高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法探討

劉靜

甘肅省氣象局機(jī)關(guān)服務(wù)中心 甘肅 蘭州 730020

正文：

引言：高空氣象觀測系統(tǒng)是綜合氣象觀測系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，在天氣預(yù)報(bào)以及氣候監(jiān)測等領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用。現(xiàn)今，隨著氣象科技發(fā)展速度的不斷加快，高空氣象探測設(shè)備也在逐漸完善與改進(jìn)，很多高空氣象探測設(shè)備都應(yīng)用了L波段雷達(dá)以及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，有效提高了高空氣象探測設(shè)備的自動(dòng)化以及智能化水平，探測數(shù)據(jù)質(zhì)量也得到了進(jìn)一步的提高。

1 影響因素

1.1 重放球

在進(jìn)行高空氣象探測的時(shí)候，很容易遇到重放球問題，不僅會(huì)導(dǎo)致大量人力、物力資源浪費(fèi)，還會(huì)影響高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量，無法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而導(dǎo)致重放球問題發(fā)生的因素有很多，其中主要因素就是雷達(dá)發(fā)生故障、天氣比較惡劣、氣象要素輸入錯(cuò)誤以及在放氣球之前沒有做好相應(yīng)的防護(hù)準(zhǔn)備。

1.2 外界環(huán)境

外界環(huán)境因素會(huì)給高空探測雷達(dá)的正常探測帶來非常大的影響。在采用雷達(dá)探測設(shè)備進(jìn)行探測的時(shí)候，周邊區(qū)域需要空曠開闊，不能有任何遮擋物，且天氣不能出現(xiàn)過大變化，否則將無法保證高空探測雷達(dá)探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

1.3 丟球

雷達(dá)在對(duì)信號(hào)進(jìn)行探測的時(shí)候，如果雷達(dá)天線上發(fā)或者周邊具有遮擋物，那么雷達(dá)本身的跟蹤能力就會(huì)大幅下降，很難對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的跟蹤，容易導(dǎo)致丟球問題的發(fā)生。丟球問題發(fā)生后，雖然可以進(jìn)行補(bǔ)放，但是如果在補(bǔ)放的時(shí)候，受到天氣因素的影響，那么高空氣象探測數(shù)據(jù)也無法得到有效保障。所以，在高空氣象探測中，必須要采取相應(yīng)的防控措施，防止丟球問題的發(fā)生。

2 質(zhì)量控制

質(zhì)量控制主要是指為了使作業(yè)質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，而采取的相應(yīng)控制手段，具體來說，質(zhì)量控制的主要目的就是解決作業(yè)過程中的所有質(zhì)量隱患，保證作業(yè)操作的順利、高效開展，進(jìn)而獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益。高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制主要就是對(duì)高空氣象探測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，并判斷探測數(shù)據(jù)質(zhì)量是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，如果探測到的數(shù)據(jù)不符合要求的話，那么則需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，并對(duì)其進(jìn)行深入的計(jì)算與分析，找出缺陷地點(diǎn)，然后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正處理，從而使數(shù)據(jù)質(zhì)量得到有效提高。原始的高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量直接關(guān)系著氣候統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以，在高空氣象探測數(shù)據(jù)庫建設(shè)中，質(zhì)量控制是至關(guān)重要的一個(gè)工作內(nèi)容。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法主要有以下兩種：一是原始探測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)前的質(zhì)量檢查，二是原始探測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后的質(zhì)量控制。高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制可以分為人工與自動(dòng)兩種。人工需要由操作人員對(duì)探測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析與比對(duì)，來找出數(shù)據(jù)質(zhì)量缺陷。自動(dòng)質(zhì)量控制則是根據(jù)溫度、濕度以及氣壓正常趨勢，來找出數(shù)據(jù)的質(zhì)量缺陷。

3 高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法

高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制效果直接關(guān)系著天氣預(yù)報(bào)、氣候分析以及其他氣象服務(wù)的準(zhǔn)確性，高空氣象探測主要是利用L波段探空系統(tǒng)，在觀測過程中，主要觀測的氣象要素為：溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速以及風(fēng)向等，高空氣象探測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制也需要圍繞著五大要素。

