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地面气象自动站资料质量控制方法设计

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摘 要:从很多的研究来看,比较传统的地面气象资料质量控制方法依然还是现在运用的主要方法。伴随着计算机技术的迅速发展,我们现在拥有了更加好的科学和技术条件,我们可以把自动化和人工合理的进行结合,把气候的背景资料和我们的统计经验合理的相结合,并且可以应用一些比较合适的空间检测方法,把地面气象自动站资料质量控制业务进行更加合理的设计。

关键词: 地面气象资料;质量控制;控制技术;方法设计

中图分类号:P413 文献标识码:A

引言

人类从开始运用仪器探测仪以来,气象观测记录就是出现最长的相关资料。就拿地面气温的观测资料来说,它是我国目前积累的最有作用的通过运用仪器观测而得出的资料之一,同时它还可以帮助我们有效的了解气候情况以及发展趋向。随着气象资料的不断深入研究,科技人员所需求的是一些质量很高,序列较长的资料。但是,由于观测的仪器,观测的技术,观测站的位置,观测的时间,观测的方法对观测资料的质量都有很大的影响,尤其是我们通过长时间的观测而形成的地面气候资料,其中部分非气候因素产生的影响相对来说就更大一些,这样就会使观测资料的质量降低很多。所有气象资料的科学家都已经认识到了气象观测资料质量控制的重要性。因此地面气象资料记录都应该而且必须具有以下性质:代表性、准确性、比较性。然而,从统计的意义上来说,不同观测值都可以认为是随机变量,这就使的采集的观测值不可避免的产生一定的误差。由于误差产生的原因及性质的不同,会导致产生各种不同类别性质的误差,比如说:系统性误差、过失误差(又称为偶然误差)、随机误差。保证提供的应用资料符合不确定性、连续性、均一性以及代表性和时限格式等各种要求,这就是对其进行质量控制的目的。其中生成的好的资料并不是一定要非常出色,但是它的质量必须是可以证实的和我们已经知道的。

自从2003年以来,我国将近700个基本站都已经安装了自动气象站,并且很大部分站级都是将人工和自动站双轨进行结合。然而我国现如今的自动站观测的数据质量依然还存在很多问题,其产生问题的主要原因主要是由于我国现在仍在使用QC 方法和业务规程,而QC方法只是为了人工观测站而设计的而不是为了自动站。同时,我国的自动站缺少从台站到省,然后到国家级的比较完整的质量控制系统,因此制定有效的三级质量控制方案才是建立流程的关键,简单的来说明三级质量控制方案,就是自动站、省级自动站以及国家级自动站控制实时采集数据质量的方法。下面笔者根据三级质量控制方案来讨论设计自动站资料质量控制方案流程要注意的几个方面:

1 自动观测和人工观测的不同之处

自动观测气象站跟人工观测站有很大程度的不同,比如说观测的手段,资料的密度,数据的格式和信息量。所以说,要完全清晰的认识到他们在实际质量控制流程过程中的不同。分析我们国家的地面自动站的具体特点,它们分别是复杂性、实时性和难以更改性,下面进行讨论:

1.1 复杂性

地面自动站是进行实时采集信息的一个自动化的观测系统,它有很多的功能,包括进行不同时间段的数据的采集、自动的形成观测的报告并且还可以有效的自动生成并且传输数据文件。除了地面资料以外,很多站还同时又对辐射进行观测、关键的要素项目比较多,另外传感器、采集器、传输、人工操作等很多地方都能对自动站的观测引起错误,所以说,台站观测资料的质量控制具有一定的复杂性。

1.2 实时性

每分、每小时、每二十四小时等不同时间范围的数据是自动站的数据资料的组成部分。在每段固定的时间之内,除了有自动观测以外,还会有很多次的人工采集的观测,这样可以不断地监督控制资料质量,验证实时性的重要。

1.3 更改的难度性较大

由于对资料数据的采集属于自动化行为,因此在观测的过程中如果发现数据错误及出现疑义,或在站台处没有及时发现问题,等到经过更高级质量控制发现以后,数据资料却很难进行更正,这就导致了气象资料的正确性。

2 对台站级质量控制进行强化

通过上文已经大致了解了自动站资料的特点,与此观测站级的质量控制对资料的获取就非常重要。各个站级的工作人员要积极发挥自动采集数据及计算机自动检查生成数据的自动化特性,同时也保证了观测站输出的资料都能够得到很好的质量控制。自动化资料质量控制系统的关键就是台站的实时质量控制,在台站要上报的数据资料中要出现质量控制的标志,确保数据的正确。

3 不同等级的部门要设置不同层次的质量控制

不同等级的观测站对资料的质量控制有不同等级的要求,如国家级的一定严格于省级、市级。尽管控制质量等级不同,但是都需要逐日逐时的记录气象资料,就需要使用相关的办法,如QC方法、统计判断方法。

4 及时注意并改善自动站仪器的校准漂移等特殊问题

从很多的外国事件可以得出结论, 自动站仪器的校准漂移会产生关于气象资料的诸多问题, 这些问题在设计质量控制流程时是必须加强注意的。仪器在使用一段时间之后,要对所生成的资料进行均一性检查,通过检查可以有效的判断出观测仪器的校准漂移对数据资料可能造成的影响。

5 结语

随着科技水平的发展,近年来国外在地面气象资料的控制技术方面取得了很大的进步,并且很有成效,但在我国,在运用质量控制方法的过程中,用的最多的依然是QC 方法。要充分吸收外国的先进经验将我国的地面自动站资料质量控制方法提高。随着当代技术的发展,我们拥有了比以前更加优越的技术条件,这样就更有可能提高地面自动站资料的质量。结合上述方法,可以设计出更加适合的地面气象自动站资料的质量控制方法,也就尽可能的满足观测站、省以及国家级的要求,这样才能保证地面气象自动站资料的质量。

参考文献

[1] 叶笃正,曾庆存,郭裕福( 主编).当代气候研究[M].北京气象出版社,1991.

[2] 李庆祥,刘小宁,张洪政.定点观测气候序列均一性研究[J].气象科技,2003.

作者简介: 高阳(1983-),男,汉族,河北省深州市人,本科学历,助工,从事气象地面测报工作。