高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制對(duì)策

甘萬(wàn)英 康偉

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種現(xiàn)代化先進(jìn)的探空儀器設(shè)備開(kāi)始應(yīng)用到高空氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)中，這些儀器設(shè)備具有高時(shí)空分辨率，會(huì)形成較多的高空氣象觀測(cè)資料。本文主要從高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制進(jìn)行分析，首先概況了質(zhì)控過(guò)程，接著對(duì)高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制對(duì)策進(jìn)行具體探討。

關(guān)鍵詞：高空氣象觀測(cè)資料;質(zhì)量控制;對(duì)策

引言

高空氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)是綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，其是研究氣候變化、氣象預(yù)報(bào)以及氣象服務(wù)的重要依據(jù)之一?？梢哉f(shuō)，高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量的高低直接對(duì)氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性以及氣象研究工作的正常開(kāi)展產(chǎn)生影響。以前，在高空氣象探測(cè)系統(tǒng)過(guò)程中，我國(guó)各個(gè)地區(qū)的氣象部門(mén)大都構(gòu)成了關(guān)于高空觀測(cè)資料的預(yù)審辦法。而現(xiàn)階段，在L 波段雷達(dá)—電子探空儀系統(tǒng)大范圍投入運(yùn)用以后，我國(guó)各個(gè)地方的高空氣象探測(cè)系統(tǒng)以及觀測(cè)資料的獲取、分析、處理以及存儲(chǔ)基本上進(jìn)入了自動(dòng)化操作模式，這種自動(dòng)化操作方式在很大程度提升了探測(cè)工作效率一體機(jī)質(zhì)量，同時(shí)降低了測(cè)報(bào)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，但是也致使測(cè)報(bào)人員對(duì)高空氣象測(cè)報(bào)資料的控制缺乏重視，與之有關(guān)的文件以及相關(guān)規(guī)范也相對(duì)較少?；诖?，本文針對(duì)L波段探空系統(tǒng)，對(duì)高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制的過(guò)程以及對(duì)策進(jìn)行綜合分析探討，從而進(jìn)一步提升高空氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)資料的質(zhì)量和精度。

1.高空觀測(cè)資料質(zhì)量控制的具體過(guò)程

高空氣象測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)資料的質(zhì)量控制的具體過(guò)程主要涉及到4級(jí)：測(cè)報(bào)系統(tǒng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制（QC0），同氣象臺(tái)站綜合觀測(cè)環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制（QC1），高空觀測(cè)過(guò)程的質(zhì)量控制（QC2），非實(shí)時(shí)高空資料質(zhì)量控制（QC3 和 QC4）以及人工質(zhì)量控制（HQC）（圖1）。

1.1 質(zhì)量控制QC0級(jí)

QC0通常是對(duì)傳感器校準(zhǔn)、觀測(cè)手段以及數(shù)據(jù)控制等，一般是在管理部門(mén)以及儀器廠家開(kāi)展，管理部門(mén)能夠通過(guò)一些對(duì)比方式進(jìn)行分析，以此來(lái)對(duì)探空儀的具體觀測(cè)能力進(jìn)行評(píng)估，涵蓋觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度以及穩(wěn)定性，改善了傳感器以及探測(cè)方法。探測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制涵蓋氣壓傳感器溫度和壓力校正，溫度傳感器輻射校正，秒數(shù)據(jù)滑動(dòng)以及平均風(fēng)計(jì)算等，主要是電子探空儀或測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)接收以及自動(dòng)處理計(jì)算機(jī)借助于程序來(lái)完成。

1.2 質(zhì)量控制QC1級(jí)

