四川地区自动土壤水分站数据质量控制方法研究

本文利用各类人工、自动土壤水分资料,统计得到不同层次土壤水分各观测要素的气候极值和时变阈值,研发了适用于四川地区自动土壤水分资料的质量控制方法,具体包括站点参数信息检查、数据缺测检查、体积含水量界限值检查、气候极值检查、时间一致性检查(时变检查和持续性检查)。并对2014年21个自动土壤水分站218个S文件进行了检查测试,检查数据约500万个,质控结果显示,数据缺测约占总数据量的1.6%,超过气候极值数据约占总数据量9%,未通过时间一致性检查的数据约占0.5%,超出体积含水量界限值的数据约占0.3%。在所有疑误信息中,超过气候极值所占比例最大,土壤水分各要素历史气候极值有待进一步完善。      

宁夏高空规定等压面风数据质检分析及评估

为解决高空资料完整性,进一步提高高空规定等压面测风资料质量,利用宁夏银川探空站1981—2010年高空规定等压面风数据录入文件(简称GAAF文件)质量检查信息,分析了GAAF文件的数据质量。结果表明:B01对比检查疑误信息占到疑误信息总数的93.5%,是重点核查、修改、标注的内容;B01文件对比检查、相邻层一致性检查的疑误信息在年际变化上呈波动减少的趋势,2000年以后疑误信息明显减少;逐月变化、各层变化不明显;B01错主要原因是1981—1999年高空探测业务人工参与过程较多,操作过程中常出现数据读取错误和数据录入错误;公司录入错主要原因是PC-1500计算机打印纸纸张变质、字迹淡化,造成数据误读、误录。通过质量检查,97.3%的疑误信息经核查人工录入正确,疑误信息均能进行合理标注,人工录入数据的错误率仅为0.8‰,GAAF文件质量可靠,可为气象业务科研提供高质量的数据服务。     

西汉和机场高速公路气象站资料质量评估

从缺测、错误和可疑三个方面对2013年7月2日—2015年4月17日陕西省西汉和机场高速公路6个交通气象站的风向、风速、降水、气温、地表温度、相对湿度和能见度的逐小时资料进行质量评估。结果表明:该套资料的完整性较好,没有超过1个月以上的重度连续型缺测,各气象要素(不包括降水)资料的最高缺测率约为17%,最低缺测率约为2%;1h降水量的缺测率约为0.2%,明显低于其它气象要素。该套资料的错误和可疑数据少,具有一定的准确性和可靠性,比较而言,相对湿度的错误和可疑数据最多,地表温度次之,风向、风速没有错误和可疑数据。     

新疆1993—2012年辐射观测资料质量分析

文章对新疆11个辐射站最近20a（1993—2012年）逐月辐射信息化数据文件进行了质量检查,分析了总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射、净全辐射这五个要素出现数据疑误的概率,并应用数理统计方法对疑误数据的空间分布、时间分布、各要素分布等进行了评估。经查阅分析原始数据表—33及H文件结果表明：疑误数据的错误主要发生并集中在一、二级辐射观测站,其中数据文件部分出现疑误较多,记录格式分部出现错误相对较少。平均单站月疑误数据个数为2.7个/站?月,疑误数据率为0.0%。从总体上看,新疆最近20a的辐射信息化数据文件疑误数据信息较少,资料可靠,可为科研工作提供有利技术支持。     

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。     

观测数据中气象站位置信息检验及应对策略研究

自动气象站位置信息是准确应用观测数据的前提,但受多种因素影响部分测站位置信息不准确客观存在。依据气象站位置信息的特点,设计了一套适用于观测数据中气象站位置信息检验评估的方法和流程,对2018年1月全国62 162个气象站逐小时观测数据中经纬度和海拔高度进行了检验。结果表明:(1)位置信息出现疑误的站点均为区域站;(2)位置信息的站点疑误率为4. 8%,且海拔高度出现疑误的概率大于经纬度,海拔高度和经纬度的站点疑误率分别为4. 2%和1. 3%;(3)随时间变化异常是位置信息疑误的主要表现形式,经纬度和海拔高度时间一致性检查的方法检出率分别为94. 9%和74. 5%。最后,依托MDOS建立了自动气象站位置信息综合监视流程,降低了位置信息疑误对后端应用的影响。     

