人工审核制作A文件与MDOS自动制作A文件对比分析

通过设计地面气象观测月数据文件对比软件,以江西省91个国家级自动站2016年全年经过省级人工质量控制后制作的地面气象观测数据A文件为参考标准,与气象资料业务系统(简称"MDOS系统")自动制作的同站同期数据A文件进行对比分析,并进一步对数据差异的时空分布、要素分布等进行了分析。结果表明:91个国家级自动气象站全年数据对比差异个数总计为16 490个,占全年数据总量的1.02‰。MDOS A文件中自动观测要素数据差异的主要原因有传感器系统性偏移、仪器安装错误、参数设置错误、疑误数据无法关联修订、异常记录未能有效判断并处理;人工观测要素数据差异的主要原因有数据格式错误、记录顺序错误、观测要素记录不匹配、漏记录等错误在MDOS平台未能有效检测出。最后提出了确保MDOS系统平台参数设置的正确性、完善MDOS系统平台数据处理能力等改进措施。     

气象数据质量分析与评估

MDOS系统实现地面小时数据、分钟数据、日数据、日照、酸雨数据质量控制,观测数据经过本系统实现台站级、省级和国家级三级质量控制。文章分别从站点分布、下垫面环境、观测要素疑误及产生原因、数据可用率等多个方面进行了数据质量的统计、分析与评估,统计了2017年1—6月考核数据,数据可用率高达99.98%,数据质量总体呈优良水平,保证各个应用系统使用数据的及时性和正确性,为数值天气预报、资料同化与再分析、公共气象服务、特色气象服务产品提供更准确的高质量地面气象观测数据。     

台站级气象观测数据流监控系统设计

针对目前气象业务监控系统存在的种类繁多、质量参差不齐、利用率不高等问题,利用信息化和集约化的理论,基于通用业务软件系统,开展对主要气象观测数据站点信息、资料类型、观测时间、业务节点、采集时间、发送时间等台站级数据全流程传输监控信息提取方法的研究,后续将逐步扩展到所有类型的业务数据。通过梳理主要观测数据传输流程,设计监控信息标准化采集协议并开发台站级数据流监控系统,实现数据流程传输最前端监控信息的有效采集,设计标准化传输协议并实现台站级与省级、国家级集约化监控平台的有效对接,为建立省级和国家级集约化的监控、展示和应用平台奠定基础。     

地面气象资料统计处理系统设计与实现

为实现6万余个地面气象站资料实时统计处理,设计并实现了地面气象资料统计处理系统。系统采用灵活易扩展的技术框架,应用大数据分布式流处理技术实现高效的数据处理,较传统统计处理框架统计时效提升10掊以上,主要功能包括基于任务调度的定时统计、针对迟到数据和数据更正信息的统计结果滚动更新、自定义统计、统计处理通用算法服务等,采用国家级一级部署、各省同步应用的业务布局保证数据的一致性。2017年1月投入业务运行后,实时计算800余个多种尺度的统计项并通过全国综合气象信息共享平台（CIMISS）数据统一服务接口提供统计产品服务。分析表明:地面气象资料统计产品2017年月平均下载次数达到1951.4万次,在CIMISS所有400余种观测资料或产品中排名第三,为天气监测预报预警、气象决策服务、气候监测业务、公共气象服务等提供重要的基础数据支撑。     

全国自动气象站实时观测资料三级质量控制系统研制

迄今,中国气象局已在全国建立了55000余个地面自动气象站（含国家级自动站和区域自动站）。为了促进众多台站观测资料质量提高,在实时业务中保障用户用到基本正确有效的数据,2009年底中国气象局启动了“全国自动站实时资料质量控制与综合评估系统建设”工程,旨在研制一套基本适用于全国自动站实时观测数据的质量控制技术方法,建立台站、省级、国家级资料部门的地面自动站实时资料三级质量控制与反馈业务系统。在探究自动站错误数据表现形式的基础上,研制了自动站实时观测数据质量控制技术;从业务分工与应用角度,设计建立了台站负责质量监控、省级负责质量控制和国家级主要负责质量评估的自动站实时资料三级质量控制系统。该系统已在2400多个国家级气象台站、31个省级和国家级资料部门安装部署与业务应用。通过系统建设与应用,实时上传的自动站数据质量得到明显改善。主汛期全国自动站逐小时气温、降水数据可用率分别从2009年的88%、83%提升到2012、2013年的98%左右。     

