MDOS系統新型自動站異常數據質量控制

妙娟利，鄧芳蓮，楊家鋒，張紅娟

(1.陜西省氣象信息中心，西安 710014；2.陜西省大氣探測技術保障中心，西安 710014)

MDOS系統新型自動站異常數據質量控制

妙娟利1，鄧芳蓮1，楊家鋒2，張紅娟1

(1.陜西省氣象信息中心，西安 710014；2.陜西省大氣探測技術保障中心，西安 710014)

MDOS系統提高了國家、省、臺站三級氣象資料數據質量控制時效，但儀器故障時，臺站如何對MDOS中的數據做正確處理尤為重要。利用MDOS(氣象資料業務系統)和CDQC(地面自動站觀測資料三級質量控制軟件)對黃龍站和洛川站2016年7月異常數據進行質控分析，得出遇儀器故障時異常記錄的處理方法，為臺站處理此類問題提供參考。

MDOS；CDQC；新型自動站；質量控制

2015年7月氣象資料業務系統(meteorological data operational system，簡稱MDOS)正式運行，地面氣象觀測數據在上傳時效、質量控制時效、月報表數據制作上均發生了變化。7月之前的月報表數據，地面氣象觀測數據文件(簡稱A文件)、分鐘觀測數據文件(簡稱J文件)，是臺站用地面氣象測報業務軟件(operational software for surface meteorological observation，簡稱OSSMO)制作，7月開始省級用MDOS制作。MDOS系統提高了國家、省、臺站三級氣象資料的數據質量控制時效，提高了氣象資料的應用能力，但隨著現代化的發展以及異常天氣現象的發生，會出現電子干擾、儀器性能不良，甚至儀器損壞等問題。

2016年7月24日黃龍站、7月6日洛川站，MDOS系統提出質控信息。兩站在處理信息時，對錯誤和連續缺測數據按地面氣象觀測規范[1]和地面氣象觀測業務技術規定(2016版)[2]，用備份自動站數據代替。用MDOS系統和CDQC(地面自動站觀測資料三級質量控制軟件)對7月A、J文件進行質控審核，發現個別要素月線不平滑，有漂移現象[3]。

1 MDOS質量控制結果

1.1 黃龍站

2016-07-24，MDOS系統對黃龍站19時160～320 cm地溫提出質疑信息“未通過時變檢查”，臺站及時給出了反饋意見，即：黃龍新型自動站故障，導致深層地溫出現異常，臺站用備份自動站數據代替。

在19時MDOS質量控制信息處理列表中，第一條疑誤信息被突出顯示(高亮)，在數據顯示與查詢區域分別顯示出黃龍160 cm地溫時間變化曲線(圖1)、19時黃龍160 cm地溫與相鄰站的空間對比圖(圖2)。由圖1得知，160 cm地溫18時以前為新型自動站數據，19時則為用備份自動站代替的數據，具體數值18時為17.4 ℃，19時為16.2 ℃，1 h內下降了1.2 ℃。由圖2可知，黃龍19時160 cm地溫與位于其北部的洛川、富縣、宜川三站相比，數值沒有偏高，反而明顯偏低。

圖1 2016-07-24黃龍160 cm地溫時間變化

圖2 2016-07-24T19黃龍與相鄰站 160 cm地溫(單位為℃)

在MDOS系統查詢得知，黃龍24日19時—27日23時地溫采集器故障，40～320 cm地溫用備份自動站數據代替，27日24時采集器恢復正常，臺站重新用新型站數據。

1.2 洛川站

2016-07-06T24，MDOS提示氣溫、氣壓等要素的小時極值出現時間錯誤，80 cm地溫與前一時次相比超出可能變化值。從MDOS查詢得知，自動站遭遇雷擊，傳感器故障，從24時起缺測數據用備份站記錄代替，7日10時傳感器恢復正常，啟用新型自動站記錄。

從MDOS上的時間變化圖(圖略)和空間對比圖(圖略)分析，發現用備份站代替40～160 cm地溫數值明顯偏低，其它要素值(氣溫小時值、氣壓小時值、0～20 cm地溫、320 cm地溫)變化不明顯。

2 數據異常原因

(1)A文件質量控制結果分析

利用CDQC對黃龍7月A文件做時間一致性和空間一致性分析[4],發現40～320 cm地溫日變化、月變化波動異常，故障期間跳變明顯，數據偏低，0～20 cm地溫正常。

利用CDQC對洛川7月A文件做質控后發現，故障期間40～160 cm地溫有跳變，數據偏低；0～20 cm地溫、320 cm地溫整月數據變化連續，無異常；氣溫、氣壓數據正常。

