自动气象站数据异常的原因分析

1 硬件设备问题引起的数据异常 1.1 数据全部缺测 (1) 采集器损坏导致无法采集数据,出现数据全部缺测.(2)采集器电源系统故障,致使定时数据无法采集,出现要素全部缺测.(3)通信线路出现故障.当自动气象站的防雷板、终端机的串口或连接卡、串口隔离器被雷击、通信线缆出现断开或其他因素导致开路都是导致自动气象站数据全部缺测的原因.     

地面综合观测要素状态监测及报警软件研究

为推进气象现代化，地面气象综合观测在智能化、自动化方面进行了大量的研究工作，并取得了显著的成果。因受到自然环境、设备状态、网络情况等影响，观测要素数据易出现异常，且台站业务人员无法24 h不间断监测地面综合观测软件，在设备故障、数据异常等情况发生时易导致市县级地面综合观测不能第一时间发现问题，影响故障点的及时排查和维修。基于此现状，运用“互联网+”模式，通过对地面综合观测要素状态监测及报警软件研究，在观测要素数据逾限、缺测及数据质控异常时红灯提示并发送短信给保障人员报警，实现地面气象观测要素数据的智能监控，切实提高基层装备保障及时性，更好的为气象信息服务与气象分析预测提供可靠的基础数据。     

自动气象站地温正点数据错位的处理方法

CAWS600型自动气象站在地温采集存储过程中存在存储错位情况,此类问题如不注意分析,就会人为地将其当作异常数据处理。通过自动气象站数据质量控制软件（AWSDataQC）查找定时备份全部要素数据文件,发现数据存储错位,通过调整数据存储位置,仍能找到正确的各层地温数据,使缺测要素个数减小到最小量,最大限度地保证资料的完整准确。该文以某站2010年6月30日和8月27日出现的地温异常数据为例,从错位数据分析判断到数据处理进行详细的说明,供台站实际工作中参考。     

巧用自动站RTD文件查找数据和分析异常数据

介绍自动站RTD文件的使用方法,在自动站数据出现缺测、异常时,运用自动站RTD文件及时有效地查找并补全缺测的分钟数据和分析异常数据,来保证自动站记录的准确和完整.     

双套自动气象站数据评估及其优势探讨

象站双套运行的结果和优缺点进行了深入分析和探讨。从缺测率上分析了双套站数据的完整性,认为双套站可以明显降低数据的缺测率,具有保证数据完整性的优点。从差值的统计数字特征以及一致率、超差率和粗差率等指标上分析了两套数据的差异性,表明双套站大部分要素 (如气温、气压、相对湿度等) 具有差值小、差值变化幅度小、数据之间有较高的一致率、较低的粗差率和超差率等特点,但个别要素 (草面温度和5 cm地温) 差异略大。运行中通过对两套数据的差值、差值的滑动平均值、差值日变化特征的监控可以及时发现数据异常、探测仪器的系统性误差等情况,从而说明双套站具有保证数据质量的潜在优势,且从一定程度解决了目前自动气象站单套运行的不足之处。     

华北高速天津段公路气象数据质量控制分析

应用缺测分析、气候学界限值检查、历史极值检查、时间一致性检查、要素一致性检查和利用要素时间曲线人工检查等方法,对华北高速公路天津段公路自动气象站的能见度、相对湿度、气温、地温、风速等气象要素的数据质量进行分析,通过分析发现由于仪器故障造成数据缺测及在一定时间内恒定不变或变率太小是自动气象站存在的主要问题。在极少数情况下,存在超过界限值的错误数据;历史极值检查、时间一致性检查和要素时间曲线人工检查等方法对可疑数据错误检出率不高,现有检查域值还需要不断完善。     

陕西省2016年自动土壤水分数据质量分析

采用数据缺测检查、范围(极值)检查、数据时变检查、物理常数检查和僵尸数据检查等方法,对陕西2016年53套固定地段土壤水分观测10～30 cm土层的体积含水量数据进行质量控制和原因分析。结果表明:各站缺测率均小于0.5%,最大为0.33%,最小为0.03%;1 h缺测时长最多,占比为64.4%;通信问题是短时缺测主要原因。范围检查检出数据为0的异常记录131 h,主要由该层传感器故障或因连接线松动、脱落造成,没有检出小于0或大于55%的记录。时变检查10、20、30 cm土层分别检出异常记录41、22、26 h,其中,10 cm土层检出率最高;突变主要是由于传感器防护管周围土壤发生龟裂或下陷。物理常数检查有17站发生一层或多层数据异常,其中, 53735等站三个土层全部出现异常,而且异常记录较多,异常站点随土层加深而减少。僵尸检查没有发现异常。物理常数检查异常表明这些地方的土壤结构和生态功能可能正在发生变化,需要进一步加强监测。     

