MICAPS3数据服务器应用和维护

通过本站出现的异常值实例进行分析,对经质量控制后系统自动生成的疑误信息进行人工判断,并结合有关技术规定和问题解答给予适当处理,以确保净全辐射观测数据的真实、可靠。     

气象辐射数据质量控制

气象辐射观测数据是气象业务、服务和科学研究的基础,其质量控制很重要。本文通过对近几年甘肃省地面气象辐射观测记录中出现的问题进行梳理,根据地面气象观测规范要求和实际工作中的审核经验,对气象辐射观测记录的质量控制方法及容易发生异常的地方进行总结,以期对台站提高辐射月报表数据文件的质量提供参考,对从事省级气象数据质量控制工作尤其是刚从事该项工作的人员的提供有益的帮助。结果显示:仪器正常时的异常记录参考云量云状、能见度、天气现象、定时降水量等气象要素进行人工判别,是现阶段气象辐射数据质量控制的最有效办法;对于仪器故障时的异常记录的判别要分情况考虑,遵从业务规定的方法取代异常值和缺测值;对于记录中容易出错的其他问题,则需要台站观测员及质量控制人员加强业务学习,总结工作经验,避免类似问题再次出现。     

掌握辐射变化规律,搞好审核工作

我省1992年辐射观测实现遥测自动化后，新增加了净全辐射观测，观测次数由原来的人工每小时观测1次，改为每分种自动采样、累积时（日）总量，减轻了劳动强度，大大提高了观测记录的准确度。但是，象任何自动化仪器一样，遥测辐射仪在长期使用过程中也将出现故障或在采样过程中混入干扰信号，使记录失真。因此，如何判断错误记录，确保观测记录准确可靠，是观测与审核人员的重要职责。根据本人多年审核经验，要做好辐射观测资料的质量控制，必须掌握各地辐射量的一般和特殊变化规律；各辐射量相互之间的关系，以及与气象要素、太阳高度角等…     

农作物实景监测中的图像数据质量控制方法研究

农作物实景自动监测系统具有自动、非接触、非破坏性等优点,是传统农业气象观测的补充。开展图像质量控制是合理使用农作物实景自动监测系统资料的基础。利用郑州、泰安和固城三地的历史农作物实景图像资料,设计了基于颜色特征参数检测和基于暗通道先验直方图检测的图像数据质量控制方法。通过对2010—2012年三年夏玉米和冬小麦等不同天气条件下得到的农作物实景自动观测资料进行质量控制与应用效果检验。结果表明:两种质量控制方法均可判断出农作物实景自动监测系统中图像观测资料的异常数据;基于颜色特征参数检测方法可有效识别出像素缺失图像,准确率达100%;基于暗通道先验直方图检测方法能有效识别出污染图像,平均准确率为95.7%,平均召回率为87.5%。该质量控制方法可减小模型估算值与观测数据之间的误差,目前已应用于省级农业自动观测业务系统。     

全国自动气象站实时观测资料三级质量控制系统研制

迄今,中国气象局已在全国建立了55000余个地面自动气象站（含国家级自动站和区域自动站）。为了促进众多台站观测资料质量提高,在实时业务中保障用户用到基本正确有效的数据,2009年底中国气象局启动了“全国自动站实时资料质量控制与综合评估系统建设”工程,旨在研制一套基本适用于全国自动站实时观测数据的质量控制技术方法,建立台站、省级、国家级资料部门的地面自动站实时资料三级质量控制与反馈业务系统。在探究自动站错误数据表现形式的基础上,研制了自动站实时观测数据质量控制技术;从业务分工与应用角度,设计建立了台站负责质量监控、省级负责质量控制和国家级主要负责质量评估的自动站实时资料三级质量控制系统。该系统已在2400多个国家级气象台站、31个省级和国家级资料部门安装部署与业务应用。通过系统建设与应用,实时上传的自动站数据质量得到明显改善。主汛期全国自动站逐小时气温、降水数据可用率分别从2009年的88%、83%提升到2012、2013年的98%左右。     

挑取净辐射日极值应避开CV=1的时段

挑取净辐射日极值应避开ＣＶ＝１的时段张遂菊李红卫（郑州市气象局·４５００６１）气象辐射观测资料是开展气象业务、服务和科研的基础。为获取准确可靠的辐射观测资料,１９９０～１９９２年间,我国９８个气象辐射观测站进行了仪器换型,实现了气象辐射观测的遥测自动...     

