基本气象资料质量控制综合判别法的研究

对于气象资料质量控制中单项检验为可疑的数据,如何进一步判别它的错误与正确,是气象资料质量控制中的一个重大技术问题.气象资料质量控制综合判别法就是试图解决这个问题而新研制的一种方法.该文概述了气象资料质量控制综合判别法的基本思路、基本内容和步骤;就气象资料质量控制综合判别法在地面气象资料质量控制中的应用举例说明;并进一步阐述了气象资料质量控制综合判别法的加权判别技术.气象资料质量控制综合判别法已在中国气象局气象信息中心气象资料室的地面资料质量控制中得以应用.     

地面自动站资料质量控制方案及应用

为满足精细、 短时天气预报的需求, 我国地面自动站（AWS）观测系统的建设日趋完善。AWS资料在数值预报系统中没得到充分使用的原因之一是AWS观测资料的特殊性及数值预报系统缺少有效针对AWS观测资料的质量控制(QC)方案。本文AWS QC方案在参考国际先进的AWS QC方案基础上, 根据我国地面自动站的特点和数值天气预报模式对地面资料应用的要求设计。其目的是解决AWS观测资料在数值预报中应用的质量问题。本方案采用多种质量控制技术, 其中包括台站气候极值检查、 要素间一致性检查、 时间一致性检查、 持续性检查、 背景场一致性检查、 空间一致性检查、 综合决策算法、 自动统计评估反馈技术。本文从检查方法对错误资料的敏感度和确定性进行理论分析表明, 该方案具有更强的敏感度和确定性。将该方案应用于北京地区2006年8月AWS实际观测资料检验, 结果表明, 该方案能有效地识别观测资料中存在明显错误的资料, 有效地为地面自动站资料在数值模式中的应用提供客观质量依据。     

全球观测资料质量监视评估

全球观测资料质量监视评估系统是为监视评估国家气象中心所接收的全球气象观测资料的质量而设计开发的。该系统以资料同化的6小时预报场为背景场，计算观测资料与背景场的偏差；运用质量控制技术排除观测资料中的可能是错误的资料；实时和非实时地统计分析各类观测报告的状况和观测资料的质量。采用的质量控制技术和统计分析方法都尽量和国际上发达气象中心相一致。所有产品都以图表形式在气象系统内部web网页上发布。该系统应用于日常观测资料质量监视评估及中国区域探空资料问题的详细分析、探空站综合评分、探空观测资料归档、探空观测资料偏差订正效果检验、L波段探空资料质量分析等，取得了显著效果。对加强观测业务管理、保证观测资料质量、改进观测技术发挥了积极的作用。     

IGRA全球站点探空数据集介绍及其资料质量状况分析

美国国家气候数据中心（NCDC）研制的全球站点无线电探空资料数据集（The Integrated Global Radiosonde Archive,简称IGRA）包含全球1538个探空站点从1938年至今的多层次、多要素逐日探空资料。该数据是目前全球范围内时空密度最高、资料最为完整的一套高质量探空站点资料数据集。对该数据集概况及探空资料的质量控制过程进行了概述,并对该资料存在的质量问题进行分析。结果表明：该数据集虽然进行了质量控制,但是该数据集中部分资料的质量仍然存在问题,如该套资料中1973年之前的中国区域探空温度资料存在较大的问题,与国家气象信息中心整理的中国区域探空资料相比,两套资料中各站在1973年以前的不一致率都达到了70 %以上。另外,该套资料中风速资料在1975-1978年以及1981年错误较多,这5 a中出现的错误资料占所有错误资料的50.74 %。而这5 a中错误资料的分布也比较集中,风速出错站点主要分布在美国南部和阿拉斯加、非洲中部和南部以及俄罗斯。全球大部分探空台站通过全球通讯系统进行传输资料集中在1980年以后,因此本数据集中1980年以后的探空资料质量和完整性相对较高。结论和分析为用户使用该数据集提供了很好的参考依据。     

