气象数据质量控制国内期刊论文发表

 

　　关键词：气象数据；质量控制；影响因素；必要性

 

　　Abstract: The real-time meteorological data quality control is the essential link to ensure a high quality of weather and climate prediction, this article introduced the meteorological data quality control necessity, influence factors, and taking the climate extreme range check, internal consistency check, time consistency checks, spatial consistency check and quality control measures.

 

　　Key words: meteorological data; quality control; influencing factors; necessity

 

　　中图分类号：P41      文献标识码：A

 

　　气象是指发生在天空中的风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、闪电、打雷等一切大气的物理现象

 

　　气象资料是整个大气探测资料的一个重要组成部分，是我们从事气象业务、科研和服务等工作的基础。数据资料的准确与否直接影响气象事业的发展，而自动站实时观测资料具有时间间隔短、代表性强、可快速调用的特点, 对于短时效的天气预报具有十分重要的使用价值。随着社会的发展, 人们对气象服务的需求越来越高, 短时效的预报决策服务更是受到人们的普遍青睐。为了保证实时观测资料的代表性、准确性、比较性, 使使用者放心使用, 有必要对实时数据进行实时质量控制。

 

　　1．影响气象数据质量的因素

 

　　气象数据的质量一般要受到两方面的影响，一是要受到观测环境改变、人的素质和仪器运行状况误差的影响，二是要受到读数误差、统计计算错误等人为误差的影响。

 

　　1.1人为误差是由于工作人员粗心、对业务规定不熟悉等造成的差错，如数据的误读、一些天气现象的误认以及统计计算错误等等。这些误差是可以通过校对、复算、审核和质检等检查手段发现并可以及时解决的。这就要求我们要加强对业务人员的业务技能培训，必须持证上岗；严格进行质量考核，发挥初算、复算、校对、预审等每个业务环节的作用，层层把关，避免数据差错的产生。对资料审核，不仅要对报表资料进行检查审核，而且还要对原始记录进行全面检查；要在“机审”的同时结合人工经验进行审核，必须做到人机结合，这样才能保证报表资料出门合格。广西基层台站可以通过小纸条方式跟区局资料审核部门就一些难以把握的问题进行咨询和沟通，这样不仅可以一对一地进行具体问题的分析，进行业务交流，发现和解决一些在平时难以发现的问题，而且基层预审员业务技能也能得到进一步提高。

 

　　1.2近年来，由于城镇的扩建改建，在气象台站观测场地周围附近的一些建筑物不符合规范要求或者周围植被改变等，使观测环境遭受到不同程度的破坏，严重影响到气象数据的代表性和连续性。现在我们在资料审核或在使用资料时有时会发现，一些天气要素和天气现象与以往累年值相比有明显差异，如气温或地温偏高! 排除气候变暖因素；大风日数明显减少；个别台站云的记录种类很少，而一些天气现象能简单则简单，出现“复杂天气简单化，简单天气模式化”现象。这些都是由于个别工作人员业务技能较差，观测简单化或误观测等，直接影响到数据准确的结果。还有观测仪器的运行状况也会对气象记录造成一定的误差，如使用超检和故障仪器等，都能使所记录的值在计量上产生误差或造成缺测使记录不连续。以上这些误差都很难发现甚至不可发现。

 

　　2．气象数据质量控制的必要性

 

　　实时气象数据是制作天气预报和气候预测的基础资料，其质量好坏直接影响着天气预报和气候预测的正确与否。我国自1990年代末开始试验在部分台站布设地面自动气象观测系统，随着软硬件技术的成熟，自动站建设速度明显加快，至2011年，全国已经安装了2500多个地面自动气象站。台站气象观测手段的自动化和数据传输速度持续的提高，观测频率的提高，海量数据被采集和传输、保存。因此，快速和高效的证实和标注错误的、可疑的观测记录的质量控制方法是很必要的，这样才能快速的为用户提供尽可能可靠的观测信息，才能使预报员做出尽可能准确的业务决定。目前自动站观测的数据质量还存在不少问题。其原因之一，是我国现有的地面气象观测资料的质量控制方法和业务规程。主要是针对人工观测站且历史数据而制定的，缺乏从台站、省到国家完整的实时质量控制系统。鉴于地面自动站的数据的复杂性、实时性等，目前还没有一个规范的业务化的实时数据质量控制系统，因此需要对实时数据质量控制方法的研究现状、进展及需要开展的工作进行分析。