乌鲁木齐市气象塔梯度观测资料质量控制与处理

本文介绍了乌鲁木齐市建成区内5座100 m气象塔地理位置,根据逻辑极值检查、僵值检查、时间一致性检查、空间一致性检查和人工干预检查等组成的一套针对气象塔观测资料的质量控制方法和四点滑动平均插值、要素垂直分布拟合和线性回归方法组成的数据插值方法,对乌鲁木齐市从南至北5座100 m气象塔2012年4月1日至2014年4月30日的资料进行质量控制和数据插值。结果表明:该套方案能很好地找出缺测、错误和可疑的数据,结合人工干预,使得检验结果更为可靠。5座气象塔资料的质量是比较好的,正常数据占总数据的97.17%,其中红光山数据质量最好(正常数据占总数据的99.01%)。非正常数据只是少数情况(占总数据的2.83%),包括缺测和错误数据,其中缺测数据占非正常数据的6.23%(出现在米东和燕南立交),错误数据占非正常数据的93.77%。虚假数据占错误数据的89.99%(大部分为风速、风向),僵值数据占错误数据的5.47%(大部分为气温和湿度).超出逻辑极值数据占错误数据的0.41%(只出现在水塔山气温),不符合一致性数据占错误数据的4.13%(主要为湿度,主要在燕南立交)。利用四点中央插值法、每座气象塔要素垂直分布拟合和不同气象塔之间线性回归方法插值气温和相对湿度的效果较好。     

基于质量控制对缺测疑误数据的补救更正

介绍了利用AWS*.RTD文件、各要素分钟数据文件和自动气象站质量控制软件及电子表格的辅助功能,对自动站数据缺测进行补救和数据疑误进行更正的方法.实践证明,该方法在日常测报工作中方便实用.     

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。     

地面气象测报数据文件质量控制的处理技术

以广东省地面气象测报技能竞赛中计算机综合处理科目为实例,通过使用地面测报业务软件中的格式审核、文件维护功能,对A、J数据文件进行维护、数据格式检查、记录相关性审核,并结合人工,对云、能见度、天气现象等观测要素之间合理性的审核,剖析数据文件出现的可疑、缺测及错误原因,形成较为完整、系统的A、J文件对疑误信息处理、备注信息处理的审核方法。     

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。     

气象数据质量分析与评估

MDOS系统实现地面小时数据、分钟数据、日数据、日照、酸雨数据质量控制,观测数据经过本系统实现台站级、省级和国家级三级质量控制。文章分别从站点分布、下垫面环境、观测要素疑误及产生原因、数据可用率等多个方面进行了数据质量的统计、分析与评估,统计了2017年1—6月考核数据,数据可用率高达99.98%,数据质量总体呈优良水平,保证各个应用系统使用数据的及时性和正确性,为数值天气预报、资料同化与再分析、公共气象服务、特色气象服务产品提供更准确的高质量地面气象观测数据。     

全球地面气温和降水定时值数据整合与初步质量控制

全球地面气温和降水数据是开展气候变化研究的基础,定时值观测数据是气候监测的重要依据。本文基于美国国家气候数据中心的全球陆地小时数据集(Integrated Surface Hourly Database,ISD)和国际通讯系统数据(Global Transmission System,GTS)两种全球地面数据产品,对气温和降水要素定时值数据进行了实时整合,并采用空间一致性检查、内部一致性检查、气候界限值检查及台站极值检查等方法对整合后的数据进行了初步质量控制,最终形成了实时更新的全球地面气温和降水定时值数据产品。结果表明:2015年整合后的地面气温和降水数据共包含全球11 990个气象站点的定时值数据,气象站点分布基本覆盖全球各地区,与整合前相比,整合后各区域气象站点密度和气象要素数据量均明显增加,特别在亚洲、欧洲和北美洲地区数据量增加显著;整合后数据的准确率和疑误率分别为94.4%和5.6%,疑误数据主要分布在欧洲东北、亚洲及中国地区,造成数据可疑和错误的主要原因包括内部一致性矛盾、超过气候界限值等。     