2018年贵州省常规站温度要素数据评估

随着气象观测的自动化,地面气象观测在观测时次和空间密度上得到极大提高。常规站资料是地面观测资料的重要组成部分,其站点分布合理、监测连续,对于气候变化监测、预测和影响评估有着极为重要的作用。质量控制确保资料的可靠性和代表性,提高资料的应用价值。目前,经过已有的自动化质量控制之后,常规站观测资料中质量控制仍有错判、漏判等问题存在。该文以2018年贵州省常规站气温相关要素数据评估为例,实现本地常规气象资料质量控制方法的优化。     

基于VB的地面气象资料格式转换程序

针对气象部门地面气象资料格式文件数据量大、格式复杂、不易阅读和应用的问题,利用VB(Visual Basic)6.0开发了地面气象资料格式转换程序。该程序可将地面气象观测数据文件从文本格式转换为Excel格式,可按完整的气象报表格式或单独的气象要素输出,并可实现不同类型年、月文件的批量转换,为气象科研、服务等相关领域的工作人员查阅及应用观测数据提供便利。     

内蒙古气象资料的质量控制体系及发展方向

气象观测资料是气象业务和气象研究的基础资源,各种数据序列质量的优劣直接影响着气象业务和气象研究的应用效果、准确性和可靠性。随着内蒙古气象局气象业务技术体制改革的不断深入,各种气象观测资料信息量不断增长,资料采集、数据传输、数据加工处理、信息服务和数据存储各个环节的质量控制必须进一步加强。文章系统地阐述了内蒙古气象资料质量控制体系的现状和资料观测、数据传输、统计处理等各个环节的质量控制方法,并描述了气象资料质量控制体系的发展方向。     

现代气象观测业务发展趋势

气象观测业务主要指地面气象观测站和气象探空站的实时气象资料探测业务,可用于天气分析和预报的实时准备、气候调研、与局地天气有关的业务（如当地机场飞机起降、工程建设等）、水文和农业气象学以及气候学的研究。目前我国最新的探空设备为新一代L波段探空系统,而地面常规气象观测已普遍采用Ⅰ、Ⅱ型遥测自动气象站进行日常探测工作。到2005年底,全国气象部门共有国家级地面气象观测站2404个,其中自动气象站2002个。这些国家级观测站在承担常规地面观测业务的基础。     

气象辐射数据质量控制

气象辐射观测数据是气象业务、服务和科学研究的基础,其质量控制很重要。本文通过对近几年甘肃省地面气象辐射观测记录中出现的问题进行梳理,根据地面气象观测规范要求和实际工作中的审核经验,对气象辐射观测记录的质量控制方法及容易发生异常的地方进行总结,以期对台站提高辐射月报表数据文件的质量提供参考,对从事省级气象数据质量控制工作尤其是刚从事该项工作的人员的提供有益的帮助。结果显示:仪器正常时的异常记录参考云量云状、能见度、天气现象、定时降水量等气象要素进行人工判别,是现阶段气象辐射数据质量控制的最有效办法;对于仪器故障时的异常记录的判别要分情况考虑,遵从业务规定的方法取代异常值和缺测值;对于记录中容易出错的其他问题,则需要台站观测员及质量控制人员加强业务学习,总结工作经验,避免类似问题再次出现。     