浅谈自动气象站记录数据的维护、审核和异常情况处理

通过对气象数据采集和日常记录数据的分析,找出自动气象站出现异常数据、缺测数据的原因,提出应对异常数据的审核和处理方法.     

东源探空站秒数据在探空异常情况下的应用

利用日常探测中探空出现的异常记录,分析得出在常规探测中探空仪信号突失、丢球、气球下沉或超升速等异常情况时,可及时运用L波段秒数据来判断温压湿3要素及测风数据的正确性,通过秒数据找出原因,进一步选取删除飞点、重新追踪目标、做部分资料缺测或重放球等处理方法;丢球时立即查询该次丢球前和前一时次该时间段的秒数据资料,迅速锁定目标,准确抓球,杜绝补放和重放球;遇气球下沉或升速异常时,查看下沉前后温压湿3要素秒数据,准确确定记录下沉段,并按L波段（1型）高空气象探测系统业务操作手册要求,在L波段（1型）高空气象探测系统处理软件中做删除下沉记录处理。     

地面气象观测报表疑误记录的处理方法

地面气象观测报表疑误记录的处理原则:尊重原始记录、准确判断异常记录,正确修改或订正异常记录;处理方法:人工站记录异常或缺测时,首先考虑自动站数据,其次是考虑人工站自记记录,最后按缺测处理.自动站记录异常或缺测时处理方法:首先考虑正点前后10分钟的分钟数据,其次是考虑人工站记录,然后内插处理(风、降水量除外),最后按缺测...     

一种保存Micaps数据资料的思路和方法

Micaps系统历史数据要素多,占用空间大,不易于长期不间断地保存。该文介绍一种裁取适当范围区域、删除不常用要素、改写数据存储格式的思路和方法以压缩数据文件,保存重要的资料。通过最近2 a的业务实践应用表明该方法稳定性较高,实用性较好,且操作简便,可解决基层台站海量历史资料的备份难题。     

Detecting Near-Surface Coherent Structure Characteristics Using Wavelet Transform with Different Meteorological Elements

In the present study, three wavelet basis functions (Mexican-hat, Morlet, and Wave) were used to analyze atmospheric turbulence data obtained from an eddy covariance system in order to determine effect of six meteorological elements (three-dimensional wind speed, temperature, and CO2 and H2O concentrations) on the time scale of coherent structures. First, we used the degree of correlation between original and reconstructed waveforms to test the three wavelets’ performance when determining the time scale of coherent structures. The Wave wavelet’s reconstructed coherent structure signal best matched the original signal; thus, it was used for further analysis of the time scale, number, and time cover of the meteorological elements. We found similar results for all elements, though there was some internal variation, suggesting that coherent structures are not inherently dependent on these elements. Our results provide a basis for proper coherent structure detection in atmospheric turbulence and improve the understanding of similarities and differences between coherent structure characteristics of different meteorological elements, which is helpful for further research into atmospheric turbulence and boundary layers.     

降水格点数据的无损压缩方法

在大气科学领域,格点资料是资料存储和交换的主要形式。为了提高存储和传输效率,设计快速高效的压缩格式对数据进行压缩具有重要意义。由于气象资料要求较高,压缩必须是无损的。降水量是一种特殊的气象要素,它的空间分布是不连续性的,不宜采用连续要素的无损压缩方法。分析降水格点数据的基本特点,采用行程编码（RLE）思想,结合洗牌技术和熵编码,设计了降水格点数据的无损压缩方案。结果表明：该方案具有较高的压缩比,可以应用于各种空间分布不连续的气象要素的无损压缩,在大气科学领域具有很好的应用前景。     

