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。     

区域气象站实时资料问题分析与质量控制

通过对区域气象自动站历史资料的统计分析,发现甘肃省区域站实时资料存在时钟突跳、部分站点要素及全要素报文缺测、部分站温度长时间异常、风要素长时间不变等问题。应用气候极值检查、内部一致性检查、时间一致性检查、空间一致性检查及格式检查等多种质量控制方法,通过计算机高级语言编程,实现了对甘肃省区域站整点实时观测资料的自动化质量控制。算法在实现时,充分考虑实时气象资料的传输特点,将不同的质量控制算法提交在资料处理的不同环节,既保证了传输和共享的及时性,又保证了资料的可靠性。在实现区域站实时资料自动化质量控制的基础上,通过对质量控制结果的分析,总结出区域站实时资料的常见问题,并提出了相关的解决办法和建议。通过办法的实施,区域自动气象站实时资料的数据质量得到了一定的提高。     

适用于全国自动站小时降水资料的质量控制方法

区域自动站逐小时降水资料对于气象预警、决策服务、预报验证等非常重要。资料在提供使用前其质量状况应是可知的。在制作的区域自动站逐小时降水资料数据集基础上,并结合国家级台站观测的小时降水资料,通过深入分析错误数据的存在方式,研制形成全国自动站逐小时降水资料质量控制方案。该方案适用于全国范围内区域站和国家站,实时和非实时上传的逐小时降水资料自动质量控制。最后介绍了利用该方案对2006—2009年实时上传的全国自动站小时降水资料的质量评估结果。     

湖北气象监测网络业务管理系统及其应用效果

为了提高省级综合气象观测业务的全面质量管理水平,整合气象信息资料传输管理、综合观测系统运行监控、自动站实时数据质量控制和短信报警等业务质量管理功能,设计开发了湖北省气象监测网络业务管理软件系统。目前,该系统已成为湖北省气象监测网络业务重要值班平台之一。系统投入业务运行以来,湖北省各类气象资料收集上传质量呈现上升并保持稳定的趋势,自动气象站实时资料经自动数据质量控制后数据质量有较大程度的提高。由于采用主流成熟技术开发,系统具有较好的可推广性。     

自动站质量控制终端系统的设计与实现

1引言目前,黑龙江省自动站数据出站质量、自动站及区域站数据传送情况、国家质量控制反馈信息等都通过"黑龙江省气象信息中心"网站以WEB页面的方式发布,需要人工监控、查询,效率不高,工作量大,容易出错,为提高测报业务的自动化程度,减少大量人工操作,提高观测工作效率和数据质量,考虑开发自动站质量控制终端系统,将以上各任务整合到统一平台,并对以上各任务实现实时监控,出现异常信息,自动报警,保障观测业务稳定可靠运行。     

苏皖地面自动站资料的质量控制及结果分析

利用江苏和安徽2012—2014年151个国家站及2 600个区域站资料,对各类自动站资料的质量及其控制方法进行初步探讨。采用缺测资料统计、气候界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查、二次迭代的空间一致性检查、时间一致性检查、持续性检查及综合决策算法分别对国家站和区域站资料进行系统的质量控制,并根据质量控制结果进行可疑站点的标记。结果显示:国家站各要素资料缺测率远低于区域站,且资料质量总体上均明显优于区域站;自动站各要素中温、压要素的质量最好,其次是相对湿度;除了空间一致性检查中风场资料的检查结果差别不大外,其余检查中区域站资料的未通过率均远高于国家站资料;将错误资料及可疑站点信息进行及时反馈,能改善实时资料质量,并为相应测站的检修与维护提供依据。     

基于数据库的区域自动站资料Micaps显示技术

在区域自动气象站中心数据库基础上,根据Micaps系统数据管理的方式,结合实际业务需求,用VB语言将区域自动站资料转化为Micaps数据格式文件,从而实现了包括要素填图、等值线绘制功能的区域自动站资料在Micaps系统中显示。系统设计了自动和手动2种运行方式,方便进行实时资料与历史资料调阅分析。通过这项技术能将区域自动站采集到的加密气象观测数据应用到天气预报业务中,为分析和预报中小尺度天气系统提供良好的平台。     

市级区域自动站信息处理系统的开发和应用

介绍了钦州市区域自动站信息处理系统的体系结构、主要功能、特点以及实施意义。通过建立区域自动站信息资料处理系统,对各市局乃至各区域站的历史资料进行剥离,实现各区域站历史资料的独立存档、统计,便于对区域气象站历史资料进行开发和应用。     

济南区域GPS水汽反演系统的气象资料处理

根据济南市区域GPS水汽反演系统的要求,开发了济南市区域GPS站的气象资料处理软件,该软件基于气象观测站实时数据库和气象观测文件Z文件,自动生成RINEX格式的气象数据文件,完成GPS水汽反演系统的气象资料匹配。重点介绍了GPS水汽反演系统气象数据的格式要求、数据选取和气象资料处理的具体功能实现。     

适用于全国气象自动站正点相对湿度资料的质量控制方法

在国家气象信息中心制作的全国自动站正点相对湿度资料数据集基础上,结合地面月报文件中相对湿度资料,通过深入分析错误数据的存在方式,最终研制形成全国自动站(包括国家级自动站和区域自动站)正点相对湿度资料质量控制方案.利用该方案,对2006-2009年实时上传的全国自动站正点相对湿度资料进行了质量评估,数据的可用率、可疑率、错误率分别为:96.68％、0.30％、3.02％.并指出当经过质量控制后,数据被判为可疑数据时,可考虑结合人工分析辅助判断.     