多源气象数据融合格点实况产品研制进展

阐述了中外主要的多源气象数据融合产品研究进展与趋势,重点介绍了中国气象局国家气象信息中心研制的陆面气象要素（包括气温、降水、湿度、风、气压、辐射等）、土壤温度与土壤湿度、洋面温度与洋面风、三维云等多源融合格点产品研发现状,以及中国气象局国家气象信息中心多源数据融合中试平台及统一质量检验评估系统的进展,并对未来多源气象数据融合产品研制进行了展望。      

地面气象台站元数据质量控制分析

气象台站元数据包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息,是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据,只有经过质量控制与处理的气象台站元数据才能真实的反应其对气候资料序列非均一性的影响程度。针对气象台站元数据可能存在的疑误信息,设计了一套适用于地面气象台站元数据的质量控制技术,采用格式检查、内部一致性检查、时间连续性检查等方法进行质量控制。利用该质量控制方法对全国31个省(区、市)的1428个国家站1951—2011年的台站历史沿革数据文件进行质量控制,结果表明:该质量控制方法能够有效地将疑误信息进行标识,可为气象台站元数据的应用提供可靠的质量保障。该质量控制方法已应用于气象资料业务系统(MDOS)中,并在全国省级气象资料部门业务运行。     

中国降水量序列均一性分析方法及数据集更新完善

基于中国气象局国家气象信息中心2012年发布的《中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集（V3.0）》,选取一定空间范围内相关性、数据完整性均较好的邻近站降水资料,构建参考序列,结合标准正态检验和台站历史沿革信息对我国2342个台站年、月降水资料进行均一性检验。采用相关系数权重平均方法和一阶差分方法相结合得到参考序列,以降低因计算方法和邻近站序列长度不一致等引起的参考序列不确定性。最终结果显示：98个台站降水序列存在断点,仅占总站数的4.2%。采用比值法订正上述非均一性的降水序列,订正后的序列在一定程度上消除了人为因素的干扰,部分台站降水量变化趋势（1960-2009年）异常的问题得到改善。     

A new method for quality control of Chinese rawinsonde wind observations

In 2006, the National Meteorological Information Center(NMIC) of the China Meteorological Administration(CMA)developed its real-time quality control(QC) system of rawinsonde observations coming from the Global Telecommunications System(GTS) and established the Global Upper-air Report Dataset, which, with the NMIC B01 format, is generally referred to as the B01 dataset and updated on a daily basis. However, when the B01 dataset is applied in climate analysis, some wind errors as well as some accurate values with incorrect error marks are found. To improve the quality and usefulness of Chinese rawinsonde wind observations, a new QC method(NewQC) is proposed in this paper. Different from the QC approach used for B01 datasets, the NewQC includes two vertical-wind-shear checks to analyze the vertical consistency of winds, in which the constant height level winds are used as reference data for the QC of mandatory pressure level winds. Different threshold values are adopted in the wind shear checks for different stations and different vertical levels. Several typical examples of QC of different error types by the new algorithm are shown and its performance with respect to 1980–2008 observational data is statistically evaluated. Compared with the radiosonde QC algorithms used in both the Meteorological Assimilation Data Ingest System(MADIS, http://madis.noaa.gov/madis raob qc.html) of the National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA) and the B01 dataset, the NewQC shows higher accuracy and better reliability, particularly when used to judge successive observation errors.     

