陳 敏，韓 玲，王雅萍

（甘肅省氣象信息與技術(shù)裝備保障中心，甘肅 蘭州 730000）

高空探測(cè)是氣象基礎(chǔ)業(yè)務(wù)之一,探測(cè)數(shù)據(jù)主要用于天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究和國(guó)際交換等。近年來(lái)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)質(zhì)控，緩解各類數(shù)據(jù)報(bào)表文件的審核壓力，全國(guó)氣象部門采用氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）操作平臺(tái)（V2.2 版本）實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)家地面氣象觀測(cè)站、區(qū)域站、高空站、酸雨站、輻射站和土壤水分站等觀測(cè)站網(wǎng)的自動(dòng)化質(zhì)量控制。依據(jù)質(zhì)控方案，MDOS 自動(dòng)質(zhì)量控制模塊從參數(shù)核查，閾值檢查，時(shí)間一致性、空間一致性和內(nèi)部一致性檢查等方面對(duì)可疑或錯(cuò)誤數(shù)據(jù)顯示自動(dòng)質(zhì)控疑誤信息，審核員根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)定處理疑誤數(shù)據(jù)[1，2]。經(jīng)過(guò)數(shù)次升級(jí)，MDOS 自動(dòng)質(zhì)控模塊不斷改善，尤其對(duì)地面數(shù)據(jù)勘誤準(zhǔn)確率顯著提高，但對(duì)于高空站等其他類型數(shù)據(jù)，從質(zhì)控方案和效果評(píng)估上都需要完善[3]。

2020 年1 月起，甘肅省正式開展MDOS 操作平臺(tái)對(duì)高空站數(shù)據(jù)自動(dòng)質(zhì)控的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，并與原人機(jī)交互審核流程雙軌并行。目前，全省9 個(gè)探空臺(tái)站的探空原始數(shù)據(jù)文件通過(guò)甘肅省氣象信息與技術(shù)保障中心數(shù)據(jù)質(zhì)量控制室指定的服務(wù)器每日10點(diǎn)半前將前日19 時(shí)與當(dāng)日07 時(shí)S 文件上傳，由省級(jí)高空探測(cè)審核員提取至L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行審核。通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)原審核流程中人工挑取的可疑數(shù)據(jù)[4-6]與氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）操作平臺(tái)自動(dòng)質(zhì)控的疑誤信息，總結(jié)二者不一致情況，為高空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊后續(xù)升級(jí)提供參考依據(jù)。

1 臺(tái)站參數(shù)與地面基值測(cè)定及瞬間要素值的判定

對(duì)探空數(shù)據(jù)審核時(shí)，應(yīng)首先對(duì)施放時(shí)間、探空儀型號(hào)、臺(tái)站名、海拔高度、經(jīng)度、緯度、儀器號(hào)碼及基值測(cè)定、瞬間要素值進(jìn)行校對(duì)判定，目前MDOS操作平臺(tái)無(wú)法判別這些要素是否有疑誤。從2020年6 月1 日起，探空臺(tái)站原使用的探空儀GTS1-2、GTS1、GTS1-1 型正式用改進(jìn)型探空儀（GTS11 南京大橋廠、GTS12 上海長(zhǎng)望無(wú)線電23 廠、GTS13 太原無(wú)線電廠）替換，同時(shí)改進(jìn)型探空儀的基值測(cè)定合格標(biāo)準(zhǔn)也有了變化，見(jiàn)表1。

表1 基值測(cè)定合格標(biāo)準(zhǔn)

其中，GTS13 改進(jìn)型探空儀不需要調(diào)入探空儀參數(shù)文件，故高空氣象探測(cè)記錄表中GTS13 探空儀參數(shù)顯示區(qū)域?yàn)榭瞻?。另外，基值測(cè)定、瞬間觀測(cè)使用了地面自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)，基測(cè)氣壓值使用基測(cè)箱數(shù)據(jù)，因此降低了人工讀取數(shù)據(jù)造成的疑誤；而當(dāng)數(shù)據(jù)誤差較大時(shí)，還應(yīng)核查對(duì)應(yīng)地面自動(dòng)站數(shù)據(jù)，對(duì)疑誤信息反饋臺(tái)站進(jìn)行更改上傳。但MDOS 操作平臺(tái)對(duì)基值測(cè)定、施放瞬間觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差不明顯時(shí)未進(jìn)行質(zhì)疑，疑誤數(shù)據(jù)較明顯時(shí)的質(zhì)疑對(duì)原審核流程會(huì)有幫助，如下例子所示：

