基层台站实时气象观测资料质量控制初探

介绍基层台站实时气象观测资料质量控制流程,台站级实时资料质量控制方法,从探测环境保护、仪器设备维护、实时资料采集监视、处置等方面阐述基层台站如何做好气象资料质量控制。     

基于黑板模型的地面气象数据质量控制

气象数据实时质量控制对航空活动和防灾减灾的气象保障意义重大。该文介绍一个基于黑板模型的地面气象观测数据实时质量控制系统。该系统应用领域本体分析技术,集成多方面专家的经验知识,确定气象观测数据质量控制的知识点,通过异构知识体之间的协作,实时推断气象观测数据的正确性,实现对地面气象观测数据的实时自动错误检测、警示并给出更改建议。以地面航空气象观测数据实时质量控制为例,提出了用“错误召回率”和“警示正确率”指标对质量控制进行评测的方法。对1994年和2003年的资料质量分析结果显示,基于本文技术的观测数据质量控制的错误召回率接近100%,警示正确率达到89%。     

全球观测资料质量监视评估

全球观测资料质量监视评估系统是为监视评估国家气象中心所接收的全球气象观测资料的质量而设计开发的。该系统以资料同化的6小时预报场为背景场，计算观测资料与背景场的偏差；运用质量控制技术排除观测资料中的可能是错误的资料；实时和非实时地统计分析各类观测报告的状况和观测资料的质量。采用的质量控制技术和统计分析方法都尽量和国际上发达气象中心相一致。所有产品都以图表形式在气象系统内部web网页上发布。该系统应用于日常观测资料质量监视评估及中国区域探空资料问题的详细分析、探空站综合评分、探空观测资料归档、探空观测资料偏差订正效果检验、L波段探空资料质量分析等，取得了显著效果。对加强观测业务管理、保证观测资料质量、改进观测技术发挥了积极的作用。     

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。     

Rec-EOF质量控制方法在地面观测2m比湿中的应用

针对地面观测站资料,从资料同化的角度出发,通过引入递归的概念,提出了递归经验正交质量控制(Rec-EOF QC)方法,并将该方案应用于不同时段的地面观测资料和不同种类的背景场资料中。结果表明:Rec-EOF QC方法一般在递归4次之后,质量控制过程达到稳定状态。通过递归方法,该质量控制方案能够通过资料本身调整质量控制的临界值,对资料具有普适性。而且与传统EOF QC方法相比,Rec-EOF QC方案能识别出更多的离群值,并且可以使观测偏差也更接近于高斯分布。另外还研究了背景场差异对质量控制的影响,分别利用FNL、ERA-Interim和JRA-25三组资料作为背景场进行地面质量质量控制试验,结果表明JRA-25剔除的资料最多,ERA-Interim次之,FNL最小。无论选用何种资料作为背景场,冬季的资料剔除率始终大于夏季的。     

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。     

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。     

广西地面报表文件质量控制流程与优化

对广西地面气象观测资料质量控制的流程和步骤进行梳理,结合近年来地面气象观测业务调整,对质量控制流程进行优化和完善,经过2a的业务使用,有效提高工作效率和质量。     

地面气象观测“代表性”浅析

气象观测所获取的资料必须具有代表性、准确性和比较性。此"三性"正是气象观测资料作为气象体系基础性支撑的根本。影响气象观测资料代表性的因素主要有气象探测环境、仪器性能、仪器安置和安装方法等。一般来说,因站址代表性差而产生的误差要远大于单纯的仪器系统设定的代表性误差。因此,气象站站址选择及站址周围环境对观测资料的代表性尤为重要。     

气象资料业务系统MDOS的疑误信息处理

随着自动气象观测逐步取代人工观测,以实时传输的数据文件为质量控制对象的质量控制方法也在全国逐步开展,为气象业务、科研和服务提供了高质量的数据支持。根据现代气象观测自动化以及县级气象机构综合改革后地面气象数据的特点,结合目前在一体化业务试验中使用的实时和历史质量控制方法,参考天气因素及其特殊天气现象、气象要素日变化和地理条件对数据质量标注的影响,设计了适应我国地面气象观测数据的质量控制技术规程。     