IGRA全球站点探空数据集介绍及其资料质量状况分析

美国国家气候数据中心（NCDC）研制的全球站点无线电探空资料数据集（The Integrated Global Radiosonde Archive,简称IGRA）包含全球1538个探空站点从1938年至今的多层次、多要素逐日探空资料。该数据是目前全球范围内时空密度最高、资料最为完整的一套高质量探空站点资料数据集。对该数据集概况及探空资料的质量控制过程进行了概述,并对该资料存在的质量问题进行分析。结果表明：该数据集虽然进行了质量控制,但是该数据集中部分资料的质量仍然存在问题,如该套资料中1973年之前的中国区域探空温度资料存在较大的问题,与国家气象信息中心整理的中国区域探空资料相比,两套资料中各站在1973年以前的不一致率都达到了70 %以上。另外,该套资料中风速资料在1975-1978年以及1981年错误较多,这5 a中出现的错误资料占所有错误资料的50.74 %。而这5 a中错误资料的分布也比较集中,风速出错站点主要分布在美国南部和阿拉斯加、非洲中部和南部以及俄罗斯。全球大部分探空台站通过全球通讯系统进行传输资料集中在1980年以后,因此本数据集中1980年以后的探空资料质量和完整性相对较高。结论和分析为用户使用该数据集提供了很好的参考依据。     

全球地面天气报历史资料质量检查与分析

全球地面天气报资料是气象资料中数据量最大、使用频率最高的资料之一。国内作为气候资料接收和保存的全球地面天气报资料中包含45个气象要素, 每日4次定时观测资料。利用2005年用于全球地面天气报资料接收、处理实时业务中的质量控制方法, 对保存于国家气象信息中心气象资料室的全球地面天气报历史资料数据集进行了全面的质量检查, 对原数据集中因解码而引起的比较明显的批量错误资料进行了修改, 生成具有质量控制码的二版全球地面天气报历史资料数据集。同时还系统介绍了1980年1月—2003年12月全球地面天气报历史资料数据集质量检查结果, 分析了资料的质量情况。     

地面气象观测资料电子档案的安全性

为了加强地面气象观测资料的电子档案安全管理,适应信息时代气象现代化业务建设的需要,以确保电子文件的真实性、完整性和有效性,提高气象电子档案的利用率,论述了电子档案安全性问题的特点,以及其与电子文件格式类型的关系.合适的电子文件格式对电子档案安全有重要意义,分析了纯文本文件和数据库文件这两种典型文件格式类型的特点,提出了通过建立纯文本文件和数据库文件相互备份机制,不仅可以最大程度地提高电子档案资料的安全性,而且可以提高档案资料的管理、服务及开发利用能力.     

积温效应在电力日峰谷负荷中的应用及检验

从电力气象服务需求出发,利用2001—2010年5—9月河北省南电网逐日电力日峰负荷、日谷负荷与对应时间的气象资料,探讨晴热天气和闷热天气对电力日峰负荷、日谷负荷的影响特征。分析发现持续3 d以上的闷热天气相对晴热天气使电力日峰负荷、日谷负荷增长更显著;日最高气温32℃是引起河北省南电网日峰负荷增长的初始气温敏感点,35℃为强气温敏感点,38℃为极强气温敏感点,日最低气温25℃为引起日谷负荷增加的敏感气温临界点;建立了引入积温热累积效应的日峰负荷、日谷负荷多元回归气象预测模型,经2011—2013年应用检验,日峰负荷、日谷负荷预测平均相对误差分别为4.8%和3.5%,提高了预测准确率,对电力调度具有参考价值。     

全国综合气象信息共享系统的设计与实现

为满足对海量气象数据管理和服务的需求,国家气象信息中心设计开发了全国综合气象信息共享系统 (CIMISS)。该文描述了系统基本设计思路、功能结构、基础平台体系结构、信息流程,阐述了系统为用户提供的基础数据使用环境。系统由数据收集与分发系统、数据加工处理系统、数据存储管理系统、数据共享服务系统、业务监控系统5个业务子系统组成,承担数据收集、加工处理、存储管理、共享服务和业务监控任务。系统设计和开发采用了一系列现代信息技术,包括基于消息和文件共享的平台内信息交换、气象数据标准化分类、数据处理作业调度和算法的动态扩展、元数据的设计和应用、公共配置信息管理、全流程业务监视和调度控制、面向服务的多维度数据存储策略、全局数据访问视图和统一访问接口设计等。该系统为我国国家级和省级气象业务提供了统一规范的气象数据使用环境。