地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理探討

張 娜，李方臻，高學(xué)芹，王曉立

(1.山東省安丘市氣象局，山東安丘 262100；2.山東省壽光市氣象局，山東壽光 262700；3.山東省濰坊市氣象局，山東濰坊 261011)

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地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理探討

張 娜1，李方臻1，高學(xué)芹2，王曉立3

(1.山東省安丘市氣象局，山東安丘 262100；2.山東省壽光市氣象局，山東壽光 262700；3.山東省濰坊市氣象局，山東濰坊 261011)

論述了地面氣象觀測(cè)質(zhì)量控制的基本方法及其影響因素，并提出了提高地面氣象觀測(cè)資料處理質(zhì)量相應(yīng)措施，以保證地面氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量，提高氣象預(yù)報(bào)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

地面氣象觀測(cè)；資料質(zhì)量；控制處理

地面氣象觀測(cè)工作是氣象基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的根本，而地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量的高低是業(yè)務(wù)工作正常開(kāi)展的關(guān)鍵。為了進(jìn)一步保證地面氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量，提高氣象預(yù)報(bào)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，我國(guó)各級(jí)氣象部門開(kāi)展了大量地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理方面的研究工作。目前對(duì)地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量的控制方法是通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)相關(guān)檢查來(lái)實(shí)現(xiàn)的。筆者在此通過(guò)對(duì)地面氣象觀測(cè)質(zhì)量控制方法的深入分析，總結(jié)日常業(yè)務(wù)中影響觀測(cè)資料質(zhì)量的因素，提出加強(qiáng)地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理的措施，以期為大氣探測(cè)工作的深入發(fā)展和預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作準(zhǔn)確率的提高提供科學(xué)依據(jù)。

1 地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制的常用方法

1.1 格式檢查檢查觀測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)記錄的長(zhǎng)度。

1.2 缺測(cè)檢查查驗(yàn)?zāi)硞€(gè)數(shù)據(jù)是否為缺測(cè)數(shù)據(jù)，缺測(cè)數(shù)據(jù)將不需進(jìn)行其他檢查。

1.3 界限值檢查對(duì)數(shù)據(jù)的值域和氣候?qū)W界限進(jìn)行檢查，不在值域范圍及氣候?qū)W界限內(nèi)的數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，其中要求進(jìn)行值域檢查的數(shù)據(jù)只有總云量、低云量、相對(duì)濕度、風(fēng)向、每小時(shí)日照時(shí)數(shù)和每日日照時(shí)數(shù)，氣候?qū)W界限是指氣候?qū)W中不可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。

1.4 主要變化范圍檢查檢查數(shù)據(jù)值是否符合在指定的地域和時(shí)域內(nèi)要素的主要變化范圍，不在此范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)則需要進(jìn)一步檢查來(lái)證明其是否可靠。

1.5 內(nèi)部一致性檢查分析氣壓、氣溫、地面溫度、濕度、風(fēng)速、總云量、低云量、能見(jiàn)度、降水量、積雪深度、電線積冰、凍土深度等數(shù)據(jù)，它們均有固定的限制和范圍，有些數(shù)據(jù)之間還存在必要的聯(lián)系，有些數(shù)據(jù)值對(duì)應(yīng)一定的天氣現(xiàn)象，只有符合這些范圍、聯(lián)系和現(xiàn)象的數(shù)據(jù)才是可靠數(shù)據(jù)。

1.6 時(shí)間一致性檢查檢查數(shù)據(jù)所反映的要素變化是否符合時(shí)間變化規(guī)律。

1.7 空間一致性檢查比較被檢站氣溫的觀測(cè)值和計(jì)算值，其中被檢站氣溫計(jì)算值是通過(guò)一個(gè)或多個(gè)與被檢站具有相似的下墊面和周圍環(huán)境的鄰近站的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算而來(lái)。

1.8 質(zhì)量控制綜合分析對(duì)在上述檢查過(guò)程中出現(xiàn)的不符合規(guī)定范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，分析產(chǎn)生錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的具體原因，及時(shí)糾正資料并為今后資料質(zhì)量的保證提供借鑒。

