地面氣象觀測資料質量控制處理探討

張娜　李方臻　高學芹　王曉立

摘要 論述了地面氣象觀測質量控制的基本方法及其影響因素，并提出了提高地面氣象觀測資料處理質量相應措施，以保證地面氣象觀測資料的質量，提高氣象預報的及時性和準確性。

關鍵詞 地面氣象觀測；資料質量；控制處理

中圖分類號 S164 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）11-190-02

地面氣象觀測工作是氣象基礎業務的根本，而地面氣象觀測資料質量的高低是業務工作正常開展的關鍵。為了進一步保證地面氣象觀測資料的質量，提高氣象預報的及時性和準確性，我國各級氣象部門開展了大量地面氣象觀測資料質量控制處理方面的研究工作。目前對地面氣象觀測資料質量的控制方法是通過對觀測數據的各項相關檢查來實現的。筆者在此通過對地面氣象觀測質量控制方法的深入分析，總結日常業務中影響觀測資料質量的因素，提出加強地面氣象觀測資料質量控制處理的措施，以期為大氣探測工作的深入發展和預報預測工作準確率的提高提供科學依據。

1 地面氣象觀測資料質量控制的常用方法

1.1 格式檢查 檢查觀測數據的結構及數據記錄的長度。

1.2 缺測檢查

查驗某個數據是否為缺測數據，缺測數據將不需進行其他檢查。

1.3 界限值檢查 對數據的值域和氣候學界限進行檢查，不在值域范圍及氣候學界限內的數據為錯誤數據，其中要求進行值域檢查的數據只有總云量、低云量、相對濕度、風向、每小時日照時數和每日日照時數，氣候學界限是指氣候學中不可能出現的數據。

1.4 主要變化范圍檢查 檢查數據值是否符合在指定的地域和時域內要素的主要變化范圍，不在此范圍內的數據則需要進一步檢查來證明其是否可靠。

1.5 內部一致性檢查 分析氣壓、氣溫、地面溫度、濕度、風速、總云量、低云量、能見度、降水量、積雪深度、電線積冰、凍土深度等數據，它們均有固定的限制和范圍，有些數據之間還存在必要的聯系，有些數據值對應一定的天氣現象，只有符合這些范圍、聯系和現象的數據才是可靠數據。

1.6 時間一致性檢查 檢查數據所反映的要素變化是否符合時間變化規律。

1.7 空間一致性檢查 比較被檢站氣溫的觀測值和計算值，其中被檢站氣溫計算值是通過一個或多個與被檢站具有相似的下墊面和周圍環境的鄰近站的觀測數據計算而來。

1.8 質量控制綜合分析 對在上述檢查過程中出現的不符合規定范圍的數據進行分析判斷，分析產生錯誤數據的具體原因，及時糾正資料并為今后資料質量的保證提供借鑒。

1.9 數據質量標識 進行質量控制后的數據應該進行標識，表明正誤、可疑、缺測、訂正、修改或未進行質量控制等。

2 影響地面氣象觀測資料質量的因素

2.1 觀測站址的選擇

氣象觀測站站址的選擇對于氣象觀測資料有著一定的影響。站址的選擇應當考慮到觀測資料的需要，應選擇在能代表大范圍天氣、氣候的地方，一般均設在城郊結合部，要求建在平坦空曠、四周沒有高大建筑物、樹林和大水池等地方。如在山區，氣象觀測站設在平坦的山頂比設在山谷、山坡上更好，在沒有遮擋物干擾和阻礙的情況下，氣象站才能獲得更準確全面的觀測信息。

2.2 氣象觀測站儀器設備的先進程度及運行情況

首先，氣象觀測站自動化儀器設備數目、儀器設備自動化程度及其功能先進程度等因素，在很大程度上關系著觀測資料的整體質量[1]。如天氣現象觀測儀是一種智能型多變量傳感器觀測儀，它可以通過對溫濕度、風向、風速、能見度等數據變量進行邏輯分析來判定天氣現象，具有自動化程度高、準確度高等特點，能更好地滿足觀測業務對觀測資料質量的更高要求。其次，儀器是否能夠正常運行也直接影響觀測資料質量的好壞。如酸性、堿性、粉塵過多或含有機溶液的空氣，相對密閉的空間和不符合儀器精度的供電電源等均會影響溫濕度傳感器的響應速率、精確度、靈敏度和穩定性等運行性能。此外，儀器設備會產生老化、磨損等問題，若不及時加以維修和更換，也會妨礙其正常工作。