青海省人工增雨作业自动站资料应用系统的开发

利用青海省自动站实时资料,挑选出人工影响天气中需要运用的气象要素(风向、风速、降水量、云量、云状等),经过资料处理程序对自动站原始报文的加密格式进行翻译整理,保存为本地文件数据格式。为了运用自动站实时资料直观的显示天气实况,本系统开发了图形显示系统,将每小时一次的自动站资料直观的显示在青海省地图上,为人工增雨指挥工作提供了及时有效的人工增雨作业气象要素的作业区域依据,对人工增雨指挥决策和飞机人工增雨作业航线的设计提供了可靠的数据。     

自动气象站数据实时质量控制业务软件设计与实现

介绍了一种面向天气监测预报实时业务的自动气象站数据质量控制软件。该软件综合应用数据质量控制、网络消息即时通信等技术,将数据质量控制纳入气象信息业务流程,建立了省、市、县三级气象台站联动的自动站数据实时质量控制业务流程,实现了对江西省89个国家自动气象站和1531个区域自动气象站观测数据的实时质量控制,有效降低了自动站疑误数据对天气监测预报业务服务可能造成的不利影响。     

甄别自动站疑误数据报警信息方法之探讨

利用2012年1月至2013年1月防城港市部分自动气象站实时观测资料经质量控制后生成的可疑或错误数据质量控制信息报警个例,参照自动站数据质量控制方法,通过分析报警时次的自动站数据,查找系统报警原因,提出判别自动站可疑或错误数据报警信息的方法。     

区域自动气象站资料报表制作与共享系统

区域自动气象站资料报表制作与共享系统是根据我省业务工作的实际需要,使用Delphi语言为编程工具,以“地面气象观测数据文件和记录簿表格式”为标准,以区域自动气象站实时地面气象数据传输文件为基础资料而开发研制的。系统实现了区域自动气象站资料的收集与存储,Z、A、Y文件的生成,月报表和年报表的制作、维护与打印等主要功能,极大方便了区域自动站资料在天气预报、气候分析等工作中的应用。     

长江流域雨情监测分析系统及其关键技术

介绍长江流域雨情监测分析系统的总体设计与关键技术实现。系统利用新一代气象通信系统及现代信息存储技术,实现了长江流域12个省(市)气象部门的703个国家级自动气象站、12000余个区域级自动站等资料的实时收集、监控、质量控制、存储及共享,满足了流域雨情资料实时监测、分析业务的高时效性、高质量性的应用需求;利用长江流域气象历史和实时资料,实现了长江流域及其子流域日、月、季、年等固定时间尺度及任意时段的雨情监测,并利用物理统计方法,提炼出长江流域不同年代不同季节的降水空间分布;采用基于Flex的WebGIS框架设计,实现了人机交互实时分析,满足了在多用户并发条件下高密度自动站数据的快速响应。该系统的建成为三峡梯调中心提供了一个集气象信息收集、整理、加工分析、基于WebGIS展示分析产品等功能为一体的业务应用系统,为长江三峡水利枢纽综合调度和上游水资源开发利用提供气象服务技术支撑。     

自动站实时数据质量分析及质控算法改进

自动气象站实时资料对于气象预警、决策服务、预报验证等方面具有重要意义,为确保自动站实时资料的科学性和准确性,开展实时资料质量控制工作十分必要。对综合气象观测系统运行监控平台中国家级自动气象站2013年的数据质量情况进行了统计和分析,并基于自动站历史数据研究了特殊天气事件发生时气象要素的变化规律以及要素之间的内部一致性,提出了高湿事件和单站天气突变事件的判断条件以改进自动站质量控制算法,最后给出了新算法的应用情况,结果表明改进后的质控算法有效地降低了数据误判率,取得了较好的控制效果。     

区域自动站雨量资料质量控制方法及应用

针对翻斗式雨量计测量地面降雨量时出现误差的原因,介绍了石家庄市区域自动站雨量资料质量控制系统流程、有关质量控制技术及最终数据的输出。提出均值与范围值检查方法,并将时间一致性与内部一致性检查纳入空间一致性检查过程中。该系统人机交互界面友好,自动化程度高,能较好地检出自动站中雨量资料的异常值,保证了区域自动站雨量资料在决策及公共气象服务中的准确、及时和可视性。     

大监自动气象站实时数据传输监控方法探讨

应用VisualBasic编程语言,根据自动气象站数据采集卸载原理、实时数据传输流程开发了自动气象站数据实时监控程序,界面操作灵活简便、实用性和通用性强。该系统在云南省丽江市大监站投入运行,对已建成自动气象站的实时数据传输实现自动监控,保证数据传输质量,为提高自动气象站运行监控能力和资料共享应用都能发挥积极作用。     

地面自动气象站资料图形分析软件设计与应用

为了便于气象预报员进行要素场的实况分析、天气过程研究,采用C＋＋语言编程,开发客观分析软件作为图形分析模块,实时跟踪最新观测数据,实现了山东省大监站地面自动观测资料的实时图形分析、图片浏览与动画演示,可直观地表现相关气象要素的时空分布,特别是降水中心的时空分布。     

自动站逐小时观测资料质量评估反馈系统的设计与实现

该文详细阐述了"自动站逐小时观测资料质量评估反馈系统"的设计和实现功能,系统已经投入业务使用,并且稳定运行。该系统的投入使用,实现了自动站疑误数据的及时反馈,有效地发挥了基层台站的数据质量源头控制作用,大大提高了我省自动站疑误数据的反馈率。