地面氣象觀測數(shù)據(jù)綜合質(zhì)量控制方法研究

冀旭

內(nèi)蒙古自治區(qū)五原縣氣象局 內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015100

氣象觀測所得到的數(shù)據(jù)是制作天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測的基礎(chǔ)資料，其正確與否直接影響著天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測的質(zhì)量，然而資料質(zhì)量受到觀測儀器、觀測技術(shù)、測站位置、觀測時(shí)間等的影響，近年來隨著綜合觀測系統(tǒng)的推進(jìn)和氣象服務(wù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是區(qū)域站網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用，尤其是中國氣象局對數(shù)據(jù)文件質(zhì)量控制嚴(yán)格要求[1]。如何進(jìn)行氣象觀測資料的質(zhì)量控制，確保資料的代表性、準(zhǔn)確性、比較性，是新形勢下氣象資料工作者迫切需要解決的科學(xué)問題。目前，國家級自動站實(shí)現(xiàn)自動觀測氣象要素有溫度、濕度、氣壓、降水、地溫、風(fēng)向、風(fēng)速；人工觀測氣象要素包括云、能、天。

1 地面氣象觀測資料質(zhì)量控制的內(nèi)容及操作過程

1.1 質(zhì)量控制的意義

地面氣象觀測資料的質(zhì)量控制主要包括分析觀測數(shù)據(jù)并檢查其質(zhì)量，再對其進(jìn)行詳細(xì)的記錄，以方便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決出現(xiàn)的錯(cuò)漏問題。正常情況下，地面氣象觀測數(shù)據(jù)是通過收集、傳輸、編碼、解碼等4個(gè)流程來獲取，但不能保證通過這些流程獲得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此觀測資料質(zhì)量控制的問題一直存在。由于其直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的完善，因此工作人員的責(zé)任心和使命感也有重要的促進(jìn)作用，其越強(qiáng)就越能夠提升觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，從而讓天氣預(yù)報(bào)的服務(wù)效果更好，這也足以說明，地面氣象觀測數(shù)據(jù)的意義重大。

1.2 質(zhì)量控制的內(nèi)容

我國氣象觀測各級臺站對觀測資料的質(zhì)量控制主要包含了分鐘數(shù)據(jù)文件及小時(shí)數(shù)據(jù)文件等各類數(shù)據(jù)采集文件、利用軟件生成的每月A、J文件以及年報(bào)數(shù)據(jù)Y文件、實(shí)時(shí)采集的觀測數(shù)據(jù)等內(nèi)容，而這些數(shù)據(jù)文件可以通過獨(dú)立的質(zhì)量控制軟件或地面測報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件ISOS的組件來進(jìn)行收集。

1.3 質(zhì)量控制的具體操作流程

質(zhì)量控制的具體操作流程具體表現(xiàn)為：首先檢測氣象觀測資料的時(shí)效性是否符合規(guī)定，其次檢查觀測要素的數(shù)值是否在允許范圍值或氣候極值內(nèi)，并根據(jù)臺站的所處地理位置進(jìn)行氣候極值的檢查，如果觀測要素的數(shù)值超過標(biāo)準(zhǔn)要求，那么相關(guān)的數(shù)據(jù)要記為可疑；接著要檢查數(shù)據(jù)文件的字符合法性，若數(shù)據(jù)包含非法字符或者有缺漏字符的話，其相應(yīng)的數(shù)據(jù)就應(yīng)該記錄為缺測，最后需要檢查觀測數(shù)據(jù)是否進(jìn)行內(nèi)部統(tǒng)一，包括檢查觀測數(shù)據(jù)每分鐘、每小時(shí)、每日的連續(xù)時(shí)間變化率，觀測員再依據(jù)觀測數(shù)據(jù)的變化時(shí)序圖進(jìn)行判斷和處理。

每個(gè)月A、J文件和每年的Y文件數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制基本與上述質(zhì)量控制的操作過程一致，而區(qū)別就在于質(zhì)量控制軟件的交互界面不同，便會用各種方式顯示錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、信息或者其他相關(guān)的觀測數(shù)據(jù)，這可以給觀測員進(jìn)行實(shí)際判斷和處理帶來便利[2]。

2 地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件質(zhì)量控制方法

2.1 質(zhì)量控制依據(jù)

A文件內(nèi)容主要涵蓋觀測數(shù)據(jù)、臺站參數(shù)質(zhì)量控制信息及附加信息等。臺站數(shù)據(jù)量通常較大，為方面存儲，增加了多要素J 文件。而A 文件及J 文件均是由B 文件轉(zhuǎn)換而成的。因此，在本文中將A 文件、J 文件和B 文件統(tǒng)稱為地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件，其質(zhì)量控制依據(jù)《地面氣象觀測數(shù)據(jù)簿表格式》《地面氣象觀測規(guī)范》及相關(guān)技術(shù)規(guī)定。

2.2 質(zhì)量控制方法

2.2.1 氣候極值檢查

氣候極值檢查主要是把歷史氣象要素最大值同最小值進(jìn)行分析對比。觀測要素的極值與氣候條件特點(diǎn)、地形高度、緯度帶等關(guān)系密切。

2.2.2 時(shí)間一致性檢查

對觀測氣象要素變化是否與時(shí)間變化規(guī)律相符進(jìn)行檢查。

2.2.3 內(nèi)部一致性檢查

通過內(nèi)部一致性檢查可以對觀測數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常作出相關(guān)判斷。其主要依據(jù)氣象要素之間的關(guān)系以及變化規(guī)律來保證測量值的科學(xué)性。

2.2.4 空間一致性檢查

將被檢站氣溫觀測值與計(jì)算值對比，通過一個(gè)或者多個(gè)與被檢站具有相似周圍環(huán)境和下墊面的鄰近站觀測數(shù)據(jù)計(jì)算出來。

3 加強(qiáng)地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件質(zhì)量控制的對策

3.1 做好地面氣象觀測系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控

測報(bào)工作人員要加強(qiáng)對定時(shí)數(shù)據(jù)的檢查和管理，借助于監(jiān)控軟件及時(shí)找出數(shù)據(jù)異常問題。需要及時(shí)找出地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件故障發(fā)生位置并處理，若自身無法解決，則及時(shí)上報(bào)上級管理部門，安排專業(yè)人員處理。故障問題未有效解決前，需采取代替或人工觀測數(shù)據(jù)錄入，確保地面氣象觀測文件完整、可靠[3]。

3.2 做好觀測儀器設(shè)備的使用和維護(hù)

規(guī)范自動站觀測儀器的使用。業(yè)務(wù)人員除了將日常地面氣象測報(bào)工作做好之外，還要對觀測儀器設(shè)備的使用方法和操作技巧熟練掌握，不僅可以提升地面氣象觀測效率，同時(shí)還能提升地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件質(zhì)量。為了保證UPS電源和計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行，每個(gè)月對UPS 電源進(jìn)行1次放充電。在正點(diǎn)或半點(diǎn)前，需要觀察觀測儀器能否正常運(yùn)行。在季節(jié)變化的過程中，還要做好觀測儀器的收回和啟用。

4 結(jié)語

總結(jié)而言，地面氣象觀測的重點(diǎn)便是提高觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，其不僅關(guān)系到天氣預(yù)報(bào)服務(wù)人民的質(zhì)量，也對氣象工作的和諧發(fā)展有著重要的影響。這就要求氣象觀測人員必須嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作，同時(shí)使用科學(xué)的技術(shù)方法來檢查地面氣象觀測數(shù)據(jù)，保證其質(zhì)量的良好性，從而提高觀測數(shù)據(jù)的實(shí)際可用率。