地面气象观测数据文件质量控制方法
　　摘要:从记录处理和质量分析入手,介绍了地面气象观测数据文件质量控制方法,以期确保自动站数据的可用性,形成准确、连续、记录处理符合要求的地面气象观测数据文件,为国家气象气候观测网提供第一手宝贵资料.
　　关键词:地面气象观测;记录处理;数据文件;质量控制
　　气象观测所得到的数据是制作天气预报和气候预测的基础资料,其正确与否直接影响着天气预报和气候预测的质量[1-2],然而资料质量受到观测仪器、观测技术、测站位置、观测时间等的影响,近年来随着综合观测系统的推进和气象服务的高标准要求,特别是区域站网的建设和应用,尤其是中国气象局对数据文件质量控制严格要求.如何进行气象观测资料的质量控制,确保资料的代表性、准确性、比较性,是新形势下气象资料工作者迫切需要解决的科学问题[1].
　　目前,国家级自动站实现自动观测气象要素有温度、湿度、气压、降水、地温、风向、风速;人工观测气象要素包括云、能、天.该文从人工及计算机方面分析了地面气象观测数据A 文件、J 文件质量控制方法.
　　1 A 文件
　　缺测记录处理一般原则:首先是用整点前10 min 记录代替,其次再用整点后10 min 记录代替,再就是用人工观测值代替,最后才是内插,否则作缺测处理.
　　1.1 封面
　　先与前一个月封面比校,重点检查有无迁站等变化项目否;地理环境必有,且2 个以上要用";"分开,注意风按照规范要求距地高度10~12 m,距平台高度应为6~8 m,总高度不少于10 m; 在A 文件中注意看首行参数有无错误,质量控制指示码及气压、风高度等各要素项目标识有无错误,如有人工和自动,则应为1.
　　1.2 降水上、下跨问题
　　这是新入手的质量控制员最易忽视的,尤其体现在下跨降水为0 mm,这也是软件审核不出需要人工注意地方,在各类比赛中未给出下跨量但要注意当月最后一天雨持续到20:00 要提出该疑问;上跨降水日期,降水量与上月报表仔细校对.
　　1.3 天气现象栏
　　先看25 个摘要栏,重要、罕见天气现象一目了然,然后重点是加强对其预审.在A 文件中天气现象"…"应为3 个空格,其他连接符为1 个空格,不能出现"-"连接符号.雷暴要看是否漏记方位,且方位只能是八方位,不能出现SSW、ESE、WSW、WNW 等;中间方位是否漏记;转入次日方向与前日方向是否符合要求,在这里人工重点审核是转入次日后的终止方向,不允许和前日开始方向相同,即不允许出现回头雷.因闪电在《规范》中定义"只见闪电而不闻雷声",故要审核闪电是否为不应记录现象.冰雹记录是否写入纪要栏,且最大直径与最大平均重量是否符合规范要求.视程障碍现象雾之前应有轻雾,若是转入第2 天的,则为雾之后应有轻雾;浮尘有无漏记时间或只出现几分钟,转入第2 天时也需人工审核;按规定需记最小能见度的天气现象是否遗漏最小能见度.固态降水之雪、霰、米雪、冰粒、结冰、霜等应在较低温度时才出现,看有无在温度较高时误记;且固态降水(除雨夹雪外)不能形成雨淞;另积雪容易忽视的是8:00 后形成的遗漏备注,以上均需人工仔细审核.降水现象、特殊天气现象与云状配合是否符合规定,如雨、毛毛雨、雷暴出现时降水云层为规范规定的云类,且还可以结合气簿-1 注意连续性降水其对应的云状.天气现象中大风的出现时间要早于等于极大风速时间.不记起止时间的天气现象要看是否应出现,以及其转入次日顺序,如雨终止时间为7:44,若能见度低于10.0 km 则后面要接视程障碍现象,这个是容易遗漏且机审难以判断出的问题.
　　1.4 备注栏及其他
　　(1)台站变动、新增观测要素、障碍物、所属机构、观测时制、迁站对比观测是否应在相应位置,如某站由一般站改为基本站,则变动后之日应在"台站级别"即03 项中作相应修改.
　　(2)启用、停用某项观测要素是否表述完整.如从某日停用雨量传感器,要修改A 文件相应项目标识和质量控制码段,如停用雨量传感器,其项目标识应为"0",质量控制码段也相应修改.
　　(3)迁站对比根据当月及上月报表可以判断其在原址的方向,是否误记.定时观测4 次站,其观测时间为"10/04/02;08;14;20"和"10/24/24 小时连续观测";观测时次项应为"11/守班=",若为基准站24 次观测,在A 文件中应体现为"10/24/逐时观测".
　　1.5 天气气候概况栏与纪要
　　气候概况栏其各项数据统计是否正确,是否符合要求,各项目位置正确与否,如长期连阴雨写到正确应写到此为止03 项,误记到04 项等.天气现象栏记有冰雹而纪要栏却无记录,尤其是未达称重标准却有重量记录,这也是不符合规范要求.纪要栏其他各项标识与其文字说明正确与否.高山积雪备注按要求应写本月内日期,不必跨月备注.
　　1.6 降水
　　定时与自记降水每天比较,并非完全一致而是有差别,因目前自记是采用自动观测,而定时则是为人工观测,且差别判定方法是10.0 mm 及以内差值为0.4 mm,超过10.0 mm降水则差值控制在4%以内,若差别过大,则要仔细查找原因,根据不同情况分别对记录进行处理,如确系自动站仪器故障,则自动观测降水可用人工虹吸雨量计替代.分钟降水与小时降水不一致处理情况分以下几种,并且要与备注相结合,首先若为人工虹吸雨量计代,则允许出现小时降水有记录而分钟降水缺测情况;若为人工定时代,则小时、分钟降水缺测都允许;在无任何备注情况下出现该记录则为疑误记录.
