地面气象观测资料质量控制处理探讨

张娜　李方臻　高学芹　王晓立

摘要 论述了地面气象观测质量控制的基本方法及其影响因素，并提出了提高地面气象观测资料处理质量相应措施，以保证地面气象观测资料的质量，提高气象预报的及时性和准确性。

关键词 地面气象观测；资料质量；控制处理

中图分类号 S164 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）11-190-02

地面气象观测工作是气象基础业务的根本，而地面气象观测资料质量的高低是业务工作正常开展的关键。为了进一步保证地面气象观测资料的质量，提高气象预报的及时性和准确性，我国各级气象部门开展了大量地面气象观测资料质量控制处理方面的研究工作。目前对地面气象观测资料质量的控制方法是通过对观测数据的各项相关检查来实现的。笔者在此通过对地面气象观测质量控制方法的深入分析，总结日常业务中影响观测资料质量的因素，提出加强地面气象观测资料质量控制处理的措施，以期为大气探测工作的深入发展和预报预测工作准确率的提高提供科学依据。

1 地面气象观测资料质量控制的常用方法

1.1 格式检查 检查观测数据的结构及数据记录的长度。

1.2 缺测检查

查验某个数据是否为缺测数据，缺测数据将不需进行其他检查。

1.3 界限值检查 对数据的值域和气候学界限进行检查，不在值域范围及气候学界限内的数据为错误数据，其中要求进行值域检查的数据只有总云量、低云量、相对湿度、风向、每小时日照时数和每日日照时数，气候学界限是指气候学中不可能出现的数据。

1.4 主要变化范围检查 检查数据值是否符合在指定的地域和时域内要素的主要变化范围，不在此范围内的数据则需要进一步检查来证明其是否可靠。

1.5 内部一致性检查 分析气压、气温、地面温度、湿度、风速、总云量、低云量、能见度、降水量、积雪深度、电线积冰、冻土深度等数据，它们均有固定的限制和范围，有些数据之间还存在必要的联系，有些数据值对应一定的天气现象，只有符合这些范围、联系和现象的数据才是可靠数据。

1.6 时间一致性检查 检查数据所反映的要素变化是否符合时间变化规律。

1.7 空间一致性检查 比较被检站气温的观测值和计算值，其中被检站气温计算值是通过一个或多个与被检站具有相似的下垫面和周围环境的邻近站的观测数据计算而来。

1.8 质量控制综合分析 对在上述检查过程中出现的不符合规定范围的数据进行分析判断，分析产生错误数据的具体原因，及时纠正资料并为今后资料质量的保证提供借鉴。

1.9 数据质量标识 进行质量控制后的数据应该进行标识，表明正误、可疑、缺测、订正、修改或未进行质量控制等。

2 影响地面气象观测资料质量的因素

2.1 观测站址的选择

气象观测站站址的选择对于气象观测资料有着一定的影响。站址的选择应当考虑到观测资料的需要，应选择在能代表大范围天气、气候的地方，一般均设在城郊结合部，要求建在平坦空旷、四周没有高大建筑物、树林和大水池等地方。如在山区，气象观测站设在平坦的山顶比设在山谷、山坡上更好，在没有遮挡物干扰和阻碍的情况下，气象站才能获得更准确全面的观测信息。

2.2 气象观测站仪器设备的先进程度及运行情况

首先，气象观测站自动化仪器设备数目、仪器设备自动化程度及其功能先进程度等因素，在很大程度上关系着观测资料的整体质量[1]。如天气现象观测仪是一种智能型多变量传感器观测仪，它可以通过对温湿度、风向、风速、能见度等数据变量进行逻辑分析来判定天气现象，具有自动化程度高、准确度高等特点，能更好地满足观测业务对观测资料质量的更高要求。其次，仪器是否能够正常运行也直接影响观测资料质量的好坏。如酸性、碱性、粉尘过多或含有机溶液的空气，相对密闭的空间和不符合仪器精度的供电电源等均会影响温湿度传感器的响应速率、精确度、灵敏度和稳定性等运行性能。此外，仪器设备会产生老化、磨损等问题，若不及时加以维修和更换，也会妨碍其正常工作。

