地面氣象觀測數據綜合質量控制方法研究

冀旭

內蒙古自治區五原縣氣象局 內蒙古巴彥淖爾 015100

氣象觀測所得到的數據是制作天氣預報和氣候預測的基礎資料，其正確與否直接影響著天氣預報和氣候預測的質量，然而資料質量受到觀測儀器、觀測技術、測站位置、觀測時間等的影響，近年來隨著綜合觀測系統的推進和氣象服務的高標準要求，特別是區域站網的建設和應用，尤其是中國氣象局對數據文件質量控制嚴格要求[1]。如何進行氣象觀測資料的質量控制，確保資料的代表性、準確性、比較性，是新形勢下氣象資料工作者迫切需要解決的科學問題。目前，國家級自動站實現自動觀測氣象要素有溫度、濕度、氣壓、降水、地溫、風向、風速；人工觀測氣象要素包括云、能、天。

1 地面氣象觀測資料質量控制的內容及操作過程

1.1 質量控制的意義

地面氣象觀測資料的質量控制主要包括分析觀測數據并檢查其質量，再對其進行詳細的記錄，以方便能及時發現并解決出現的錯漏問題。正常情況下，地面氣象觀測數據是通過收集、傳輸、編碼、解碼等4個流程來獲取，但不能保證通過這些流程獲得的數據的準確性，因此觀測資料質量控制的問題一直存在。由于其直接影響到整個系統的完善，因此工作人員的責任心和使命感也有重要的促進作用，其越強就越能夠提升觀測數據的質量，從而讓天氣預報的服務效果更好，這也足以說明，地面氣象觀測數據的意義重大。

1.2 質量控制的內容

我國氣象觀測各級臺站對觀測資料的質量控制主要包含了分鐘數據文件及小時數據文件等各類數據采集文件、利用軟件生成的每月A、J文件以及年報數據Y文件、實時采集的觀測數據等內容，而這些數據文件可以通過獨立的質量控制軟件或地面測報業務系統軟件ISOS的組件來進行收集。

1.3 質量控制的具體操作流程

質量控制的具體操作流程具體表現為：首先檢測氣象觀測資料的時效性是否符合規定，其次檢查觀測要素的數值是否在允許范圍值或氣候極值內，并根據臺站的所處地理位置進行氣候極值的檢查，如果觀測要素的數值超過標準要求，那么相關的數據要記為可疑；接著要檢查數據文件的字符合法性，若數據包含非法字符或者有缺漏字符的話，其相應的數據就應該記錄為缺測，最后需要檢查觀測數據是否進行內部統一，包括檢查觀測數據每分鐘、每小時、每日的連續時間變化率，觀測員再依據觀測數據的變化時序圖進行判斷和處理。

每個月A、J文件和每年的Y文件數據的質量控制基本與上述質量控制的操作過程一致，而區別就在于質量控制軟件的交互界面不同，便會用各種方式顯示錯誤數據、信息或者其他相關的觀測數據，這可以給觀測員進行實際判斷和處理帶來便利[2]。

2 地面氣象觀測數據文件質量控制方法

2.1 質量控制依據

A文件內容主要涵蓋觀測數據、臺站參數質量控制信息及附加信息等。臺站數據量通常較大，為方面存儲，增加了多要素J 文件。而A 文件及J 文件均是由B 文件轉換而成的。因此，在本文中將A 文件、J 文件和B 文件統稱為地面氣象觀測數據文件，其質量控制依據《地面氣象觀測數據簿表格式》《地面氣象觀測規范》及相關技術規定。

2.2 質量控制方法

2.2.1 氣候極值檢查

氣候極值檢查主要是把歷史氣象要素最大值同最小值進行分析對比。觀測要素的極值與氣候條件特點、地形高度、緯度帶等關系密切。

2.2.2 時間一致性檢查

對觀測氣象要素變化是否與時間變化規律相符進行檢查。

2.2.3 內部一致性檢查

通過內部一致性檢查可以對觀測數據是否出現異常作出相關判斷。其主要依據氣象要素之間的關系以及變化規律來保證測量值的科學性。

2.2.4 空間一致性檢查

將被檢站氣溫觀測值與計算值對比，通過一個或者多個與被檢站具有相似周圍環境和下墊面的鄰近站觀測數據計算出來。

3 加強地面氣象觀測數據文件質量控制的對策

3.1 做好地面氣象觀測系統的運行監控

測報工作人員要加強對定時數據的檢查和管理，借助于監控軟件及時找出數據異常問題。需要及時找出地面氣象觀測數據文件故障發生位置并處理，若自身無法解決，則及時上報上級管理部門，安排專業人員處理。故障問題未有效解決前，需采取代替或人工觀測數據錄入，確保地面氣象觀測文件完整、可靠[3]。

3.2 做好觀測儀器設備的使用和維護

規范自動站觀測儀器的使用。業務人員除了將日常地面氣象測報工作做好之外，還要對觀測儀器設備的使用方法和操作技巧熟練掌握，不僅可以提升地面氣象觀測效率，同時還能提升地面氣象觀測數據文件質量。為了保證UPS電源和計算機正常運行，每個月對UPS 電源進行1次放充電。在正點或半點前，需要觀察觀測儀器能否正常運行。在季節變化的過程中，還要做好觀測儀器的收回和啟用。

4 結語

總結而言，地面氣象觀測的重點便是提高觀測數據的質量，其不僅關系到天氣預報服務人民的質量，也對氣象工作的和諧發展有著重要的影響。這就要求氣象觀測人員必須嚴格根據相應的規章制度和標準進行工作，同時使用科學的技術方法來檢查地面氣象觀測數據，保證其質量的良好性，從而提高觀測數據的實際可用率。