　　1.7 风
　　在风的记录中,注意查看极大风速达到或超过17.0 m/s而天气现象栏却漏记大风现象.2 min 与10 min 风用人工代时处理,用EL 型电接风记录器代替时小数位只能是0、3、7;缺测时日平均4 次与24 次互代也要备注问题,或1 d 内有6 次及以上作缺测处理且极值应从实有记录中挑取.极大、最大风向风速若出现在整点,与整点风向是否一致,否则应为错误记录.在风的统计中,如某风向全月没有,则要仔细分析如对照人工站报表,分析是否为仪器损坏导致某一方位风向长时间缺测,或风速长时间为静风则要判断是否风已冻结.
　　1.8 电线积冰
　　一次电线积冰过程是否有2 次记录,如天气现象栏雨淞从4 日持续到6 日,则只应有1 次记录.电线积冰直径必须大于等于厚度,且雨淞、雾淞达到规定直径有无称重记录.电线积冰的温度不能低于当日气温最低.雨淞、雾淞在簿表格式中只能是5648、0048、5600,在各类业务比赛中直接录入4800,则以报表显示的方式判断不了该错误,一定要用记事本打开看.
　　1.9 雪深(雪压)和蒸发
　　应测雪压时却遗漏,且雪深大于等于5 cm,在A 文件中雪压栏应为"///".《地面气象规范》规范,"台站四周有积雪,但观测站附近因故无",故有积雪不一定有量,积雪是随有随记,而雪深只在8:00、14:00、20:00 测定,因此有量当日必有积雪.结合上月及本月报表文件备注看大、小型蒸发位置写错没有,则相应的质量控制码也要作应修改.针对蒸发结冰问题,小型蒸发不能记结冰"B",规范规定必须要秤称重,而大型蒸发可以记"B"符号,但注意不能跨月,溶冰后测得其值是结冰后这段时间的累计值,比平常有差别,若无结冰期而值有显著变化者,则要结合前后几天蒸发及选类似天气作比较,判定数据正常否然后按照疑误记录处理方法进行处理.蒸发记结冰时,天气现象栏一般应有结冰符号,相应温度也较低.
　　1.10 日照
　　在A 文件中日出至日落时间无日照应为"00",日落至日出应为"NN",这里需要注意某站某月每天的NN 和00 并不一致,因每天日出时间并不一致,可能跨整点,如1 日日出0547,17 日日出0601,那前者5:00~6:00 应为"00",后者5:00~6:00 应为"NN".且在日出日落期间每天横看检查日照数据整点无云无记录者,或迹线前面几小时一直为1.0 h而后突然中断,或错位向前或向后移了几小时.以小时为单位竖看检查日照计有无安装问题,如全月11:00-12:00均为0.9 h,则很可能仪器安装不符合规定要求.日照缺测时应注意在备注栏备注其百分率统计方法.
　　1.11 地温及冻土
　　地温记录每天进行查看,缺测内插均要作相应备注,且应备注4 次与24 次平均统计方法,两者其一缺测时可以互代.地温、气温、草温极端值,一般天气条件下地面最低低于气温最低,若为显著反常,则要仔细分析原因,例在降温天气下则可能出现气温低于地温.当地温有缺测时,则应从实有记录和人工记录中挑,若全天自动观测地温缺测时,相应地面温度、草面温度(雪面)极值作缺测处理.有冻土时,一般应注意地面温度应小于0 ℃,除非地面解冻冻土深度为0 cm 时.
　　1.12 气压、温度、湿度全月海平面气压是否有遗漏,或者海平面气压有却某时次缺测的应仔细判定.若用人工观测气压表代替要备注:
　　自动站气压用经高度差订正后的本站气压代替.温、湿度注意不正常记录处理要按照技术解答1 号文件执行,尤其注意冬季湿球溶冰不当情况下记录的处理.
　　2 J 文件
　　首先也是必须先看首行参数,可以对照A 文件首行参数检查.在J 文件中跳变或缺测1 min 目前按照各类文件精神还不能内插,且A 文件内插处理后的值,不能代替J 文件中整点00 分的值注意某一段值是否异常,检查稍长一段时间的数据以判定该段记录正常否.按照中国气象局"气测函〔2005〕227 号"文件精神,J 文件降水判定为滞后降水在2 h以内且量在0.1、0.2、0.3 mm,可以加至那分钟那小时,否则,不为滞后降水的要删除且都要备注.自动观测降水启用当,还要在J 文件中"降水"项目打上对勾,即首行参数中降水标识应为"1",再检查A 文件中相对应J 文件滞后降水处理没有,必须人工处理J 文件.风不正常情况下也要分析J 文件,且不正常该时段其风向风速要作缺测.
　　3 结语
　　在地面观测工作中,只要观测员严格遵守各项规范及技术规定,严格执行记录处理方法进行质量控制,一般的错  误是可以避免的.在实际工作中,要求质量控制员熟练掌握《地面气象观测规范》月观测记录质量检查方法和内容,再结合当地天气气候正确设置本台站OSSMO 软件的审核规则库,设置时注意:尺度过宽容易出现疑误记录漏审,过窄正确记录也被列入疑问.然后再按照规范中疑误记录处理方法,结合记录处理一般原则,不断总结和积累经验,保持资料序列完整及统计结果更符合要求[3-5].