苏皖地面自动站资料的质量控制及结果分析

利用江苏和安徽2012—2014年151个国家站及2 600个区域站资料,对各类自动站资料的质量及其控制方法进行初步探讨。采用缺测资料统计、气候界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查、二次迭代的空间一致性检查、时间一致性检查、持续性检查及综合决策算法分别对国家站和区域站资料进行系统的质量控制,并根据质量控制结果进行可疑站点的标记。结果显示:国家站各要素资料缺测率远低于区域站,且资料质量总体上均明显优于区域站;自动站各要素中温、压要素的质量最好,其次是相对湿度;除了空间一致性检查中风场资料的检查结果差别不大外,其余检查中区域站资料的未通过率均远高于国家站资料;将错误资料及可疑站点信息进行及时反馈,能改善实时资料质量,并为相应测站的检修与维护提供依据。     

离散点气象要素平流外推模型

大气平流方程一般用于格点场数值预报的处理,鲜有应用到离散点要素外推。离散点平流外推模型不仅使时间方向站点资料补缺更具物理意义,而且为站点要素的预报奠定基础。模型首先根据站点离散特征,对平流方程进行改造,得到离散点风速、梯度本征向量,并通过频数统计拟合出平流项似然概率的高斯表达式,以此计算出新平流方程数值解。通过对单点和多点的实况试验,得出了模型的具体应用特点,并给出了一个实际的数据补缺场景,作用显著。该模型具有小巧、高效,易用等特点,有良好的普适性,作为一个通用的数学模型,为离散点的要素预报提供了一种新的思路。     

大雾消散时间的客观化预报

分析石家庄生成大雾的气象条件以及不利于消散的大气层结和气象要素特征，选取与大雾消散有关的预报因子，由实况资料建立大雾消散时间的线性回归预报方程，并将数值预报结果与实况进行插值订正，做大雾消散时间的客观化预报；分析了自动气象站的气温资料与大雾消散时间的关系，用自动站资料对大雾消散时间进行订正预报。     

ATOVS(BUFR码)资料报告

数值预报急需全球性的ATOVS资料来改善其预报的时效性,因此需要对通信台目前接收的BUFR编码的ATOVS资料进行解码分析统计,看它的覆盖范围是全球性的还是区域性的,是否符合数值预报的要求。文中使用作者自己编写的BUFR码的解码软件,对从德国和日本两条国际线路接收到的BUFR编码的ATOVS资料进行了解码分析,并结合BUFR报文结构和NOAA卫星扫描的特点,得出了ATOVS资料覆盖范围、时次、数据要素等相关统计信息。     

基于气象GIS的农业气象情报文本自动化生成技术研究

农业气象情报(旬、月报及灾情报等)是气象服务于农业的主要信息产品,其自动化水平的高低决定了服务的效率和质量。针对目前情报文本仍需要人工编写,没有实现完全自动化等问题,在Meteo GIS平台的支持下,分析多维农业气象数据的时空分布及变化特征,基于拓扑原理建立气象要素统计特征与专业用语之间的关联关系,运用汉语言语法规则建立语言重组模型,完成语句、段落的规划。通过文档模板定制,实现了观测要素实时分析、图表生成、文字描述的自动化生成。该成果经进一步软件工程化后可集成到气象GIS平台中,以拓展气象GIS的功能,同时也可单独应用于大数据专题服务材料的编写,大幅提升科学数据报务能力。     

探测仪器特性曲线异常分析

探测仪器感应曲线发生变化,造成升速异常、等压面的温度、湿度错误、雷达〖CD*2〗气压高差偏大、时间〖CD*2〗高度线曲变化异常造成的规定高度上的风误差偏大,使部分资料或整份资料失真,影响探测准确性。本文主要从仪器的感应曲线变化后对各气象要素产生的影响进行分析,得出结论：不同的元件变性对气象要素产生的影响不同,气压变化的影响侧重于高差和升速,温度变化则侧重于规定等压面的温度绝对误差和规定等压面高度的偏差。采用绝对误差计算、加密气象要素计算等方法,结合图形、数据对比,可以确定感应曲线变化时间,从而及时、有效的对探测数据做出合适的处理,进一步提高探测数据的精准度。     

广州中尺度模式局地要素预报性能分析

该文简要介绍了华南中尺度模式的地表要素的预报诊断方案, 站点要素时间序列预报情况.用适合站点要素时间序列预报的检验方法, 检验并分析了各要素时间序列预报的性能.表明该中尺度模式的地表要素时间序列预报方案是有效的, 预报具有较高的准确性和应用价值.