MDOS系统新型自动站异常数据质量控制

2017-08-02妙娟利邓芳莲杨家锋张红娟

陕西气象 2017年4期

关键词：洛川黄龙台站

妙娟利，邓芳莲，杨家锋，张红娟

(1.陕西省气象信息中心，西安 710014；2.陕西省大气探测技术保障中心，西安 710014)

MDOS系统新型自动站异常数据质量控制

妙娟利1，邓芳莲1，杨家锋2，张红娟1

(1.陕西省气象信息中心，西安 710014；2.陕西省大气探测技术保障中心，西安 710014)

MDOS系统提高了国家、省、台站三级气象资料数据质量控制时效，但仪器故障时，台站如何对MDOS中的数据做正确处理尤为重要。利用MDOS(气象资料业务系统)和CDQC(地面自动站观测资料三级质量控制软件)对黄龙站和洛川站2016年7月异常数据进行质控分析，得出遇仪器故障时异常记录的处理方法，为台站处理此类问题提供参考。

MDOS；CDQC；新型自动站；质量控制

2015年7月气象资料业务系统(meteorological data operational system，简称MDOS)正式运行，地面气象观测数据在上传时效、质量控制时效、月报表数据制作上均发生了变化。7月之前的月报表数据，地面气象观测数据文件(简称A文件)、分钟观测数据文件(简称J文件)，是台站用地面气象测报业务软件(operational software for surface meteorological observation，简称OSSMO)制作，7月开始省级用MDOS制作。MDOS系统提高了国家、省、台站三级气象资料的数据质量控制时效，提高了气象资料的应用能力，但随着现代化的发展以及异常天气现象的发生，会出现电子干扰、仪器性能不良，甚至仪器损坏等问题。

2016年7月24日黄龙站、7月6日洛川站，MDOS系统提出质控信息。两站在处理信息时，对错误和连续缺测数据按地面气象观测规范[1]和地面气象观测业务技术规定(2016版)[2]，用备份自动站数据代替。用MDOS系统和CDQC(地面自动站观测资料三级质量控制软件)对7月A、J文件进行质控审核，发现个别要素月线不平滑，有漂移现象[3]。

1 MDOS质量控制结果

1.1 黄龙站

2016-07-24，MDOS系统对黄龙站19时160～320 cm地温提出质疑信息“未通过时变检查”，台站及时给出了反馈意见，即：黄龙新型自动站故障，导致深层地温出现异常，台站用备份自动站数据代替。

在19时MDOS质量控制信息处理列表中，第一条疑误信息被突出显示(高亮)，在数据显示与查询区域分别显示出黄龙160 cm地温时间变化曲线(图1)、19时黄龙160 cm地温与相邻站的空间对比图(图2)。由图1得知，160 cm地温18时以前为新型自动站数据，19时则为用备份自动站代替的数据，具体数值18时为17.4 ℃，19时为16.2 ℃，1 h内下降了1.2 ℃。由图2可知，黄龙19时160 cm地温与位于其北部的洛川、富县、宜川三站相比，数值没有偏高，反而明显偏低。

图1 2016-07-24黄龙160 cm地温时间变化

图2 2016-07-24T19黄龙与相邻站 160 cm地温(单位为℃)

在MDOS系统查询得知，黄龙24日19时—27日23时地温采集器故障，40～320 cm地温用备份自动站数据代替，27日24时采集器恢复正常，台站重新用新型站数据。

1.2 洛川站

2016-07-06T24，MDOS提示气温、气压等要素的小时极值出现时间错误，80 cm地温与前一时次相比超出可能变化值。从MDOS查询得知，自动站遭遇雷击，传感器故障，从24时起缺测数据用备份站记录代替，7日10时传感器恢复正常，启用新型自动站记录。

从MDOS上的时间变化图(图略)和空间对比图(图略)分析，发现用备份站代替40～160 cm地温数值明显偏低，其它要素值(气温小时值、气压小时值、0～20 cm地温、320 cm地温)变化不明显。

2 数据异常原因

(1)A文件质量控制结果分析

利用CDQC对黄龙7月A文件做时间一致性和空间一致性分析[4],发现40～320 cm地温日变化、月变化波动异常，故障期间跳变明显，数据偏低，0～20 cm地温正常。

利用CDQC对洛川7月A文件做质控后发现，故障期间40～160 cm地温有跳变，数据偏低；0～20 cm地温、320 cm地温整月数据变化连续，无异常；气温、气压数据正常。

(2)数据来源分析

黄龙现用仪器为华云DZZ5新型自动站，备份站为长春DYYZ2B自动气象站，虽然型号不同，但均为铂电阻温度传感器，测温原理相同。造成地温跳变的可能原因：一是某些层次传感器接线插口松动；二是地温套管进水；三是采集器出现问题。

通过与洛川站沟通得知，现用仪器安装在2号站，备份仪器安装在距2号站西北方向约3 000 m的3号站，仪器型号均为华云DZZ5新型自动站。因2号站探测环境遭破坏，准备迁往3号站，故2号站上无备份自动站，当仪器故障时，台站启用远程监控的3号站数据。造成地温代替前后数据不平滑的可能原因：一是不同站址对地温数据会有影响[5]；二是备份站址上的仪器缺乏定期维护，也会对数据造成影响。

由上述分析得知，黄龙、洛川从故障到完全恢复正常期间，一是2个站地温均存在问题；二是用备份站代替的个别层次地温数据差异大；三是洛川用备份站代替的气温、气压要素未发现明显异常。

另外，数据分析的结果也反映出备份站性能基本稳定(省大气探测技术保障中心对备份站每2年进行一次年检)，只有地温等个别要素数据有漂移。多要素集成的新型自动气象站采集数据的精度和准确性更高。自动站通讯系统经过防雷控制，理论上可更有效地防护雷电和雷击。MDOS系统实时质量控制快捷、有效。

3 数据处理方法

用CDQC和OSSMO对7月A、J文件做质量控制，按照地面气象观测规范和地面气象观测业务技术规定(2016版)，并结合多年来的审核经验，对不具代表性的记录做缺测处理，保留其他记录，具体做法如下。

黄龙2016-07-24T19—27T23，40～320 cm地温按缺测处理，对台站原备注信息做相应调整。

洛川现用仪器和备份仪器安装在不同的站址上，台站并未进行正式的对比观测，尽管台站用3号站代替的记录除40～160 cm地温跳变明显外，0～20 cm地温、320 cm地温、气压、气温并未有明显的差异，但是考虑到站址环境对记录代表性的影响等综合因素，故2016-07-06T24—07T09用备份站代替的A、J文件中小时、极值、分钟记录按缺测处理，并告知台站以后遇到这种问题时的处理方法，对台站原备注信息做相应调整。