1.9 數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)識(shí)進(jìn)行質(zhì)量控制后的數(shù)據(jù)應(yīng)該進(jìn)行標(biāo)識(shí)，表明正誤、可疑、缺測(cè)、訂正、修改或未進(jìn)行質(zhì)量控制等。

2 影響地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量的因素

2.1 觀測(cè)站址的選擇氣象觀測(cè)站站址的選擇對(duì)于氣象觀測(cè)資料有著一定的影響。站址的選擇應(yīng)當(dāng)考慮到觀測(cè)資料的需要，應(yīng)選擇在能代表大范圍天氣、氣候的地方，一般均設(shè)在城郊結(jié)合部，要求建在平坦空曠、四周沒(méi)有高大建筑物、樹(shù)林和大水池等地方。如在山區(qū)，氣象觀測(cè)站設(shè)在平坦的山頂比設(shè)在山谷、山坡上更好，在沒(méi)有遮擋物干擾和阻礙的情況下，氣象站才能獲得更準(zhǔn)確全面的觀測(cè)信息。

2.2 氣象觀測(cè)站儀器設(shè)備的先進(jìn)程度及運(yùn)行情況首先，氣象觀測(cè)站自動(dòng)化儀器設(shè)備數(shù)目、儀器設(shè)備自動(dòng)化程度及其功能先進(jìn)程度等因素，在很大程度上關(guān)系著觀測(cè)資料的整體質(zhì)量[1]。如天氣現(xiàn)象觀測(cè)儀是一種智能型多變量傳感器觀測(cè)儀，它可以通過(guò)對(duì)溫濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、能見(jiàn)度等數(shù)據(jù)變量進(jìn)行邏輯分析來(lái)判定天氣現(xiàn)象，具有自動(dòng)化程度高、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，能更好地滿足觀測(cè)業(yè)務(wù)對(duì)觀測(cè)資料質(zhì)量的更高要求。其次，儀器是否能夠正常運(yùn)行也直接影響觀測(cè)資料質(zhì)量的好壞。如酸性、堿性、粉塵過(guò)多或含有機(jī)溶液的空氣，相對(duì)密閉的空間和不符合儀器精度的供電電源等均會(huì)影響溫濕度傳感器的響應(yīng)速率、精確度、靈敏度和穩(wěn)定性等運(yùn)行性能。此外，儀器設(shè)備會(huì)產(chǎn)生老化、磨損等問(wèn)題，若不及時(shí)加以維修和更換，也會(huì)妨礙其正常工作。

2.3 工作人員綜合業(yè)務(wù)能力的高低雖然我國(guó)地面氣象觀測(cè)工作的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，但工作人員作為地面氣象觀測(cè)工作中一個(gè)必不可少的主體，對(duì)于觀測(cè)資料質(zhì)量的高低具有重要作用。工作人員綜合業(yè)務(wù)技術(shù)水平和故障應(yīng)急處理能力均會(huì)影響觀測(cè)資料的質(zhì)量。工作人員對(duì)地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在責(zé)任意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)、對(duì)新技術(shù)和新方法的掌握、對(duì)儀器設(shè)備的檢修和維護(hù)、對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和處理等方面，需要工作人員對(duì)故障設(shè)備及時(shí)排查維修，不斷總結(jié)監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤、可疑等數(shù)據(jù)的原因。

2.4 自動(dòng)氣象站網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況自動(dòng)氣象站離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)情況的監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況能夠?qū)庀笥^測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量產(chǎn)生影響[2]。在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行緩慢、網(wǎng)絡(luò)故障等問(wèn)題時(shí)，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)氣象站的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可能使得觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)。

3 加強(qiáng)地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理的措施

3.1 規(guī)范操作儀器設(shè)備，加強(qiáng)維護(hù)地面氣象觀測(cè)儀器設(shè)備的任何一個(gè)零部件出現(xiàn)細(xì)小問(wèn)題或操作中不按規(guī)范進(jìn)行，均會(huì)極大地影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。隨著地面氣象觀測(cè)技術(shù)的逐步發(fā)展和觀測(cè)工作的日益復(fù)雜嚴(yán)格，觀測(cè)所使用的各類儀器設(shè)備的技術(shù)含量及操作、維護(hù)的難度也越來(lái)越高。這就要求工作人員要嚴(yán)格遵守儀器設(shè)備的操作規(guī)范。定期進(jìn)行儀器維護(hù)保養(yǎng)，經(jīng)常檢查儀器設(shè)備零部件的老化、磨損程度及其性能，發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)維修或更換。

