基于MDOS的气象（高空）观测数据质量控制分析

尼玛次仁 薛改萍 宗 吉 扎西央宗

摘 要：MDOS高空部分是台站观测数据中的温、压、湿、风向、风速、零度层、规定等压面、规定高度、对流层顶、秒级数据等。本文针对西藏5个“L”波段探空站在MDOS质控上常出现的几个问题进行分析及判断。

关键词：MDOS;气象观测;数据

中图分类号：P413 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）11-0147-02

Abstract： The high-altitude part of MDOS is the temperature， pressure， humidity， wind direction， wind speed， zero-degree layer， specified isostatic surface， specified height， tropopause， and second-level data in the observation data of the station. This paper analyzed and judged several problems that often occur in MDOS quality control of five "L" band sounding stations in Tibet.

Keywords： MDOS;meteorological observations;data;check

1 MDOS概述

MDOS指“省级自动站实时数据质量控制系统”（以下简称MDOS）。MDOS将历史资料和实时数据相结合，开展了质量控制、疑误数据快速处理、台站元数据管理和产品实时滚动生成等业务，实现了“台站级—省级—国家级”三级质控的数据传输、处理、查询和反馈流程。

MDOS高空部分质控内容包括以下8个方面：快速质控;单调性检查;缺测检查;界限值检查;内部一致性检查;相邻差值检查;静力学检查经MDOS质控后，数据处理员需对显性错误数据;对可疑数据和缺测数据进行人工判断及处理[1]。

2 基于MDOS下的气象（高空）观测数据质量控制

2.1 快速质控“疑误信息”

某日，当风速“疑误信息”均出现在同一日期同一时次，从数据查看均出现在250HP左右，资料显示的经度纬度偏差也大致相同，由此判断以上“疑误信息”风速均为正常数据可做正确数据处理[2]。

2.2 单调性检查

单调性也叫函数增减性，可以定性描述在一个指定区间内，函数值变化与自变量变化的关系。当函数[fx]的自变量在其定义区间内增大（或减小）时，函数值也随着增大（或减小），则称该函数在该区间上具有单调性（单调增加或单调减少）。

通过MDOS提示未通过单调性检查类别为气压，出现时间为第44分49秒，此处气压“未通过单调性检查”主要是依据气压随高度增高而减小，显然第44分49秒至44分51秒气压有增大趋势。

要验证此处气压是否有误，需要当日“S”文件查看此时间段，是否有“飞点”情况来判断疑误数据。

2.3 相邻未通过差值检查

根据规范可知，地面数据要素最佳的读取时间应该控制在放球前、后的5min内。正常的基值测定值和瞬间观测气压变量合格标准应该[-2hPa≤Δp≤2hPa]以内，温度变量应该在[-0.4°C≤Δt≤0.4°C]。湿度变量为[-5%≤Δu≤5%]。

但实际记录的温度、瞬间温度与第一秒温度有3.6个逆温值变化，显然与规范要求不符，判断方法有以下几点。

①是否有早按或迟按放球键原因。通过比较数据处理软件中的00s和01s的气压值来确定“放球”键是早按还是迟按。如果气压值没有发生变化，则说明按键过早;如果气球升速在350～400m/min，计算气压在近地面0.6～0.8hPa，说明迟按了放球键;如果00s和01s所显示的气压值大于1.5hPa，说明放球值班员没有修正放球时间。

通过以上分析可知，气压变化在正常值内，由此排除了早按或迟按放球键的原因。

②通过MDOS系统中的“快捷通道”查看当日当时次的气温值，经笔者通过“快捷通道”查询的数据如下。时间：2019年2月18日07：05：28;气温：-16.0℃;小时最高：-15.1℃;小时最低-16.0℃。

通过以上数据可以得知瞬间温度无误，数据是正确的。

通过“L”波段软件查看本时次“放球前5min探空数据查询”查询温度结果为从0.00s至5min温度变化不稳定，温度一直处于下降过程。由此可以看出，温度在室外感应时间不足，导致自动站读取的瞬间温度数据与探空仪温度感应不一致。

③通过上述结果分析出现的类似可疑信息，按照错误数据处理为妥。

④是否有仪器各类感应器性能问题的考虑;排除以上所有人为现象，应根据发生此类疑误数据的量、仪器的生产厂家以及出现的季节作为一个系统统计，并进行分析。

2.4 界限值检查

根据经验可知，界限值检查不能仅靠逻辑性检查，如位势高度、温度、湿度、气压超出极限值或超出最低值，每个台站应有自己区域内最少十年以上的逻辑检查资料库，包括逐月、逐层次规定等压面（1 000～5hPa）的历时最高高度、最低高度、最高温度、最低温度（剔除可疑记录），使界限值检查具有科学性，符合气候学界限值检查。

2.5 未通過内部一致性检查

内部一致性检查是指一些关系密切的气象要素，其变化规律具有一致性。根据气象要素的这种特征，可以判断要素是否正常合理，以确定数据是否正确。常见的数据有规定等压面500hPa温度为-15.3℃、400hPa温度为-31.7℃。笔者从事高空MDOS质量控制以来，以温度内部不一致居多。西藏出现此类疑误信息集中在500～400hPa。此情况不可片面判断“正确”或“错误”应根据平台提供的具体要素与“S”文件来分析判断，根据高空观测技术规范要求做正确处理。

2.6 未通过静力学检查

表1为某站时次温度未通过静力学检查MDOS描述的可疑数据。规定等压面250hPa;温度-50.6℃;错误为第9层未通过静力学检查。

以上数据显示，规定等压面温度第9层及10层温度从片面角度看不符合力学平衡规律，特别是第10层温度有个明显上升情况，如果片面处理9层为错误数据显得不够严谨不够科学，正确方法应该与当时次“S”文件的300hPa与200hPa之间的温度曲线是否有“飞点”等来进行判断。

2.7 缺测检查

缺测现象由多种原因造成，如低空放球未抓稳、人为删除记录点、气球过南北软件未处理、高空气象探测整个工作流程会因受到无线电探空仪、无线电干扰、设备性能的影响，造成探测数据缺测。天气状况，如晴天、阴雨、雷暴、大风等，对气球升空的高度和速度产生影响，探测仪会采集到不同的数据。

高空气象探测人员技术水平及综合素质会影响探测数据的准确性，如业务人员不熟悉常规高空气象观测业务规范，出现重放球和丢球现象，都会影响数据缺测。

参考文献：

[1]中国气象局.常规高空气象观测业务规范[M].北京：气象出版社，2010.

[2]李伟，刘风琴，徐磊，等.L波段高空气象探测系统软件[J].气象科技，2008（2）：237-239.