自动站小时气温数据的质量控制系统研究

逐小时自动站数据对于气象灾害预警、决策服务及预报预测等十分重要。以国家级自动站小时观测气温数据为基础,分析研究了小时气温数据的疑误形式,针对各种疑误数据,利用国家级台站建站以来的日最高、日最低以及4时次(北京时02点、08点、14点、20点)定时观测气温数据,研制形成了适用于中国自动站(区域站和国家站)逐小时气温数据质量控制系统,并将此系统应用到2006-2010年中国27000多自动站小时气温观测数据中。结果表明：区域站的正确率、可疑率、错误率分别为99.43 %、2.24 ‰和3.45 ‰,国家站则分别为99.82 %、1.27 ‰和0.49 ‰;区域站和国家站数据的可疑率相当,但国家站错误率明显比区域站低一个量级。通过历史数据质量控制结果的分析,证明自动站气温质量控制系统设计合理,可以判断出错误和可疑数据,具有可用性。     

宁夏地面气象台站元数据变化特点及质量评估

利用宁夏25个气象站1951—2011年地面气象台站元数据LD数据文件质量控制信息,分析了台站元数据各项内容,特别是观测仪器、站址迁移变动次数的时间分布。结果表明:观测仪器变动次数占到变动总次数的89.6%,各站观测仪器每年平均变动次数是其他项变动次数的30~140倍;建国初期观测仪器匮乏、执行新版观测规范、观测仪器换型等是造成台站元数据变动次数增多的主要原因;1951—1960年站址迁移最多,但对气温观测要素均一性的影响较小,而2001—2011年因城镇化发展站址迁移对气温观测要素均一性的影响较大;经质量控制的台站元数据疑误数、疑误率、修改疑误数、修改率均降低,特别是修改疑误数、修改率降低十分明显,元数据质量已显著提高、质量可靠,可为气象业务科研提供高质量的元数据服务。     

南海区域站气象资料质量控制方法改进

为确保南海海岛气象站资料的可靠性、可用性,本文通过对南海区域站实时气象资料原有质量控制方法得出的疑误信息进行分析,利用增加双站对比检查和对空间一致性检查方法进行改进,对南海区域站实时气象资料进行质量控制,以降低南海区域站正确数据被检测为疑误数据的概率。应用新质量控制方法对2015年9月至2016年7月南海区域站数据进行质量控制,剔除的误检信息占原疑误信息的71.7%,疑误检出后的准确率有较大提高。     

自动气象站数据快速检查的简便方法

利用电子表格技术,对自动气象站的逐分钟地面气象数据文件中的数据进行统计和格式处理,并对有疑误的记录和要素项进行彩色标记,以便快速检查自动气象站各气象要素数据是否异常,为初步判断各要素传感器是否正常工作,提供一个数据检查工具。     

实现自动气象站数据快速检查的一种简便方法

利用电子表格技术,通过对自动气象站的逐分钟地面气象数据文件中的数据进行统计和格式处理,并对有疑误的记录和要素项进行彩色标记,以便快速检查自动气象站各气象要素数据是否异常,为初步判断各要素传感器是否正常工作提供一种数据检查工具。     

自动气象站数据质量控制软件的应用

介绍了自动气象站质量控制软件在报表预审、缺测或疑误数据的判断和处理方法等地面测报日常工作中的应用。     

降水现象仪观测应用评估

利用2017年9月至2018年8月北京20个站降水现象仪采集数据与人工平行观测数据,对降水现象仪进行了对比评估。结果表明:降水现象仪的缺测率为0.01%,空报率为0.6%,捕获率为93.5%,漏报率为27.9%,错报率为10.0%。从统计结果可知,降水现象仪的缺测率、空报率较低,捕获率较高,体现出设备性能良好的一面,漏报率和错报率偏高,表明设备漏识别和错误识别的情况较多,漏报主要发生在弱降水过程中,错报主要出现在毛毛雨的识别上。设备测量和人工观测降水开始时间一致性较好,终止时间一致性偏差;降水现象仪现存问题:在大雨强时易出现雨滴叠加误识别,在小雨强时识别率会降低,在无降水错误输出降水现象方面缺少质控。