不规范报文格式引发信息处理负效应

目前气象观测资料的数据格式主要还是基于字符编码的气象报文。由于观测资料种类多且报文格式又各不相同,使得数据处理十分复杂,而在实际工作中,又经常会由于各种原因导致气象报文格式上的许多不规范性错误,这就使得本来就很繁杂的处理程序变得更加难以应付了。该文简要介绍了气象报文的编码格式及其在数据库中的信息处理流程,列举了日常工作中常见的报文格式错误,就不规范报文格式在信息处理中可能引发的数据错误及系统额外开销等负效应进行了分析,并提出了严谨格式制定、规范操作流程以及加速代码过渡等从根本上解决不规范报文格式问题的思路。     

气象测报中地面温度短时突变的分析判断

<正>自从中国气象局综合气象观测系统运行监控平台试运行以来,宁蒗县气象站出现数据错误最多的是地面温度,这与地面温度在短时间内发生突升或突降有关,如果不认真分析原因,很容易把正确数据当成野值。根据宁蒗县气象站监测资料分析,有时气象资料的异常变化与当地当时天气现象变化有很大的关系,地面温度有时出现短时突变属于正常现象。     

中国地面月气候资料质量控制方法的研究

由于气象台站信息变化以及观测规范的频繁变动, 使中国地面气象资料序列比较复杂。该文在分析中国地面历史气象资料中可能存在的非均一性和错误性、研究月气候资料序列存在的可能分布状态的基础上, 提出了中国地面月气候资料质量控制技术。通过分析认为, 中国地面月气候资料的质量控制, 应把下列3种方式结合起来, 进行综合质量检测:①把12个月的气候资料序列联合起来, 进行长时间连续性错误资料检测; ②把时间序列变换为接近正态分布的均一序列后, 进行时间域和空间域的奇异值检测; ③对检测出的连续性可疑资料和单个数据点的奇异值进行人工分析辨别。利用上述质量控制方法, 对1971—2000年中国地面700多基准基本站月统计气候资料进行了质量检查, 最后介绍了质量检查结果。     

敦煌戈壁气象塔站资料的质量控制

讨论了气象观测资料的质量问题,并分析和强调了塔站资料质量控制的重要性,结合地面观测资料的质量控制方法,提出了逻辑极值检查、僵值检查、时间一致性检查、相似一致性检查、决策算法、质量控制码的标注和人工干预检查等组成的一套针对塔站资料的质控方法。利用提出的质量控制流程,对敦煌戈壁塔站2001年4月至2009年4月共9a的资料进行质量控制。结果表明:该流程能很好的找出缺测、错误、可疑的数据并给与标注,特别是在处理过程中,结合了综合判别法,使得该检验结果更为可靠。结果表明:塔站观测资料的质量是比较好的,正常数据占总数据的91.2%,非正常数据只是少数情况,其中大部分为缺测数据,占其78.7%。错误数据占总数据的1.93%,其中大部分为僵值数据,占其87.02%,其次分别为一致性和逻辑极值错误。     

人工审核制作A文件与MDOS自动制作A文件对比分析

通过设计地面气象观测月数据文件对比软件,以江西省91个国家级自动站2016年全年经过省级人工质量控制后制作的地面气象观测数据A文件为参考标准,与气象资料业务系统(简称"MDOS系统")自动制作的同站同期数据A文件进行对比分析,并进一步对数据差异的时空分布、要素分布等进行了分析。结果表明:91个国家级自动气象站全年数据对比差异个数总计为16 490个,占全年数据总量的1.02‰。MDOS A文件中自动观测要素数据差异的主要原因有传感器系统性偏移、仪器安装错误、参数设置错误、疑误数据无法关联修订、异常记录未能有效判断并处理;人工观测要素数据差异的主要原因有数据格式错误、记录顺序错误、观测要素记录不匹配、漏记录等错误在MDOS平台未能有效检测出。最后提出了确保MDOS系统平台参数设置的正确性、完善MDOS系统平台数据处理能力等改进措施。     