2.3 工作人員綜合業務能力的高低

雖然我國地面氣象觀測工作的自動化程度越來越高，但工作人員作為地面氣象觀測工作中一個必不可少的主體，對于觀測資料質量的高低具有重要作用。工作人員綜合業務技術水平和故障應急處理能力均會影響觀測資料的質量。工作人員對地面氣象觀測資料質量的影響主要體現在責任意識和風險意識、對新技術和新方法的掌握、對儀器設備的檢修和維護、對監測數據的分析和處理等方面，需要工作人員對故障設備及時排查維修，不斷總結監測錯誤、可疑等數據的原因。

2.4 自動氣象站網絡運行情況

自動氣象站離不開網絡對數據監測情況的監控，網絡運行情況能夠對氣象觀測數據的質量產生影響[2]。在出現網絡運行緩慢、網絡故障等問題時，就無法實現對自動氣象站的實時監控，可能使得觀測數據出現差錯。

3 加強地面氣象觀測資料質量控制處理的措施

3.1 規范操作儀器設備，加強維護

地面氣象觀測儀器設備的任何一個零部件出現細小問題或操作中不按規范進行，均會極大地影響數據的準確性。隨著地面氣象觀測技術的逐步發展和觀測工作的日益復雜嚴格，觀測所使用的各類儀器設備的技術含量及操作、維護的難度也越來越高。這就要求工作人員要嚴格遵守儀器設備的操作規范。定期進行儀器維護保養，經常檢查儀器設備零部件的老化、磨損程度及其性能，發現故障要及時維修或更換。

3.2 保證備份自動氣象站的正常運行

為了防止因故障而導致的觀測中斷、數據丟失現象，確保觀測工作的連續性和數據的完整性，觀測站應該保證備份自動氣象站的正常運行，一旦常用自動氣象站出現故障，便可以直接切換到備份站繼續工作。這就要求日常工作中要認真維護備份站，采集數據文件和日常工作日志等要及時備份，出現故障時確保儀器設備的快速、準確切換。

3.3 提高業務人員的綜合業務能力

如今地面氣象觀測技術和相應的設備越來越智能，觀測原理和技術要求也逐步完善，業務人員要不斷學習，掌握新技術、新設備、新方法的使用。測報業務人員首先要全面熟悉觀測設備的構造和原理，規范操作和日常維護，不斷提高故障檢測和維修水平；其次要掌握各自動觀測設備的工作原理及采樣算法，能準確利用計算機操控氣象觀測設備的運行和數據的處理，遵守地面氣象觀測規范和標準，嚴格把關數據的采集、存儲、處理和傳輸，確保觀測數據的準確性、連續性和完整性。

3.4 氣象觀測資料質量控制平臺的應用和開發

為了提高觀測資料質量控制工作的全面性、有效性和高效性，目前實時歷史地面氣象資料一體化業務系統（MDOS）已經運行，可以實現對綜合觀測業務資料的實時監測和數據檢查。要不斷完善上級觀測部門對下級觀測部門臺站歷史資料、儀器設備、監測數據等內容的監控和考評，詳細記錄各時間段的設備觀測和運行情況，認真分析監測數據的疑誤原因并及時排查，總結不同時間段、不同站點的觀測資料質量控制問題和經驗，全面保證各級地面氣象觀測資料的質量。

4 小結

綜上所述，社會發展對于地面氣象觀測工作及時性和準確性的要求越來越高，而地面氣象觀測工作的質量也存在各方面的影響。這就要求各級業務人員要不斷提高綜合業務技術水平和職業素質，建立健全人機結合的數據觀測、控制及處理模式，采取多種措施加大地面氣象觀測資料質量控制處理力度，為氣象預報預測提供更加可靠的資料，推動我國地面氣象觀測業務的持續發展。

參考文獻

[1] 葉興榮.關于地面氣象觀測資料質量控制處理的探討[J].農業與技術，2013（6）：184，186.

[2] 祝銘，徐正芬，王法清.關于地面氣象觀測資料質量控制處理的探討[J].科技創業月刊，2013（11）：197-199.