氣象地面觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制分析

摘 要：近年來，隨著氣象現(xiàn)代化飛速發(fā)展，氣象臺站的觀測方法和能力有了質(zhì)的飛躍，由于自動化程度的提高，擺在我們面前的一個(gè)重要的問題就是氣象數(shù)據(jù)的真實(shí)程度，基于此，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制處理顯的尤為重要，要使氣象數(shù)據(jù)能夠真實(shí)，必須經(jīng)過格式檢查、內(nèi)部一致性檢查、時(shí)間連續(xù)性檢查等方法檢驗(yàn)，才能應(yīng)用于氣象業(yè)務(wù)中，從而為一線業(yè)務(wù)人員日常工作提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：氣象地面;觀測資料;質(zhì)量控制;分析方法

引言：

地面氣象觀測是氣象工作的基礎(chǔ)，氣象觀測資料的質(zhì)量在氣象部至關(guān)重要。為了使氣象預(yù)報(bào)制作能夠準(zhǔn)確，地面氣象觀測資料是基礎(chǔ)，也可以說要使天氣預(yù)報(bào)能夠準(zhǔn)確，氣象資料必須代表性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性，這樣才能提示真實(shí)的天氣、氣候變化特征和變化規(guī)率，從而就對氣象站的觀測數(shù)據(jù)提出了較高的要求。對于地面氣象觀測資料而言，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制對氣象部門一項(xiàng)極其重要的一項(xiàng)工作，質(zhì)量控制處理措施好壞決定了數(shù)據(jù)質(zhì)量的真實(shí)情況。因此，研究地面氣象觀測資料質(zhì)量控制的處理工作，是氣象資料真實(shí)度的最后一次保障，在日常工作中有著非常重要的意義。

一、地面氣象觀測資料質(zhì)量控制常用方法

（一）氣象資料質(zhì)量控制常用指示碼

在氣象站的觀測采集后經(jīng)過質(zhì)量控制出現(xiàn)常用的指示碼有：

0代表數(shù)據(jù)正確，1代表數(shù)據(jù)可疑，2代表數(shù)據(jù)錯誤，3代表數(shù)據(jù)為訂正值，4代表數(shù)據(jù)為修改值，7代表無觀測任務(wù)，8代表數(shù)據(jù)缺測，9代表數(shù)據(jù)未作質(zhì)量控制。

（二）氣象資料質(zhì)量控制指示碼含義

0?? 代表數(shù)據(jù)正確：通過質(zhì)量控制，未發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常;或數(shù)據(jù)雖異常，但最終確認(rèn)數(shù)據(jù)正確。

1?? 代表數(shù)據(jù)可疑：通過質(zhì)量控制，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，且未明確數(shù)據(jù)正確還是錯。

2?? 代表數(shù)據(jù)錯誤：通過質(zhì)量控制，確認(rèn)數(shù)據(jù)錯誤。

3?? 代表數(shù)據(jù)為訂正值：原數(shù)據(jù)明顯偏離真實(shí)值，但在一定范圍內(nèi)可參照使用。在原數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過偏差訂正等方式重新獲取的更正數(shù)據(jù)。

4?? 代表數(shù)據(jù)為修改值：原數(shù)據(jù)因錯誤或缺測而完全不可用，通過與原數(shù)據(jù)完全無關(guān)的替代方式重新獲取的更正數(shù)據(jù)。

7?? 代表無觀測任務(wù)：按規(guī)定，臺站無相應(yīng)要素?cái)?shù)據(jù)觀測任務(wù)。

8?? 代表數(shù)據(jù)缺測：該項(xiàng)數(shù)據(jù)應(yīng)觀測，但因各種原因數(shù)據(jù)缺測。

9?? 代表數(shù)據(jù)未作質(zhì)量控制：該數(shù)據(jù)未進(jìn)行質(zhì)量控制。

（三）氣象資料特征值碼含義

999999代表數(shù)據(jù)缺測：指應(yīng)當(dāng)觀測而實(shí)際未觀測的數(shù)據(jù)。

999998代表不觀測或無數(shù)據(jù)：指某些條件下規(guī)定不進(jìn)行觀測時(shí)的數(shù)據(jù)表示。

999990代表微量：指降水量為微量。

999XX 代表極值出現(xiàn)日期：當(dāng)同一極值出現(xiàn)2日及以上，無法用日期表示時(shí)，XX 表示同一極值出現(xiàn)日數(shù)（月數(shù)或年數(shù)）。

998XX 代表冷季極值出現(xiàn)日期：對于冷季統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目 XX 表示極值出現(xiàn)在次年某月。

99XXXX 代表臨時(shí)氣候標(biāo)準(zhǔn)值：當(dāng)參與統(tǒng)計(jì)的序列中數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)大于

10 個(gè)時(shí)，但連續(xù)缺測3個(gè)以上或部共缺5個(gè)以上時(shí)，為臨時(shí)氣候標(biāo)準(zhǔn)值， 用990000+XXXX 表示。

二、地面氣象觀測資料質(zhì)量內(nèi)容及方法

（一）氣象資料質(zhì)量控件檢查內(nèi)容

氣象臺站觀測的氣象資料數(shù)據(jù)質(zhì)量控制檢查的主要內(nèi)容有格式檢查、內(nèi)部一致性檢查、時(shí)間連續(xù)性檢查、特定符號檢查、觀測設(shè)備及相關(guān)要素極值檢查、儀器記錄冗余檢查等，當(dāng)然這些檢查均通過計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行檢查，檢查過后對檢查數(shù)據(jù)產(chǎn)生質(zhì)量控制標(biāo)識符，對于錯誤的直接剔除不再參與后續(xù)質(zhì)量控制，標(biāo)識為正確和疑誤的繼續(xù)進(jìn)行一下步檢查，同時(shí)輸出說明文件，通過省級及臺站級人工進(jìn)行分析處理。

