氣象地面觀測校準與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制管理研究

鄭棟棟 黃志成

摘要 氣象觀測是開展氣象預(yù)測預(yù)報及服務(wù)工作的基礎(chǔ)，而氣象觀測儀器設(shè)備的正常運行又是確保觀測業(yè)務(wù)順利開展的前提，因此，做好日常儀器設(shè)備計量校準和數(shù)據(jù)質(zhì)量管控非常重要。主要闡述了漳州利用檢定設(shè)備對氣象自動站進行現(xiàn)場校準的必要性和重要性，介紹檢定開展前的準備工作以及氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制管理，保障地面氣象觀測工作正常有序開展。

關(guān)鍵詞 氣象地面觀測;自動化儀器;計量校準;數(shù)據(jù)質(zhì)量管控

中圖分類號：P412 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）07–0107–02

校準是為確定計量器具示值誤差的一組操作。具體指在規(guī)定條件下，為確定計量儀器或測量系統(tǒng)的示值，或?qū)嵨锪烤呋驑藴饰镔|(zhì)所代表的值，與相對應(yīng)的被測量的已知值之間關(guān)系的一組操作。校準結(jié)果可用以評定計量儀器、測量系統(tǒng)或?qū)嵨锪烤叩氖局嫡`差，或給任何標尺上的標記賦值。氣象計量檢定工作是整個氣象觀測業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制管理的基礎(chǔ)，可靠的氣象采集數(shù)據(jù)是氣象探測和科學(xué)研究的前提和保障。

近年來，氣象觀測逐漸自動化，觀測設(shè)備不斷升級、觀測要素逐步增加。自動站觀測項目主要包括溫濕度、風(fēng)向風(fēng)速、雨量等要素，根據(jù)實際需要還擴充了能見度等觀測要素。自動觀測的采集頻率高，數(shù)據(jù)采集以秒計算，與以往的觀測手段相比，具有性能穩(wěn)定、監(jiān)測精確度高、無人值守等優(yōu)勢，滿足了專業(yè)氣象觀測的業(yè)務(wù)需求[1]。而如何確保氣象自動站采集器和傳感器正常工作，數(shù)據(jù)準確、完整且具有代表性，成為當前氣象觀測人員亟需解決的問題。當前，漳州市各個縣區(qū)已經(jīng)安裝了自動氣象站，氣象觀測已實現(xiàn)密集的觀測自動化，但對氣象觀測設(shè)備進行計量才剛剛開始。為了改變氣象裝備計量工作落后的局面，相關(guān)部門應(yīng)充分利用科學(xué)的質(zhì)量管控，做好現(xiàn)場校準的標準化，實現(xiàn)氣象計量的自動化和現(xiàn)代化[2]。

1 地面觀測校準的重要性

漳州市位于福建省東南部，地處閩南金三角地區(qū)，擁有豐富的植物資源、水產(chǎn)資源、水電資源等，是著名的“魚米之鄉(xiāng)”。漳州市年平均氣溫21.0℃，年降水量1 000～1 700 mm，光熱資源豐富，降水集中，每年的3—6月為雨季，而6—9月常受臺風(fēng)襲擊，臺風(fēng)常帶來暴雨或大暴雨天氣，在緩解同期高溫干旱影響的同時也會引發(fā)洪澇災(zāi)害，對當?shù)剞r(nóng)業(yè)、漁業(yè)、水利、電力、交通、通訊以及人民群眾正常生產(chǎn)生活等造成不同程度的影響，因此加強氣象觀測及災(zāi)害性預(yù)報預(yù)警至關(guān)重要。漳州市現(xiàn)有氣象觀測設(shè)備250余套，為保證日常觀測數(shù)據(jù)的準確性，應(yīng)按基本管理規(guī)定進行日常管理和記錄。

氣象觀測系統(tǒng)運行和運維管理中應(yīng)注意以下幾個要點：（1）儀器性能審核是檢驗設(shè)備的正常運行保證，也是質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的組成部分，做好本項工作才能保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。儀器設(shè)備在運行過程中，必須按規(guī)定的時間間隔和要求開展相關(guān)工作。（2）確保設(shè)備在校準和維護周期內(nèi)使用，校準和維護周期應(yīng)綜合考慮各種因素，包括天氣、地理因素可能造成的維護延長時間，以確保氣象觀測系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果的有效性。（3）做好監(jiān)測系統(tǒng)日常維護和岸基站日常工作，這是氣象觀測系統(tǒng)正常、安全運行的保證，在建立氣象觀測系統(tǒng)后，要制定相應(yīng)的規(guī)章制度，要求工作人員按照規(guī)定履行其崗位職責(zé)，具備勝任崗位工作的能力。（4）注意檢查記錄內(nèi)容的全面性和準確性，對出現(xiàn)的問題和處理措施進行詳細、連續(xù)的記錄，確保記錄上有問題的結(jié)論和處理結(jié)果。（5）在進行設(shè)備維護操作中，應(yīng)按照相關(guān)要求和制度執(zhí)行，做好相關(guān)人員的安全保障工作[3]。

在氣象觀測系統(tǒng)運行過程中，應(yīng)對校準和維護周期確定，儀器性能審核、巡查、維護、維修及中心控制室日常工作等進行記錄，并保證記錄涉及各項工作內(nèi)容的完整性。對各類觀測資料進行收集、存儲并歸檔管理，做好各類觀測數(shù)據(jù)存儲管理系統(tǒng)的建設(shè)、維護和運行，同時做好各類觀測資料的異地備份。