QC1通常表現(xiàn)為氣象臺(tái)站綜合觀測(cè)環(huán)境對(duì)于氣象數(shù)據(jù)觀測(cè)所產(chǎn)生的影響，涵蓋風(fēng)雷達(dá)天線的位置以及探空氣球施放區(qū)域雷達(dá)天線附近存在的障礙物情況以及雷達(dá)校準(zhǔn)、維護(hù)情況，使用硬件和軟件設(shè)備功能，無(wú)線電干擾頻率，還有上級(jí)業(yè)務(wù)管理部門(mén)以及觀測(cè)工作人員的檢查等。因?yàn)榧竟?jié)以及高空風(fēng)的差異，雷達(dá)天線周圍環(huán)境對(duì)氣象數(shù)據(jù)觀測(cè)準(zhǔn)確性的影響不盡相同，所以在觀測(cè)時(shí)，結(jié)合雷達(dá)方位以及仰角對(duì)應(yīng)的每個(gè)觀測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制參數(shù)或者是質(zhì)量控制標(biāo)記需要適時(shí)加以調(diào)整。

1.3質(zhì)量控制QC2級(jí)

QC2在高空氣象觀測(cè)中，由測(cè)報(bào)工作人員監(jiān)測(cè)時(shí)、探測(cè)完成后，數(shù)據(jù)發(fā)報(bào)以及觀察數(shù)據(jù)文件傳輸之前要將預(yù)審過(guò)程與人工質(zhì)量控制（HQC）相結(jié)合對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展質(zhì)量檢驗(yàn)以及質(zhì)量控制，QC2在整個(gè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制過(guò)程中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。

1.4 質(zhì)量控制 QC3 級(jí)

QC3即非實(shí)時(shí)高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制 ，通常由省級(jí)氣象單位開(kāi)展，即在非實(shí)時(shí)高空資料儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)之前，對(duì)氣象臺(tái)站月觀測(cè)數(shù)據(jù)要開(kāi)展質(zhì)量控制，即高空審核業(yè)務(wù)。QC3涵蓋對(duì)高空氣象觀測(cè)資料的格式查看、極值檢測(cè)、缺測(cè)查看以及數(shù)據(jù)資料內(nèi)的一致性檢查等。從業(yè)務(wù)管理這方面來(lái)看，高空審核員需要擔(dān)負(fù)著對(duì)氣象臺(tái)站以及觀測(cè)員的檢查，從一些觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄中進(jìn)行抽查。從整個(gè)高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制而言，這屬于一種特別有效的質(zhì)量控制方式。

1.5質(zhì)量控制QC4級(jí)

QC4主要為非實(shí)時(shí)的高空氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，其主要是針對(duì)已經(jīng)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的氣象資料開(kāi)展質(zhì)量控制，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)已存儲(chǔ)了大量的歷史數(shù)據(jù)信息資料，所以可將這些數(shù)據(jù)來(lái)開(kāi)展空間一致性以及時(shí)間一致性檢查等。

1.6人工質(zhì)量控制HQC

在采取手動(dòng)進(jìn)行質(zhì)量控制的情況下，人機(jī)交互界面以及計(jì)算機(jī)的圖形圖表在數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中發(fā)揮著十分重要的作用，這是由于在某些條件下，有必要了解原始探測(cè)資料與曲線、雷達(dá)球坐標(biāo)數(shù)據(jù)與曲線，數(shù)值分析和預(yù)測(cè)產(chǎn)品，應(yīng)該同鄰近站點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)資料加以對(duì)比分析。采用人工的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制一般是在QC1?QC4一系列操作之后開(kāi)展，對(duì)QC1?QC4流程之后出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)或者是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)信息均由數(shù)據(jù)質(zhì)量控制工作人員做好相應(yīng)的分析、審核以及處理。

2.高空氣象觀測(cè)資料質(zhì)量控制對(duì)策

2.1 實(shí)時(shí)高空氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量控制

現(xiàn)階段，針對(duì)實(shí)時(shí)高空氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量控制方法的研究還比較少。因?yàn)閷?duì)高空氣象觀測(cè)的環(huán)境造成影響因素較多，有的屬于固定參數(shù)，還有部分會(huì)因雷達(dá)天線角度有所改變而產(chǎn)生一定的變化，所以QC1的工作需要不斷進(jìn)行完善，作出詳細(xì)劃分，自業(yè)務(wù)管理、質(zhì)量控制以及高空觀測(cè)等各個(gè)層次的人員的角度展開(kāi)分析，并形成科學(xué)合理的控制策略，從而從不一樣的角度展開(kāi)質(zhì)控。

