷ ÷ 一为 MJ·m ·h 。TIPEX II、 TIPEX III 和野外试验
ç ç ÷ ÷ ç ç ÷ ÷
è øè ø 站辐照度数据转换为逐小时辐射曝辐量， 计算公
式中： E i 和 O i 分别表示第 i 站的科学试验观测值和 式如下：
(
)
) (
ì 0 + I sunrise × 60 - Min sunrise × 60 1
ï ï × 6 ( )
h为日出第1小时
ï ï 2 10
)
ï ï
) (
ï ï n ( I i + 1 + I i × h i + 1 - h i × 60 1
h为日出、日落之间
H h = í∑ × 6 ( ) （6）
ï 2 10
ï i = 1
)
ï ( I sunset + 0 × Min sunset × 60 1
ï
ï
ï
h为日落第1小时
ï ï 2 × 10 6 ( )
î
式中： H h 是第h小时时段的曝辐量（单位： MJ∙m ·h ）； 射数据采用地方时时制， 为使多源辐射数据具有可
-2
-1
I sunrise 和 I sunset 分别是日出和日落所在小时整点时刻 比性和标准化， 统一将数据时制转换为地方时， 北
的辐照度（单位： W∙m ）； Min sunrise 和 Min sunset 分别是 京时转换为地方时公式如下：
-2
日出和日落时刻的分钟时间； n 为第 h 小时时段的 T M = C T + L （7）
M
观测次数（观测频次为逐 60 min 时， n = 1， 观测频 ( 60)
L = ( D - 120) + × 4/60 （8）
次为逐 30 min 时， n = 2， …）； I i 为第 h 小时时段内
-2
第 i 次观测时刻的辐照度（单位： W·m ， i=1， 2， 式中： T M 为地方时（地平时）； C T 为地方标准时（时
3， …， n）， h i + 1 -h i 为第 h小时时段内第 i + 1次和第 区时）， 中国以 120°E 地方时为标准， 称为北京时；
i次观测的间隔分钟数。 L为地方时与地方标准时时间差［（4 min·（°）］， 如
-1
3. 2 数据时制统一 果地方子午圈在标准子午圈东边， L取正号， 反之 L
TIPEX II、 TIPEX III 和野外试验站的辐射观测 取负号； D 为观测点经度的度值； M 为观测点经度
数据均采用北京时时制， CMA 辐射业务观测网辐 的分值。