2 地面氣象觀測儀器校準前準備工作

通過自動及人工等方式，對氣象觀測資料中發(fā)現(xiàn)的各類疑誤信息進行判別、核對、修改以及確認等操作，使用質(zhì)量控制碼對質(zhì)量控制后的數(shù)據(jù)進行標識，以保證氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量符合氣象業(yè)務(wù)使用標準。特別是在使用新設(shè)備時，必須經(jīng)過現(xiàn)場校準方可投入觀測試驗。

在進行地面氣象觀測儀器的檢定前，校準人員首先要了解臺站是否具備與校準工作相適應(yīng)的工作條件，如溫度、濕度等環(huán)境條件是否適合開展工作。同時，校準人員要檢查現(xiàn)場校準所用的檢測設(shè)備和測量標準器的狀態(tài)是否滿足工作要求，如現(xiàn)場環(huán)境不符合工作要求，測量設(shè)備的狀態(tài)不正常，則不得進行校準工作。當確定滿足上述因素后，現(xiàn)場校準人員即可外出執(zhí)行現(xiàn)場校準任務(wù)[4]。攜帶現(xiàn)場校準用測量設(shè)備外出時，必須為其配備可靠的運輸箱，確保運輸中設(shè)備的安全，在開展現(xiàn)場校準工作時需要按照設(shè)備配套的規(guī)定執(zhí)行。

充分利用現(xiàn)有的技術(shù)和條件，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的觀測作用和檢定的校準作用，減少改造的投入;堅持保障觀測數(shù)據(jù)正常，確保檢定的合規(guī)和觀測設(shè)備可靠性，為做好地面氣象觀測自動化質(zhì)量控制和現(xiàn)場校準提供示范。

3 氣象自動站數(shù)據(jù)質(zhì)量管控

3.1 保障數(shù)據(jù)的有效性

（1）業(yè)務(wù)人員不得以任何方式改變已經(jīng)獲得的自動監(jiān)測原始數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計計算時均要以原始數(shù)據(jù)為依據(jù)。

（2）氣象觀測資料質(zhì)量控制內(nèi)容主要包括格式檢查、缺測檢查、界限值檢查、主要變化范圍檢查、內(nèi)部一致性檢查、時間一致性檢查、空間一致性檢查、質(zhì)量控制綜合分析以及數(shù)據(jù)質(zhì)量標識。

（3）數(shù)據(jù)的有效性。依據(jù)每次設(shè)備維護校準取回后或現(xiàn)場的檢驗結(jié)果判斷，按照氣象觀測資料質(zhì)量控制標準中相應(yīng)的內(nèi)容標注數(shù)據(jù)屬性，包括“正確”“缺測”“可疑”和“錯誤”等。當氣象自動站或現(xiàn)場檢定設(shè)備運行不正常期間的監(jiān)測值，應(yīng)作為“錯誤”數(shù)據(jù)予以剔除。

3.2 做好登記，及時出具數(shù)據(jù)監(jiān)測報告

每月應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運行、監(jiān)測結(jié)果等編制相應(yīng)設(shè)備的監(jiān)測報告。報告主要內(nèi)容包括開展試驗區(qū)域的基本情況、設(shè)備位置、設(shè)備運行基本情況、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果及分析、問題及建議等，做好登記的同時要出具相應(yīng)的書面監(jiān)測報告[5]。

3.3 做好設(shè)備的維護保障

當臺站收到市信保中心發(fā)出觀測業(yè)務(wù)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)故障或異常告警信息，以及臺站綜合業(yè)務(wù)人員監(jiān)控發(fā)現(xiàn)觀測業(yè)務(wù)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)故障異常時，應(yīng)立即針對問題進行處置，處置響應(yīng)時間不能超過5 h。

4 結(jié)束語

氣象變化與人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，盡管近年來我國氣象服務(wù)質(zhì)量相較于之前有了很大提升，但當前氣象服務(wù)水平仍有很大的提升空間。堅持地面氣象觀測無人化的發(fā)展方向、全面強化氣象觀測、提高氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量，需要提高管理和檢定水平，組建全市現(xiàn)場檢定隊伍和保障運維隊伍，實行全市集中監(jiān)控，現(xiàn)場檢定設(shè)備自動運行，確保觀測數(shù)據(jù)的準確性，以提高地面觀測業(yè)務(wù)質(zhì)量，這也是在科技發(fā)展的大背景下，社會各界對氣象部門氣象觀測數(shù)據(jù)準確性的必然要求。

參考文獻

[1] 張偉.新形勢下地面氣象觀測工作重點探析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（5）：189-190.

[2] 王超球，蔡麗，韋莉菊.極端氣象災(zāi)害過程廣西地面探測業(yè)務(wù)存在的問題與思考[J].氣象研究與應(yīng)用，2008（3）：74-76.

[3] 鐘美英，黃志興.如何避免自動氣象站錯情的發(fā)生[J].廣東氣象，2008（4）：62-63.

[4] 李亞麗.陜西自動觀測與常規(guī)觀測數(shù)據(jù)的差異分析[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2011.

[5] 潘田鳳，陸霞，李榮迪.自動站正點數(shù)據(jù)異常處理要點[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35（18）：205.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Research on Meteorological ground Observation Calib-ration and Data Quality Control Management

ZHENG Dong-dong et al（Zhangzhou Me-teorological Bureau， Zhangzhou， Fujian 363000）

Abstract Meteorological observation is the basis for meteorological prediction and service， and the normal operation of meteorological observation instruments and equipment is the premise to ensure the smooth development of observation business. Therefore， it is very important to do a good job in daily instrument calibration and data quality control. This paper mainly expounds the necessity and importance of on-site calibration of Zhangzhou automatic meteorological station by using verification equipment， and introduces the preparation before verification and the quality control management of meteorological observation data， so as to ensure the normal and orderly development of ground meteorological observation.

Key words Meteorological ground obse-rvation; Automatic instruments; Metrological calibration; Data quality control