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制（QC2）屬于高空氣象觀測(cè)站業(yè)務(wù)工作的重要一環(huán)， 通常情況下是由氣象臺(tái)站的預(yù)審工作人員來(lái)開(kāi)展，當(dāng)前主要處于人工質(zhì)量控制（HQC）環(huán)節(jié)，它所采取的主要質(zhì)控對(duì)策為：探空基值初始值校對(duì)查看、探空施放瞬間觀測(cè)數(shù)據(jù)查看，還有和同時(shí)刻地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、 施放前后 10秒探空儀數(shù)據(jù)觀測(cè)的動(dòng)態(tài)變化、對(duì)人工處理后的探空和測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)曲線與原始數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行對(duì)比、雷達(dá)球坐標(biāo)秒數(shù)據(jù)以及分鐘數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化、實(shí)時(shí)探空曲線各要素點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化、觀測(cè)人員對(duì)異?；蛘呤清e(cuò)誤數(shù)據(jù)的處理方式、編報(bào)情況以及觀測(cè)存儲(chǔ)的資料審核與校對(duì)等。氣象臺(tái)站憑借氣象信息中心上傳至國(guó)家級(jí)高空實(shí)時(shí)資料數(shù)據(jù)庫(kù)的資料，在傳遞給用戶以前，同樣應(yīng)該采取措施進(jìn)行質(zhì)控，所采取的質(zhì)量控制措施主要是針對(duì)高空?qǐng)?bào)文的格式、缺測(cè)、完整性以及極值等方面進(jìn)行檢查，因?yàn)楦鱾€(gè)氣象臺(tái)站到報(bào)存在著時(shí)間的差異，并且對(duì)于時(shí)間要求必須及時(shí)，所以該環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制一般是借助于計(jì)算機(jī)自動(dòng)開(kāi)展。

2.2非實(shí)時(shí)高空氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量控制

針對(duì)非實(shí)時(shí)高空氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量控制措施，國(guó)內(nèi)外的研究均較多，這些質(zhì)控措施一般都是在 QC4 階段開(kāi)展。針對(duì)存儲(chǔ)前的高空氣象資料的質(zhì)量控制通常是在 QC3階段開(kāi)展?，F(xiàn)階段能夠用到的策略為對(duì)有關(guān)信息資料的格式、缺測(cè)、極值的檢查以及資料內(nèi)部的一致性檢驗(yàn)氣候值和瞬時(shí)值的一致性檢驗(yàn)、常規(guī)地面觀測(cè)的一致性檢驗(yàn)等。

3.結(jié)語(yǔ)

高空氣象觀測(cè)資料在整個(gè)大氣探測(cè)資料中發(fā)揮十分重要的作用，其是氣象預(yù)報(bào)以及氣象研究的重要依據(jù)，高空氣象資料質(zhì)量的高低直接關(guān)系到各項(xiàng)氣象業(yè)務(wù)是否能夠有效開(kāi)展。因此，氣象部門(mén)積極開(kāi)展高空氣象觀測(cè)資料的質(zhì)量控制工作。要逐步對(duì)質(zhì)量控制對(duì)策進(jìn)行優(yōu)化，以期進(jìn)一步提升高空氣象觀測(cè)資料的精確性，為公眾提供更優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：甘萬(wàn)英（1976-），女，漢族，重慶潼南縣人，本科學(xué)歷，工程師，從事綜合氣象觀測(cè)工作。

（新疆阿克蘇地區(qū)氣象局 新疆阿克蘇 843000）