2.3 工作人员综合业务能力的高低

虽然我国地面气象观测工作的自动化程度越来越高，但工作人员作为地面气象观测工作中一个必不可少的主体，对于观测资料质量的高低具有重要作用。工作人员综合业务技术水平和故障应急处理能力均会影响观测资料的质量。工作人员对地面气象观测资料质量的影响主要体现在责任意识和风险意识、对新技术和新方法的掌握、对仪器设备的检修和维护、对监测数据的分析和处理等方面，需要工作人员对故障设备及时排查维修，不断总结监测错误、可疑等数据的原因。

2.4 自动气象站网络运行情况

自动气象站离不开网络对数据监测情况的监控，网络运行情况能够对气象观测数据的质量产生影响[2]。在出现网络运行缓慢、网络故障等问题时，就无法实现对自动气象站的实时监控，可能使得观测数据出现差错。

3 加强地面气象观测资料质量控制处理的措施

3.1 规范操作仪器设备，加强维护

地面气象观测仪器设备的任何一个零部件出现细小问题或操作中不按规范进行，均会极大地影响数据的准确性。随着地面气象观测技术的逐步发展和观测工作的日益复杂严格，观测所使用的各类仪器设备的技术含量及操作、维护的难度也越来越高。这就要求工作人员要严格遵守仪器设备的操作规范。定期进行仪器维护保养，经常检查仪器设备零部件的老化、磨损程度及其性能，发现故障要及时维修或更换。

3.2 保证备份自动气象站的正常运行

为了防止因故障而导致的观测中断、数据丢失现象，确保观测工作的连续性和数据的完整性，观测站应该保证备份自动气象站的正常运行，一旦常用自动气象站出现故障，便可以直接切换到备份站继续工作。这就要求日常工作中要认真维护备份站，采集数据文件和日常工作日志等要及时备份，出现故障时确保仪器设备的快速、准确切换。

3.3 提高业务人员的综合业务能力

如今地面气象观测技术和相应的设备越来越智能，观测原理和技术要求也逐步完善，业务人员要不断学习，掌握新技术、新设备、新方法的使用。测报业务人员首先要全面熟悉观测设备的构造和原理，规范操作和日常维护，不断提高故障检测和维修水平；其次要掌握各自动观测设备的工作原理及采样算法，能准确利用计算机操控气象观测设备的运行和数据的处理，遵守地面气象观测规范和标准，严格把关数据的采集、存储、处理和传输，确保观测数据的准确性、连续性和完整性。

3.4 气象观测资料质量控制平台的应用和开发

为了提高观测资料质量控制工作的全面性、有效性和高效性，目前实时历史地面气象资料一体化业务系统（MDOS）已经运行，可以实现对综合观测业务资料的实时监测和数据检查。要不断完善上级观测部门对下级观测部门台站历史资料、仪器设备、监测数据等内容的监控和考评，详细记录各时间段的设备观测和运行情况，认真分析监测数据的疑误原因并及时排查，总结不同时间段、不同站点的观测资料质量控制问题和经验，全面保证各级地面气象观测资料的质量。

4 小结

综上所述，社会发展对于地面气象观测工作及时性和准确性的要求越来越高，而地面气象观测工作的质量也存在各方面的影响。这就要求各级业务人员要不断提高综合业务技术水平和职业素质，建立健全人机结合的数据观测、控制及处理模式，采取多种措施加大地面气象观测资料质量控制处理力度，为气象预报预测提供更加可靠的资料，推动我国地面气象观测业务的持续发展。

参考文献

[1] 叶兴荣.关于地面气象观测资料质量控制处理的探讨[J].农业与技术，2013（6）：184，186.

[2] 祝铭，徐正芬，王法清.关于地面气象观测资料质量控制处理的探讨[J].科技创业月刊，2013（11）：197-199.