浅论自动气象站正点地面数据质量控制方法

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1、浅论自动气象站正点地面数据质量控制方法摘要：为了能更好地获取自动站正点地面数据的完整性、准确性和代表性，木文在分析观测资料误差的基础上，梳理正点地面数据质量控制流程，提出利用观测仪器的质量控制方法、实时在线数据质量控制方法和非实时数据质量控制力法等，对自动气象站的止点资料进行质量控制。关键字：自动站；正点资料；数据质量控制中图分类号：P41文献标识码：A0引言自动气象站是一种能自动收集、处理、存储或传输气象信息的装置。自动气象站的广泛使用从根本上提高了我国大气探测现代化的总体水平，减少了由人工观测引起的误差，提高了地面观测资料的完整性、准确性和代表性，也进一步减轻了观测人员的劳动强度。

2、然而尽管在社会经济、技术和业务三大因素的推动作用下，自动气象站在技术上虽然成熟了许多，但它仍存在有不足之处，主要表现在：传感器测量准确度不高；有些气象要素没冇合适的传感器，仍需要一部分人工观测如云、部分天气现象等。此外，自动气象站还受分布、站点环境、站点所在地形影响，所以资料实时性强，数据采集和自动化传输程度高，有时甚至比人工观测所得的数据更难控制。所以，完全依靠机器则无法保证观测资料的准确性或者使观测值处于可接受范I韦I,这就需要对数据进行质量控制。止点地面数据，即正点资料，它是指自动气象站每小时采集一次的数据，并将该数据每个一小时进行上传。由于该数据同样有误差的存在，因此也需要对其

3、进行质量控制。1观测资料误差类型及质量控制标识1.1观测站误差类型误差的來源是在数据采集时一次或多次积累的结果，以及在传输过程中造成的，主要包括以下四种类型的误差：(1)粗大误差：主要由自动站观测仪器异常及在数据编码、处理、传输、存储及解码等业务流程中产生的误差。(2)随机误差：在相同条件下对同一被测量进行多次测量，由于受到大量微小随机因素影响，测量误差大小和符号没有一定规律，且无法佔计，即为随机误差。随机误差是无法避免的，其总体服从正态分布。(3)微气象误差：由小尺度天气系统扰动引起，由于观测系统时空分辨率原因,这些天气系统一般不会被完全观测到，但当观测到这种天气系统时，其观测数据就

4、可能误判为界常数据。(4)系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值Z差，这主要是由测量仪器本身的局限性以及传感器的长期漂移所引起的偏差。1.2质量控制标识质量控制后的数据应进行质量标识。资料质量标识用质量控制码表示，质量控制码标识数据质量的状况。表示资料质量的标识有：正确、可疑、错误、数据订正、修改数据、缺测、未做质量控制。质量控制码及含义见表1。表1质量控制码及含义2数据质量控制流程自动气象站数据质量控制的目的是，通过采用适当的硬件和软件措施最大限度的减少不准确的观测资料和缺测次数。数据质量控制应贯彻在设计、选购、测试、安装和运行的全过程中

5、，在某种程度上，数据质量控制的耍求是针对仪器性能和环境条件提出来的。数据质量控制流程分为实时控制和非实时控制两个阶段。实时控制过程是采用一些基本的手段对异常数据进行排除，非实时控制阶段使用一些更精密的评佔与处理，从而对数据做出正确的判断。根据正点资料质量控制的特点：(1)执行速度要快，标注明确；(2)正点资料质量控制方法必须实用有效。根据以上原则确定正点资料质量控制方法，即气候极值范围检查、内部一致性检查、时间一致性检查及台站极端事件检查。结合以上数据质量控制的两个阶段，可以将控制过程分为四层(图l)o图1数据质量流程控制图3正点地面数据质量控制方法3.1观测仪器的质量控制对于观测仪器

6、而言，根据耍求首先应当选择合理的站址和环境条件;其次，应建立和使用完善的维护、维修和标定规程。主要包括以下几个方面的内容：(1)自动气象站的选用：市场上冇很多各种类型、型号的自动气象站,它们的各项技术指标也不一样，因此用户应根据上级规定和自身业务的需求来选定最适当的自动气象站。(2)传感器的内部检验：每个传感器在采样过程中都会出现一些似是而非的样本值，甚至岀现明显不合理的现象，例如气温已上升零度以上，突然出现一个样本值为零下值；相邻两个样本值之间的变化率不一致，例如每十秒钟取一个样木值，发现两相邻样本值相差一度以上等等。通过传感器内部检验程序，可发现以上不合理的样本值。(3)硬件检验：

7、在运行过程中，自动气象站的性能会因硬件的老化、不适当的维护以及仪器故障等原因而降低，因此要利用自动气象站的内置测试设备，结合定时的人工检查，使自动气象站的各种设备处于良好的工作状态中。3.2实时在线质量控制在自动气象站中，对传感器进行数据质量实时控制，可以初步确定某个被测的量或被怀疑或存在误差的原因，但这些有较大误差的数据不能被轻易剔除，通过自动气象站的内置硬件对设备进行自检,进一步确定这些数据是否是设备木身的原因造成的，然后这些被怀疑的数据存