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

摘要 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。

關(guān)鍵詞 地面氣象觀測(cè)；資料質(zhì)量；控制處理

中圖分類號(hào) S164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）11-190-02

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，我國各級(jí)氣象部門開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對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)相關(guān)檢查來實(shí)現(xiàn)的。筆者在此通過對(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(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。

1.8 質(zhì)量控制綜合分析 對(duì)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(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、四周沒有高大建筑物、樹林和大水池等地方。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，它可以通過對(duì)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(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

雖然我國地面氣象觀測(cè)工作的自動(dòng)化程度越來越高，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)故障等問題時(shí)，就無法實(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)我國地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[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.