辐射记录异常的处理方法探讨

辐射观测是气象观测的主要观测项目之一。辐射观测数据质量控制(审核)的目的是为了保证观测记录的完整性和准确性。通过多年来对辐射资料的审核发现,因电磁干扰,辐射观测数据正点出现缺测、野值的情况经常发生。通过对数据缺测、野值及其他常见问题及处理方法进行探讨,旨在预审、审核工作中减少错误,提高地面气象信息化资料的质量。     

基于MODIS产品估算黄土高原半干旱区的净辐射通量

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的一级数据产品,通过三种不同的方法(两种通过估算各辐射分量来得到净辐射和一种直接通过短波辐射得到净辐射的方法)估算了2007年4-8月兰州大学半干旱气候与环境监测站(SACO/L)的短波辐射、长波辐射和净辐射值,进一步利用2006年6-8月SACOL站实测资料对第三种方法的系数进行修正,并将不同方法估算的净辐射与实测资料进行对比。结果表明,在MODIS一级数据产品基础上,估算的卫星过境时刻短波辐射精度较高,长波辐射稍差;在各辐射分量基础上得到的卫星过境时刻的净辐射较好,平均相对误差最小为9.98%,且通过时间尺度扩展得到的净辐射与实测值较为接近,平均相对误差25.0%;而使用短波辐射直接估算的净辐射较实测值偏大,但相关性较好;在利用实测数据对算法进行修正后得到的SACOL站净辐射较修正前有了较大的改善。值得注意的是,卫星过境时刻各辐射分量的计算不需要任何地面观测资料辅助,计算过程需要的所有参数可以直接由MODIS数据反演,且该方法得到的净辐射精度仅次于修正后的方法,普适性较好,所以,在缺乏地面观测资料的情况下,这种方法可以为大尺度的净辐射估算提供一条有效途径。而通过短波辐射直接估算净辐射的方法,其最大的优势就是避免了长波辐射的估算,可以直接利用短波辐射估算净辐射,对该方法的经验系数局地修正后估算的结果更优,但这种方法需要地面观测资料的辅助,所以在有地面观测资料的情况下,可以通过修正模型的系数获得更高精度的净辐射。     

自动站实时数据质量控制失败的案例分析

通过2次自动站实时数据质量控制失败的案例,分析总结了自动气象站实时数据质量控制的经验教训。结果表明:(1)值班员必须严格执行地面气象观测规范和各项规章制度;必须充分认识建立和运行实时自动气象站的目的,打破传统地面气象观测侧重于定时观测的思维定势,牢固树立随时要对自动站实时数据进行质量控制的意识。(2)要灵活运用自动气象站监控软件(SAWSS)实时分析观测数据的质量,并及时正确地处理异常数据。(3)自动站实时数据质量控制最好按照如下顺序依次进行:时间一致性检查,内部一致性检查,气候一致性检查。(4)解决台站实时数据质量控制问题的最好方法是研制以保证数据真实准确为核心目标的自动化质量控制软件。     

时间和空间一致性在地温数据质量控制中的应用

随着地面自动气象站的使用,多年的人工观测系统逐渐被自动观测系统所取代。自动站资料在报送中国气象局之前,台站和省级都要进行质量控制。近年来,我国许多科研人员对质量控制系统进行了研制[1-3],也有学者对部分或单个气象要素的质量控制方法进行了较为详细的分析研究[4],但对地温要素的研究较少。     

Relationship between Net Radiation and Broadband Solar Radiation in the Tibetan Plateau

The characteristics of net radiation (R_n)(0.3--10 μm) in Lhasa and Haibei in the Tibetan Plateau were analyzed based on long-term in-situ measurements of surface radiation data. The monthly average of daily R_n reached a minimum during the winter period followed by an increase until May and then a decline until January. This variation is consistent with solar activity. The annual mean daily total R_n values were 0.92 MJ m^-2 d^-1 and 0.66 MJ m^-2d^-1 in Lhasa and Haibei, respectively. A relationship between R_n and broadband solar radiation (R_s) was demonstrated by a good linear correlation at the two sites. R_n can be an accurate estimate from R_s. The estimated R_n values were similar to the observed values, and the relative deviations between the estimates and measurements of R_n were 2.8% and 3.8% in Lhasa and Haibei, respectively. The application of the R_n estimating model to other locations showed that it could provide acceptable estimated R_n values from the R_s data. Furthermore, we analyzed the influence of clouds on R_n by different clear index (K_s), defined as the ratio of R_s to the extraterrestrial solar irradiance on a horizontal surface. The results indicate that more accurate results are associated with increased cloudy conditions. The influence of the albedo was also considered, but its inclusion in the model resulted in only a slight improvement. Because surface albedo is not usually measured, an expression based solely on global solar radiation could be of more extensive use.     