 

　　3．气象数据质量控制的措施

 

　　正点资料质量控制特点：①执行速度要快，标注明确；②正点资料质量控制方法必须实用有效。根据以上原则确定正点资料质量控制方法， 即气候极值范围检查、内部一致性检查、时间一致性检查及台站极端事件检查。

 

　　3.1 内部一致性检查

 

　　当气象观测要素相互之间关系密切，其变化规律具有一致性，可根据该特性，对相关数据是否保持这种内部关系来检查其是否发生异常，以确定数据质量，即为内部一致性检查。内部一致性检查分为2 种情况，一是同类要素之间，如最高值一定≥正点定时值， 正点定时值≥最小值， 对于气温有:Tmax≥T≥Tmin；二是相关类型要素之间，如可以通过露点温度与水汽压之间的函数关系来计算露点温度， 一旦所计算的露点温度与实测温度差较大(绝对值>0.5 ℃)，则露点温度与水汽压至少有1个要素有误。

 

　　3.2 时间一致性检查

 

　　观测要素中的有些数据与时间具有良好的一致性， 将此类数据与其时间上前、后的测值相比较，来判断其数据是否发生异常。要素时间变化检查主要是根据要素在某一时段内可能变化范围判断该要素值质量。通过对台站历史资料分析，建立各要素1 h 时变检查上下界值如表1，对数据进行1 h 要素时间变化检查，设置相应质量控制码。

 

　　3.3 台站极端事件检查

 

　　当发生剧烈天气事件如大幅降温、短时暴雨时，将导致相关要素发生“异常”，台站大幅降温事件指一个测站由于天气突然变化， 从而导致气温和地面温度等要素时间一致性质量控制码>1，如果不对其做处理，将会导致误检。可以通过气温、地面温度和5 cm 地温的时间一致性质量控制码检测该事件发生与否。如果正点气温，最高、最低气温3 个要素的时间一致性质量控制码之和≥4，并且0 cm 地温，0 cm 最高、最低、5cm 地温4 个要素的时间一致性质量控制码之和≥5， 则称发生了台站大幅降温事件。这时相应要素的时间一致性质量控制码标注为0。这样就减少了“异常”数据的误检率。说明台站大幅降温事件主要是由局地强对流天气引起。

 

　　3.4 气候极值范围检查

 

　　气象资料进行气候极值检查前一般要经过界限和要素允许值范围检查，考虑到正点资料时效性，将气候极值检查和界限值结合在一起进行，即气候极值范围检查。

 

　　3.5 综合检查

 

　　利用上述方法确定每个要素的质量控制码。如果某要素内部一致性、时间一致性检查质量控制码之和≥3，则认为该数据错误。

 

　　表1 各要素质量控制采用方法

 

　　项目要素气候极值范围检查内部一致性时间一致性台站极端事件检查综合检查

 

　　气温气温、最高、最低√√√√√

 

　　湿度相对湿度、最小相对湿度√√√

 

　　湿度水气压√√√

 

　　露点温度√√√

 

　　气压本站气压、最高最低气压√√√

 

　　地温地面温度、最高最低地温√√√√√

 

　　5、10、15、20 cm 地温√√√√

 

　　40、80、160、320 cm 地√√

 

　　风2、10 min 平均风速、最大、瞬时、极 大风速及对应风向√√

 

　　降水小时降水总量√

 

　　4．结语

 

　　气象观测资料最重要的就是准确性。采集准确的气象资料是地面气象观测工作者义不容辞地责任。虽然由于种种原因, 只有把好地面数据的质量控制关，才能保证资料的准确性、代表性和比较性，为天气预报提供更好的保证。为了保证观测记录的准确性, 在日常的工作中, 我们通过认真、严谨的工作态度, 尽力克服一些失误, 那么，观测资料则将会更客观、准确、真实。

 

　　参考文献：

 

　　[1] 谭金闪,骆炳兰.自动站正点地面数据质量控制方法[J].中国高新技术企业,2012.

 

　　[2]窦以文，屈玉贵，陶士伟，等． 北京自动气象站实时数据质量控制应用［J］． 气象2008，34( 8) : 77 － 81．