（二）格式檢查

根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》以及《QX/T37-2005氣象臺站數(shù)據(jù)文件格式》， 要求數(shù)值型要素及長度規(guī)定的要素值需要在其允許范圍內(nèi)。主要包括：

（1） 臺站名稱長度在2-27，經(jīng)度長度為6，緯度和海拔高度長度為5，日期長度為8，不符合此范圍時(shí)指示碼為2。

（2） 區(qū)站號轉(zhuǎn)換成為數(shù)值后，范圍在50000-59999，檔案號轉(zhuǎn)換為數(shù)值后，范圍在10000-99999，不符合此范圍時(shí)指示碼為2。

（3） 臺站位置發(fā)生變化時(shí)，需按照緯度、經(jīng)度的變化值推測新址距原址距離、方向，不符合此范圍時(shí)指示碼為1。

（4） 地理環(huán)境、觀測時(shí)制、觀測方式、障礙物方位、守班情況和障礙物名稱在氣象行業(yè)《QX/T37-2005氣象臺站數(shù)據(jù)文件格式》規(guī)定范圍內(nèi)，不符合此范圍時(shí)指示碼為1。

（三）內(nèi)部一致性檢查

氣象要素之間關(guān)系密切，具有一定的關(guān)聯(lián)性，變化也有一定的規(guī)律性，通過對數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否合理。

（1） 同類氣象要素之間

當(dāng)同類氣象要素如果開始時(shí)間小于等于終止時(shí)間，或要素起始時(shí)間應(yīng)大于等于建站時(shí)間，終止時(shí)間應(yīng)小于撤站時(shí)間。

（2） 不同類氣象要素之間

對不于不類氣象要素由于觀測設(shè)備和要素的相關(guān)性檢查，主要判斷觀測設(shè)備的安裝和終止時(shí)間與觀測要素的開始和終止時(shí)間之間的一致性。當(dāng)不符合條件時(shí)指示碼為2。

（四）特定標(biāo)識檢查。

要求氣象資料及信息中不得出現(xiàn)與《QX/T37-2005氣象臺站文件格式》規(guī)定之外的符號。

（1） 當(dāng)數(shù)據(jù)不明時(shí)用“？”表示

（2） 無記錄時(shí)用“-”表示

（3）“年”不時(shí)時(shí)用“8888”，月或日用“88”

險(xiǎn)此特定的標(biāo)識符之外，就是錯誤記錄，指示碼為2，年月日用“8888”或“88”標(biāo)識時(shí)指示碼1

（五）時(shí)間連續(xù)性檢查

當(dāng)氣象臺站數(shù)據(jù)各項(xiàng)目在發(fā)生變動時(shí)，在記錄時(shí)間上要連續(xù)，尤其是在變動前后的時(shí)間銜接上不能有斷檔，若不連續(xù)，則為時(shí)間連續(xù)性的錯誤，指示碼為“2”

（六）要素值與相關(guān)設(shè)備檢查

特定的設(shè)備將產(chǎn)生相聯(lián)的觀測要素，檢查相關(guān)要素是否有缺失，當(dāng)缺失或不符合相關(guān)性時(shí)，指示碼為“2”

（七）儀器記錄冗余檢查。

在氣象觀測資料或數(shù)據(jù)文件中當(dāng)郵現(xiàn)完全相同的記錄則判定為冗余，尤其是記錄的起止時(shí)間以及內(nèi)容相同時(shí)則指示碼為2

（八）綜合檢查

通過以上各項(xiàng)檢查后再經(jīng)過人工參與判斷后，最終得到最后檢查結(jié)果。

三、總結(jié)

綜上所述，在氣象臺站數(shù)據(jù)處理過程中，氣象站的技術(shù)水平、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平以及選址都會對地面氣象觀測資料的質(zhì)量產(chǎn)生一定程度的影響，通過綜合人機(jī)交互的運(yùn)用格式檢查、內(nèi)部一致性檢查、特定符號檢查、時(shí)間連續(xù)性檢查、記錄冗余檢查和觀測設(shè)備及相關(guān)要素檢查等質(zhì)量控制手段檢查，最終獲得準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)。因此，氣象站的管理者應(yīng)做好控制處理工作，大力發(fā)展自動氣象站，做好人機(jī)結(jié)合的工作，并建立多層次的質(zhì)量控制體系，加強(qiáng)對儀器性能的監(jiān)管，突出人在人機(jī)結(jié)合中的作用，氣象臺站數(shù)據(jù)質(zhì)量才能夠顯著提高，為獲取更好的質(zhì)量控制效果，只有提高實(shí)時(shí)自動質(zhì)量控制技術(shù)，并深入的探索更加完善的人機(jī)交互的結(jié)合方式，才能真正提高地面氣象觀測資料的質(zhì)量。

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作者簡介：

張計(jì)紅（1979-），女，內(nèi)蒙古，計(jì)算機(jī)科學(xué)與應(yīng)用專業(yè)，氣象工程師，研

究方向：氣象基礎(chǔ)資料應(yīng)用與氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制。