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資料處理質(zhì)量相應(yīng)措施，以保證地面氣象觀測資料的質(zhì)量，提高氣象預(yù)報的及時性和準(zhǔn)確性。

地面氣象觀測；資料質(zhì)量；控制處理

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

1 地面氣象觀測資料質(zhì)量控制的常用方法

1.1 格式檢查檢查觀測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)記錄的長度。

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

1.3 界限值檢查對數(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、相對濕度、風(fēng)向、每小時日照時數(shù)和每日日照時數(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值和計算值，其中被檢站氣溫計算值是通過一個或多個與被檢站具有相似的下墊面和周圍環(huán)境的鄰近站的觀測數(shù)據(jù)計算而來。

1.8 質(zhì)量控制綜合分析對在上述檢查過程中出現(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)生錯誤數(shù)據(jù)的具體原因，及時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)識進(jìn)行質(zhì)量控制后的數(shù)據(jù)應(yīng)該進(jìn)行標(biāo)識，表明正誤、可疑、缺測、訂正、修改或未進(jìn)行質(zhì)量控制等。

2 影響地面氣象觀測資料質(zhì)量的因素

2.1 觀測站址的選擇氣象觀測站站址的選擇對于氣象觀測資料有著一定的影響。站址的選擇應(yīng)當(dāng)考慮到觀測資料的需要，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、四周沒有高大建筑物、樹林和大水池等地方。如在山區(qū)，氣象觀測站設(shè)在平坦的山頂比設(shè)在山谷、山坡上更好，在沒有遮擋物干擾和阻礙的情況下，氣象站才能獲得更準(zhǔn)確全面的觀測信息。

2.2 氣象觀測站儀器設(shè)備的先進(jìn)程度及運(yùn)行情況首先，氣象觀測站自動化儀器設(shè)備數(shù)目、儀器設(shè)備自動化程度及其功能先進(jìn)程度等因素，在很大程度上關(guān)系著觀測資料的整體質(zhì)量[1]。如天氣現(xiàn)象觀測儀是一種智能型多變量傳感器觀測儀，它可以通過對溫濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、能見度等數(shù)據(jù)變量進(jìn)行邏輯分析來判定天氣現(xiàn)象，具有自動化程度高、準(zhǔn)確度高等特點，能更好地滿足觀測業(yè)務(wù)對觀測資料質(zhì)量的更高要求。其次，儀器是否能夠正常運(yùn)行也直接影響觀測資料質(zhì)量的好壞。如酸性、堿性、粉塵過多或含有機(jī)溶液的空氣，相對密閉的空間和不符合儀器精度的供電電源等均會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)備會產(chǎn)生老化、磨損等問題，若不及時加以維修和更換，也會妨礙其正常工作。

2.3 工作人員綜合業(yè)務(wù)能力的高低雖然我國地面氣象觀測工作的自動化程度越來越高，但工作人員作為地面氣象觀測工作中一個必不可少的主體，對于觀測資料質(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)急處理能力均會影響觀測資料的質(zhì)量。工作人員對地面氣象觀測資料質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在責(zé)任意識和風(fēng)險意識、對新技術(shù)和新方法的掌握、對儀器設(shè)備的檢修和維護(hù)、對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和處理等方面，需要工作人員對故障設(shè)備及時排查維修，不斷總結(jié)監(jiān)測錯誤、可疑等數(shù)據(jù)的原因。

2.4 自動氣象站網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況自動氣象站離不開網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)監(jiān)測情況的監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況能夠?qū)庀笥^測數(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)故障等問題時，就無法實現(xiàn)對自動氣象站的實時監(jiān)控，可能使得觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯。

3 加強(qiáng)地面氣象觀測資料質(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)地面氣象觀測儀器設(shè)備的任何一個零部件出現(xiàn)細(xì)小問題或操作中不按規(guī)范進(jìn)行，均會極大地影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。隨著地面氣象觀測技術(shù)的逐步發(fā)展和觀測工作的日益復(fù)雜嚴(yán)格，觀測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)故障要及時維修或更換。

3.2 保證備份自動氣象站的正常運(yùn)行為了防止因故障而導(dǎo)致的觀測中斷、數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，確保觀測工作的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的完整性，觀測站應(yīng)該保證備份自動氣象站的正常運(yùn)行，一旦常用自動氣象站出現(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備份，出現(xiàn)故障時確保儀器設(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技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備越來越智能，觀測原理和技術(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。測報業(yè)務(wù)人員首先要全面熟悉觀測設(shè)備的構(gòu)造和原理，規(guī)范操作和日常維護(hù)，不斷提高故障檢測和維修水平；其次要掌握各自動觀測設(shè)備的工作原理及采樣算法，能準(zhǔn)確利用計算機(jī)操控氣象觀測設(shè)備的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的處理，遵守地面氣象觀測規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格把關(guān)數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理和傳輸，確保觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和完整性。

3.4 氣象觀測資料質(zhì)量控制平臺的應(yīng)用和開發(fā)為了提高觀測資料質(zhì)量控制工作的全面性、有效性和高效性，目前實時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，可以實現(xiàn)對綜合觀測業(yè)務(wù)資料的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)檢查。要不斷完善上級觀測部門對下級觀測部門臺站歷史資料、儀器設(shè)備、監(jiān)測數(shù)據(jù)等內(nèi)容的監(jiān)控和考評，詳細(xì)記錄各時間段的設(shè)備觀測和運(yùn)行情況，認(rèn)真分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的疑誤原因并及時排查，總結(jié)不同時間段、不同站點的觀測資料質(zhì)量控制問題和經(jīng)驗，全面保證各級地面氣象觀測資料的質(zhì)量。

4 小結(jié)

綜上所述，社會發(fā)展對于地面氣象觀測工作及時性和準(zhǔn)確性的要求越來越高，而地面氣象觀測工作的質(zhì)量也存在各方面的影響。這就要求各級業(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、控制及處理模式，采取多種措施加大地面氣象觀測資料質(zhì)量控制處理力度，為氣象預(yù)報預(yù)測提供更加可靠的資料，推動我國地面氣象觀測業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展。

[1] 葉興榮.關(guān)于地面氣象觀測資料質(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，從事地面測報、預(yù)報服務(wù)、農(nóng)業(yè)氣象工作。

2015-03-10

S 164

A

0517-6611(2015)11-190-02