(2)數據來源分析

黃龍現用儀器為華云DZZ5新型自動站，備份站為長春DYYZ2B自動氣象站，雖然型號不同，但均為鉑電阻溫度傳感器，測溫原理相同。造成地溫跳變的可能原因：一是某些層次傳感器接線插口松動；二是地溫套管進水；三是采集器出現問題。

通過與洛川站溝通得知，現用儀器安裝在2號站，備份儀器安裝在距2號站西北方向約3 000 m的3號站，儀器型號均為華云DZZ5新型自動站。因2號站探測環境遭破壞，準備遷往3號站，故2號站上無備份自動站，當儀器故障時，臺站啟用遠程監控的3號站數據。造成地溫代替前后數據不平滑的可能原因：一是不同站址對地溫數據會有影響[5]；二是備份站址上的儀器缺乏定期維護，也會對數據造成影響。

由上述分析得知，黃龍、洛川從故障到完全恢復正常期間，一是2個站地溫均存在問題；二是用備份站代替的個別層次地溫數據差異大；三是洛川用備份站代替的氣溫、氣壓要素未發現明顯異常。

另外，數據分析的結果也反映出備份站性能基本穩定(省大氣探測技術保障中心對備份站每2年進行一次年檢)，只有地溫等個別要素數據有漂移。多要素集成的新型自動氣象站采集數據的精度和準確性更高。自動站通訊系統經過防雷控制，理論上可更有效地防護雷電和雷擊。MDOS系統實時質量控制快捷、有效。

3 數據處理方法

用CDQC和OSSMO對7月A、J文件做質量控制，按照地面氣象觀測規范和地面氣象觀測業務技術規定(2016版)，并結合多年來的審核經驗，對不具代表性的記錄做缺測處理，保留其他記錄，具體做法如下。

黃龍2016-07-24T19—27T23，40～320 cm地溫按缺測處理，對臺站原備注信息做相應調整。

洛川現用儀器和備份儀器安裝在不同的站址上，臺站并未進行正式的對比觀測，盡管臺站用3號站代替的記錄除40～160 cm地溫跳變明顯外，0～20 cm地溫、320 cm地溫、氣壓、氣溫并未有明顯的差異，但是考慮到站址環境對記錄代表性的影響等綜合因素，故2016-07-06T24—07T09用備份站代替的A、J文件中小時、極值、分鐘記錄按缺測處理，并告知臺站以后遇到這種問題時的處理方法，對臺站原備注信息做相應調整。

4 結語

值班員在守班期間除監控正點數據上傳外，還要查看數據正確與否。在自動站遭遇雷擊或遇采集器故障時，具體問題應具體分析，依據相應規范對記錄正確處理。夏季強對流天氣降水量偏大，在過程結束后，要檢查儀器安裝是否水平，地溫套管內是否進水等等。

如果遇兩套儀器地溫數據長時間偏差大，在省大氣探測技術保障中心來不及維護時，臺站可先自己檢查，具體做法是：在維護狀態下，將兩個傳感器都拿出來，放在同一環境同一平面同一位置看溫度是否接近。一旦出現故障，要及時解決。

臺站在MDOS上反饋信息與處理時，不能只查單個時次，應參考系統提供的鄰近時次、鄰近站以及其他要素綜合考慮。所有異常記錄的發生原因與處理方法，除在MDOS上信息反饋時注明反饋意見外，還應在元數據中進行詳細備注，以備做月報表和年報表時使用，或使用數據時做參考。

[1] 中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：氣象出版社，2003：121.

[2] 中國氣象局.地面氣象觀測業務技術規定[Z].北京：中國氣象局綜合觀測司，2016.

[3] 張紅娟，任芝花，陳高峰，等.自動與人工觀測的氣壓差異分析[J].氣象科學，2010,30(3)：402-406.

[4] 任芝花，趙平，張強，等.適用于全國自動站小時降水資料的質量控制方法[J].氣象，2010，36(7)：123-132.

[5] 張紅娟，李亞麗，曾英.佛坪站址遷移對氣象要素均一性的影響[J].陜西氣象，2010(4)：32-34.

1006-4354(2017)04-0035-03

2016-12-28

妙娟利(1977—)，女，陜西岐山人，學士，高工，從事地面數據質量控制。

P416.2

B

妙娟利，鄧芳蓮，楊家鋒，等. MDOS系統新型自動站異常數據質量控制[J].陜西氣象，2017(4)：35-37.