（1）56080 合作探空站，經(jīng)人工審核2020 年10月15 日19 時(shí)地面瞬間要素漏輸風(fēng)向、風(fēng)速，經(jīng)核查地面自動(dòng)站風(fēng)向360 度、風(fēng)速為3m/s，而MDOS默認(rèn)風(fēng)向?yàn)? 度、風(fēng)速為0.1m/s，疑誤信息如圖1所示。

圖1 56080 合作探空站MDOS 質(zhì)控疑誤信息

（2）53915 崆峒探空站，經(jīng)查2021 年5 月3 日19 時(shí)地面風(fēng)向357 度，誤輸入367 度，MDOS 在只有超出數(shù)值范圍才可以質(zhì)疑出疑誤信息，如圖2 所示。

圖2 53915 崆峒探空站MDOS 質(zhì)控疑誤信息

（3）如果溫度、濕度、能見(jiàn)度有漏輸或錯(cuò)輸、云量與云狀矛盾的情況，MDOS 無(wú)法自動(dòng)質(zhì)控，只能通過(guò)人工審核發(fā)現(xiàn)。

2 探空部分

主要針對(duì)探空氣壓、溫度、濕度飛點(diǎn)的判定，如53915 崆峒探空站，經(jīng)查2020 年12 月30 日07 時(shí)探空記錄：探空36 分23 秒溫度飛點(diǎn)未刪除，影響到第二對(duì)流層頂?shù)倪x?。?5 分46 秒～38 分57秒濕度跳變未刪除，影響到濕度記錄。在刪除飛點(diǎn)后，對(duì)流層頂選取正確，如圖3 所示，見(jiàn)表1、表2。MDOS 操作平臺(tái)只顯示出對(duì)流層頂溫度異常，如圖4 所示。

表1 53915 崆峒探空站探空對(duì)流層頂選取錯(cuò)誤示意

表2 53915 崆峒探空站探空對(duì)流層頂選取訂正

圖3 53915 崆峒探空站探空飛點(diǎn)記錄

圖4 53915 崆峒探空站MDOS 探空疑誤信息

3 測(cè)風(fēng)部分

主要針對(duì)傳統(tǒng)審核流程與MDOS 操作平臺(tái)自動(dòng)質(zhì)控信息在仰角、方位、斜距、風(fēng)向、風(fēng)速的判定進(jìn)行對(duì)比分析。

（1）參與量得風(fēng)層風(fēng)向、風(fēng)速計(jì)算的球坐標(biāo)仰角、方位角、斜距計(jì)算分鐘數(shù)據(jù)（經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制的）分別是該整分鐘及其上下2S 的仰角或方位角或斜距之和的平均值，故秒數(shù)據(jù)的跳變會(huì)影響到仰角、方位角、斜距的數(shù)據(jù)，從而影響到量得風(fēng)層的計(jì)算值，有些變化較大的數(shù)據(jù)需要?jiǎng)h除只能人工干預(yù)；MDOS 操作平臺(tái)只是提出可疑，但不能刪除，故與L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下對(duì)數(shù)據(jù)的處理有差異。

（2）測(cè)風(fēng)出現(xiàn)旁瓣抓球時(shí)仰角、方位角、斜距數(shù)值變化規(guī)律：MDOS 操作平臺(tái)無(wú)法判定，只能在L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下人工判別提出質(zhì)疑,例如，53915 崆峒探空站2021 年4 月4 日19 時(shí)旁瓣抓球?qū)е聰?shù)據(jù)有誤，在L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件中，分鐘仰角、方位變化規(guī)律，而從每秒球坐標(biāo)數(shù)據(jù)查詢中人工判別20min 以后仰角、方位秒數(shù)據(jù)異常；MDOS 操作平臺(tái)質(zhì)疑信息只顯示為風(fēng)特性層缺測(cè)，如圖5，6 所示。