地面气象资料质量控制方法研究概述

为了促进我国地面气象资料质量控制方法的研究，以几个有代表性的数据集，如GHCN、GDCN、ISH为例，概述了国外地面气象资料质量控制技术的进展及新动态。研究表明：传统的质量控制方法仍是主要工具。在计算机技术迅速发展的时代，可以有更好的条件，使用自动控制和人机交互、气候背景资料和统计检验相结合的技术，并适当应用空间检验方法，来设计我国自动站地面气象资料质量控制业务流程。     

部分地面要素历史基础气象资料质量检测

为深入了解地面基础气象资料中存在的问题,进一步提高资料质量,综合利用国家级和省级气象资料部门存储的1951—2009年2474个国家级地面气象站观测的气温、气压、水汽压、相对湿度、风向、风速、降水量7种要素信息化基础数据,检测并分析了数据中存在的问题。结果显示:国家级和省级气象部门存储的资料中均存在大量与实际观测数据不符的信息化问题,包括资料的替代问题、要素数据类似缺测问题以及数据录入错误等;还存在国家级和省级气象部门保存的基准基本站资料不一致现象,包括资料序列长短不同、对外服务时提供自动还是人工观测数据不一致、更正不同步造成的数据不同等。该文针对上述资料问题给出了详细的检测方法及检测结果。为了确保数据的正确性,有必要在此次数据质量检测经验的基础上,对所有历史月报数据文件中的所有要素观测值进行彻底检测与更正。     

地面自动站资料质量控制方案及应用

为满足精细、 短时天气预报的需求, 我国地面自动站（AWS）观测系统的建设日趋完善。AWS资料在数值预报系统中没得到充分使用的原因之一是AWS观测资料的特殊性及数值预报系统缺少有效针对AWS观测资料的质量控制(QC)方案。本文AWS QC方案在参考国际先进的AWS QC方案基础上, 根据我国地面自动站的特点和数值天气预报模式对地面资料应用的要求设计。其目的是解决AWS观测资料在数值预报中应用的质量问题。本方案采用多种质量控制技术, 其中包括台站气候极值检查、 要素间一致性检查、 时间一致性检查、 持续性检查、 背景场一致性检查、 空间一致性检查、 综合决策算法、 自动统计评估反馈技术。本文从检查方法对错误资料的敏感度和确定性进行理论分析表明, 该方案具有更强的敏感度和确定性。将该方案应用于北京地区2006年8月AWS实际观测资料检验, 结果表明, 该方案能有效地识别观测资料中存在明显错误的资料, 有效地为地面自动站资料在数值模式中的应用提供客观质量依据。     

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。     

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。     

基于径向功率谱的风廓线雷达错误风数据处理

选取上海市世博园区站、金山站和嘉定F1赛车场站3个风廓线雷达站2012年3月7日凌晨一次降水过程生成的错误水平风场数据,通过对比该时段高、低模式扫描实时径向功率谱数据,指出在降水初期风廓线雷达软件质量控制出现错误的原因,并重新识别错误时段的功率谱,反演水平风场数据。分析表明:在降水初期由于风廓线雷达各波束探测的数据在空间上不一致,易导致雷达软件采用的质量控制算法并不能全部识别和消除降水对数据的干扰,从而出现偏差。基于风廓线雷达高时空分辨率径向功率谱数据的分析处理方法可有效验证雷达软件质量控制算法,且经过该方法反演后的水平风场更为合理。     

地面降水的多源数据辅助质量控制方法

文章在分析气温变化、风速变化、相对湿度、温度露点差、雷达和自动站降雨量差值的基础上,提出了针对自动站观测小时降雨量的多要素综合质量控制方法,包括雷达和自动站相结合的综合检验方法(MRAWS)以及仅使用自动站资料的综合检验方法(MAWS),并与时空一致性检验方法(MTS)进行比较。结果表明:使用多要素的综合检验方法(MRAWS和MAWS)明显优于仅使用降雨量资料的MTS。此外,虽然MAWS检验结果略低于MRAWS,但在缺少雷达探测资料的情况下MAWS可对降雨量数据进行有效检验。进一步地分析表明,MRAWS和MAWS方法仅适用于判别有无降水,对降水量值的正确性判断能力存在不足。     

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。