3.1 與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析

高空氣象探測數(shù)據(jù)會(huì)受到地勢地貌、人類活動(dòng)以及熱島效應(yīng)等因素的影響，在探測過程中，探測高度會(huì)不斷上升，而隨著探測高度的不斷上升，這些因素的影響也會(huì)越來越小，氣象要素?cái)?shù)據(jù)的探測準(zhǔn)確性也就越高。從長期角度來看，高空氣象探測數(shù)據(jù)還會(huì)受到季節(jié)變化以及氣候變化的影響，不同的季節(jié)有著不同的氣候條件，所以，在探測過程中，需要將獲得的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)比對(duì)，如果獲得的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)相差過大，則需要對(duì)其進(jìn)行深入的分析，判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3.2 比照氣象要素測量極值

利用電子探空儀來對(duì)當(dāng)?shù)氐臏囟取鈮阂约皾穸冗M(jìn)行探測，并將探測到的數(shù)據(jù)以信號(hào)的形式發(fā)送到地面上的雷達(dá)。如果電子探空儀在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障或者受到其他干擾信號(hào)的影響，那么地面接收到的數(shù)據(jù)可能是不準(zhǔn)確的。不同的傳感器，其測量范圍也是不同的，所以，每一個(gè)傳感器都有一個(gè)測量極值，如果地面雷達(dá)接受到的數(shù)據(jù)超出這個(gè)極值的話，那么則代表數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。

3.3 檢查氣象要素?cái)?shù)據(jù)的一致性

高空氣象探測要素之間是存在很大的關(guān)聯(lián)性的，其中關(guān)聯(lián)性最大的就是探空高度與側(cè)風(fēng)高度，兩者的高度是相同的。所以，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探測的時(shí)候，如果兩者探測到的數(shù)據(jù)不相同，那么則代表有錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

3.4 檢查是否符合空間變化規(guī)律

探空儀中要設(shè)置有溫度、濕度以及氣壓感應(yīng)器，在上升過程中，需要每隔1.2秒向地面接收設(shè)備傳遞一次感應(yīng)數(shù)據(jù)。氣象要素必須要具備一定的連續(xù)性變化規(guī)律。在氫氣球上升過程中，由于受到風(fēng)向以及風(fēng)速的影響，其本身并不是垂直上升的，所以，需要采用測量探空儀來對(duì)其傾角、方位角以及斜距進(jìn)行測量，每隔一分鐘測量一次。然后地面對(duì)氫氣球每分鐘的位置情況進(jìn)行分析，通過對(duì)變化規(guī)律的分析，來得知準(zhǔn)確的風(fēng)速以及風(fēng)向數(shù)據(jù)。仰角、方位角和斜距每秒的變化是在一定的幅度內(nèi)連續(xù)變化的，在近地面高仰角時(shí)，仰角和方位數(shù)據(jù)變化較大，在高空低仰角時(shí)，仰角與方位的數(shù)據(jù)變化較小。如果探測得到的數(shù)據(jù)不符合變化規(guī)律，則應(yīng)當(dāng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

結(jié)語：提高業(yè)務(wù)質(zhì)量是每一個(gè)高空氣象探測人員的最終目標(biāo)。在開展高空氣象探測工作的時(shí)候，探測人員不但要具備較強(qiáng)的敬業(yè)以及奉獻(xiàn)精神，還需要嚴(yán)格遵循相關(guān)制度規(guī)范來進(jìn)行探測操作，并定期開展對(duì)設(shè)備儀器的維護(hù)與保養(yǎng)。在實(shí)際工作中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備儀器工作情況的監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)予以解決，從而保證設(shè)備儀器的正常運(yùn)行，使高空氣象探測數(shù)據(jù)質(zhì)量得到有效的提高，進(jìn)一步促進(jìn)我國氣象事業(yè)的發(fā)展。