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。     

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。     

温州市台风预报决策服务系统

温州市台风预报决策服务系统是一个集历史资料检索、台风路径追踪、实时资料分析、天气预报制作、预报产品分发于一体的决策服务系统。该系统收集了五十多年来有关的台风资料、浙江风雨和温州灾情资料、形势场、实况场和物理量场资料，建立了大型综合资料库和相似检索系统。系统还具有专家咨询、预报方法综合、预报决策、服务决策、服务产品制作和分发等多种功能。在近两年的台风预报服务中发挥了重要作用，取得了较好的社会效益和经济效益。     

MICAPS系统的二次开发及应用

利用ＭＩＣＡＰＳ系统提供的数据接口和二次开发环境进行了ＭＩＣＡＰＳ系统的二次开发工作,主要实现了不同内容图形图象的翻页调阅,增加欧洲中心数值预报场的客观误差 针对性地做了一些重要天气了辅助资料综合图和一些常用综合图,并分类存放,可方便快捷地调阅资料,并在省台新一代天气预报业务系统中应用。     

自动站报表预审应注意的几个问题

总结了自动气象站观测资料月报表中常见错误和问题，从资料整编和报表制作上提出处理方法。     

综合一致性质量控制方法及其在气温中的应用

由于历史逐日气温资料在气候分析、气候变化研究中的基础性作用,其数据质量状况日益受到关注。利用邻近参考站日平均气温、最高气温和最低气温资料及线性回归模型,设计了基于线性回归数据估计方法的质量检查算法,该算法同时包含了时间一致性和空间一致性两种检查方法。通过数据植入误差检测以及与单一空间回归检查方法的比较,该算法的错误数据检测性能较高,可检测出与正确日气温数据相差3℃左右的可疑值。在该算法的基础上,研制了综合一致性数据质量控制方法,该方法具有以下特点:第一类错误发生率较低;保持了时间、内部和空间一致性的逻辑关系;参考了天气因素。因此,与一般的数据质量控制方法相比,综合一致性数据质量控制方法具有较高的错误数据检测性能。经过在华中区域湖北、湖南和河南三省251个站1961—2009年逐日气温资料的应用,取得了较好效果。各要素奇异值检出率平均气温为0.001%,最高气温为0.05%,最低气温为0.04%。     

市级MICAPS系统本地化和二次开发初探

简要介绍了在M／CAPS系统中,综合图随机定义、降水资料显示方式改进、省城范围内的小图报资料显示和其他物理量生成等思路与方法。     

全球地面天气报历史资料质量检查与分析

全球地面天气报资料是气象资料中数据量最大、使用频率最高的资料之一。国内作为气候资料接收和保存的全球地面天气报资料中包含45个气象要素, 每日4次定时观测资料。利用2005年用于全球地面天气报资料接收、处理实时业务中的质量控制方法, 对保存于国家气象信息中心气象资料室的全球地面天气报历史资料数据集进行了全面的质量检查, 对原数据集中因解码而引起的比较明显的批量错误资料进行了修改, 生成具有质量控制码的二版全球地面天气报历史资料数据集。同时还系统介绍了1980年1月—2003年12月全球地面天气报历史资料数据集质量检查结果, 分析了资料的质量情况。     

市级MICAPS系统本地化和二次开发初探

简要介绍了在ＭＩＣＡＰＳ 系统中,综合图随机定义、降水资料显示方式改进、省域范围内的小图报资料显示和其他物理量生成等思路与方法。     

青岛市短期预报资料综合应用平台功能设计与实现

为综合应用本地探测资料和数值预报产品,青岛市气象局建立了以图形工作站为交互平台的短期预报资料综合应用系统.系统采用0racle数据库技术、Web技术及Java、ASP编程语言,实现了本地探测资料、部门共享资料、数值预报产品等不同来源的数据集中显示.     

甄别自动站疑误数据报警信息方法之探讨

利用2012年1月至2013年1月防城港市部分自动气象站实时观测资料经质量控制后生成的可疑或错误数据质量控制信息报警个例,参照自动站数据质量控制方法,通过分析报警时次的自动站数据,查找系统报警原因,提出判别自动站可疑或错误数据报警信息的方法。