玉米冠层反射率及净辐射的估算

在1994~1996年3年田间试验的基础上,根据玉米生长状况及其冠层特征,选取包括植株高度、平均叶面积密度、农田覆被率等植物特征量组成的植物参数——综合植被系数来描述玉米冠层状况,并以此为因子来估算玉米冠层的反射率和净辐射,取得了良好的结果。     

阿里地区狮泉河近30年总辐射和净辐射的变化特征

基于阿里地区狮泉河地气交换综合观测站2019年辐射观测数据和狮泉河气象站1993~2016年辐射观测数据,分析了阿里地区总辐射和净辐射的日循环、日变化、季节变化和年际变化特征。结果表明:（1）阿里地区总辐射和净辐射平均日变化峰值出现在14:30~15:00,总辐射月均值最大值出现在6月,净辐射月均值最大值出现在8月,近20 a来阿里地区总辐射和净辐射的平均日变化峰值和月均值最大值出现时间延后。（2）1993~2016年阿里地区总辐射曝辐量呈微弱的减少趋势,但其日最大辐照度呈极显著降低趋势,而净辐射曝辐量呈极显著增加趋势,但其日最大辐照度呈现微弱的减少趋势。（3）1993~2016年阿里地区总辐射和净辐射日最大值出现时间年均值均呈极显著的延后趋势,年均净辐射日最大值出现时间较总辐射日最大辐照度出现时间平均提前约13 min。      

由GMS资料估算我国东部地区夏季地表净辐射

利用1994年6月、7月上海和北京地区08—17时地面观测资料及同期GMS卫星红外、可见光数字云图资料，用统计的方法讨论了地表净辐射与卫星测值之间的关系，建立了用卫星资料计算08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射的估算模式，并分别以1994年7月1日14时的云图和济南地区为例作了检验。结果表明用卫星数字云图资料估算地面08—17时各时刻地表净辐射和08—17时总地表净辐射是可行的。     

利用MODIS资料估算西北雨养农业区地表净辐射

应用定西地区的气象资料和4次EOS-MODIS卫星资料,对典型的西北半干旱雨养农业区的基本地表特征参数进行反演,并在此基础上对地表净辐射量进行估算,进而分析了它的季节变化。结果表面,应用卫星数据估算的净辐射结果与实际观测值基本接近,相对误差在16%以内,基本反映了当地的实际情况;雨养农业区净辐射的季节变化表现为冬季最小,其次是秋季,夏春两季最大,并且四季相差比较大;净辐射四季变化也呈现出不均匀的分布特性,频率分布范围较宽。     

黑河实验区地表净辐射区域分布及季节变化

利用卫星遥感信息和地面观测资料，分析研究黑河实验区地表净辐射的区域分布及季节变化特征。结果表明，卫星遥感结合地面观测，首先可以得到较为精确的地表反射率和地表温度分布，进而得到较为合理的地表净辐射的区域分布和季节变化特征。     

Estimating Net Radiation from Air Temperature for Diffusion Modelling Applications in a Tropical Area

A simple and straightforward expression isproposed, which is based on the Fourier seriesdecomposition technique, for estimating hourly averagednet radiation from the corresponding values of airtemperature at a tropical location in West Africa. Thecomparisons made of the estimated net radiation withactual measurements (case studies) clearlydemonstrate that the scheme is efficient, both inclear and under cloudy weather conditions. Theestimates are also shown to be better than thosedetermined from an alternative relationship usingparametrizations for the shortwave and longwave components at the surface. The presentprocedure can easily be implemented in existingmeteorological preprocessors to calculate the sensibleheat flux for the Gaussian-based air pollutionmodels.     

利用卫星资料研究云对地面净辐射的影响

采用2002年1月、2月、7月、8月每日8～16时(北京时间)的GMS-5卫星云图资料以及相同时次的漠河和郑州两个辐射站的地面净辐射资料,通过读取红外1、红外2、水汽和可见光云图上的卫星计数值,并将卫星计数值按照GMS-5定标表转换成亮度温度和反射率,最终形成一套利用卫星资料研究云对地面净辐射影响的数据集。采用统计的方法将地面净辐射与影响地面净辐射的各因子：太阳天顶角、地面及云面反射率等有关因子进行拟合,发现地面净辐射与这些因子之间有很好的相关性,特别在引入卫星红外通道亮温值减水汽通道亮温值这一因子后,在有云状况下,拟合的相关系数有较明显的提高,原因可能是这一因子包含了云分类的信息,这一方法的提出为利用卫星资料研究云对地面净辐射的影响提出了一个新的思路。