圖5 53915 崆峒探空站旁瓣抓球L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件示意

圖6 53915 崆峒探空站旁瓣抓球MDOS 操作平臺(tái)質(zhì)疑信息

（3）因量得風(fēng)層的計(jì)算采用分鐘仰角、方位角、斜距的數(shù)據(jù)，MDOS 操作平臺(tái)僅質(zhì)疑秒數(shù)據(jù)，對(duì)分鐘數(shù)據(jù)無(wú)法質(zhì)控出來(lái)，因此對(duì)探測(cè)資料的準(zhǔn)確性不能保障；但L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下可采用探空高度代替斜距的方法將錯(cuò)誤的分鐘斜距數(shù)據(jù)更改。

（4）如遇有近地面層高空風(fēng)失測(cè)，經(jīng)緯儀補(bǔ)放小球的觀測(cè)數(shù)據(jù)MDOS 也不能質(zhì)疑疑誤信息。

4 探空、測(cè)風(fēng)終止層判定

MDOS 操作平臺(tái)僅能顯示仰角、方位角、斜距的秒數(shù)據(jù)變化，特別是高空溫度、氣壓、濕度秒數(shù)據(jù)有跳變時(shí)對(duì)終止層的判斷提出質(zhì)疑，造成疑誤的質(zhì)控信息較多，因此在L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下的探空數(shù)據(jù)查詢和每秒球坐標(biāo)數(shù)據(jù)查詢中才能夠準(zhǔn)確判定終止層時(shí)間。

5 文件的制作

（1）G 文件的制作（月數(shù)據(jù)文件）。應(yīng)中國(guó)氣象局網(wǎng)絡(luò)司要求，高空G 文件應(yīng)在氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）操作平臺(tái)制作完成,但MDOS 系統(tǒng)生成的G文件格式存在以下錯(cuò)誤信息：例如對(duì)于52983 榆中探空站，出現(xiàn)段指示項(xiàng)長(zhǎng)度錯(cuò)誤情況，人工修改后L波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件G 文件制作質(zhì)控時(shí)信息顯示文件格式檢查無(wú)誤，錯(cuò)誤信息如圖7所示。

圖7 MDOS 制作G 文件格式錯(cuò)誤信息

鑒于高空G 文件的格式檢查與質(zhì)量控制無(wú)法在MDOS 上實(shí)現(xiàn)，以及臺(tái)站端也無(wú)法將更正信息反饋至MDOS 操作平臺(tái)，目前月數(shù)據(jù)文件仍然在L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件中制作。

（2）報(bào)表文件的制作。報(bào)表文件即規(guī)定等壓面層、規(guī)定高度層報(bào)表，溫度、濕度特性層報(bào)表，風(fēng)向、風(fēng)速特性層報(bào)表，及月氣候報(bào)表。因MDOS 操作平臺(tái)制作的月數(shù)據(jù)文件存在上述錯(cuò)誤信息，將影響到報(bào)表文件制作，為了按規(guī)定時(shí)效上報(bào)，目前通過(guò)L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件制作報(bào)表文件。

6 小結(jié)

綜上所述，通過(guò)對(duì)比兩種質(zhì)量控制流程在參數(shù)核查、探空及測(cè)風(fēng)各要素疑誤判斷、終止層判定和報(bào)表文件制作等方面的差異，評(píng)估了MDOS 系統(tǒng)對(duì)探空數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制效果。為按照業(yè)務(wù)規(guī)定時(shí)間將高空探測(cè)資料正確無(wú)誤地上傳至國(guó)家氣象信息中心，目前高空探測(cè)數(shù)據(jù)處理以L 波段高空氣象探測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件為主，MDOS 操作平臺(tái)作為參考進(jìn)行質(zhì)量控制。文章的對(duì)比分析可為后續(xù)MDOS 質(zhì)量控制模塊、文件制作模塊升級(jí)完善及業(yè)務(wù)審核人員提供參考依據(jù)。