3.2 保證備份自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行為了防止因故障而導(dǎo)致的觀測(cè)中斷、數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，確保觀測(cè)工作的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的完整性，觀測(cè)站應(yīng)該保證備份自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)行，一旦常用自動(dòng)氣象站出現(xiàn)故障，便可以直接切換到備份站繼續(xù)工作。這就要求日常工作中要認(rèn)真維護(hù)備份站，采集數(shù)據(jù)文件和日常工作日志等要及時(shí)備份，出現(xiàn)故障時(shí)確保儀器設(shè)備的快速、準(zhǔn)確切換。

3.3 提高業(yè)務(wù)人員的綜合業(yè)務(wù)能力如今地面氣象觀測(cè)技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備越來(lái)越智能，觀測(cè)原理和技術(shù)要求也逐步完善，業(yè)務(wù)人員要不斷學(xué)習(xí)，掌握新技術(shù)、新設(shè)備、新方法的使用。測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)人員首先要全面熟悉觀測(cè)設(shè)備的構(gòu)造和原理，規(guī)范操作和日常維護(hù)，不斷提高故障檢測(cè)和維修水平；其次要掌握各自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備的工作原理及采樣算法，能準(zhǔn)確利用計(jì)算機(jī)操控氣象觀測(cè)設(shè)備的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的處理，遵守地面氣象觀測(cè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格把關(guān)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理和傳輸，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和完整性。

3.4 氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制平臺(tái)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)為了提高觀測(cè)資料質(zhì)量控制工作的全面性、有效性和高效性，目前實(shí)時(shí)歷史地面氣象資料一體化業(yè)務(wù)系統(tǒng)(MDOS)已經(jīng)運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)資料的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)檢查。要不斷完善上級(jí)觀測(cè)部門對(duì)下級(jí)觀測(cè)部門臺(tái)站歷史資料、儀器設(shè)備、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等內(nèi)容的監(jiān)控和考評(píng)，詳細(xì)記錄各時(shí)間段的設(shè)備觀測(cè)和運(yùn)行情況，認(rèn)真分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的疑誤原因并及時(shí)排查，總結(jié)不同時(shí)間段、不同站點(diǎn)的觀測(cè)資料質(zhì)量控制問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)，全面保證各級(jí)地面氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量。

4 小結(jié)

綜上所述，社會(huì)發(fā)展對(duì)于地面氣象觀測(cè)工作及時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求越來(lái)越高，而地面氣象觀測(cè)工作的質(zhì)量也存在各方面的影響。這就要求各級(jí)業(yè)務(wù)人員要不斷提高綜合業(yè)務(wù)技術(shù)水平和職業(yè)素質(zhì)，建立健全人機(jī)結(jié)合的數(shù)據(jù)觀測(cè)、控制及處理模式，采取多種措施加大地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理力度，為氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)提供更加可靠的資料，推動(dòng)我國(guó)地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展。

[1] 葉興榮.關(guān)于地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理的探討[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2013(6)：184，186.

[2] 祝銘，徐正芬，王法清.關(guān)于地面氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制處理的探討[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2013(11)：197-199.

Discussion on the Ground Meteorological Observation Data Quality Control Process

ZHANG Na1, LI Fang-zhen1, GAO Xue-qin2et al

(1. Anqiu Meteorological Bureau, Anqiu, Shandong 262100; 2. Shouguang Meteorological Bureau, Shouguang, Shandong 262700)

The basic methods and influencing factors of ground meteorological observation quality control were elaborated, the corresponding countermeasures for improving the weather forecast timeliness and accuracy, ensure the quality of surface meteorological observation data.

Surface meteorological observation; Data quality; Control treatment

張娜(1984- )，女，山東安丘人，助理工程師，從事地面測(cè)報(bào)、預(yù)報(bào)服務(wù)、農(nóng)業(yè)氣象工作。

2015-03-10

S 164

A

0517-6611(2015)11-190-02