導語：區(qū)域自動站數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與評估一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

常規(guī)氣象觀測數(shù)據(jù)，尤其是空間密度較高的區(qū)域自動站觀測數(shù)據(jù)，是制作天氣預報和氣候預測的基礎資料，其正確與否直接影響著天氣預報和氣候預測的質(zhì)量［1－3］。近年來，國內(nèi)外針對自動站觀測資料質(zhì)量控制已作了大量研究，為自動站質(zhì)量控制的業(yè)務應用奠定了良好的基礎［4－8］。氣象資料業(yè)務系統(tǒng)（簡稱MDOS）就是在此基礎上研發(fā)的一個集數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控、質(zhì)控信息處理與查詢反饋、基礎信息管理、產(chǎn)品制作與數(shù)據(jù)服務、元數(shù)據(jù)處理于一體的業(yè)務平臺。本研究基于MDOS中區(qū)域自動站小時數(shù)據(jù)的質(zhì)控結果，重點就MDOS正式運行之后廣東省區(qū)域自動站小時數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行分析和評估，希望能夠為天氣應用提供可信性參考，以進一步提高中小尺度天氣系統(tǒng)的預報準確率和預警能力。

1考核區(qū)域自動站數(shù)據(jù)質(zhì)量

1．1考核標準。按數(shù)據(jù)上傳時效考核與否，區(qū)域自動站分為考核站和非考核站。本研究首先利用國家氣象局業(yè)務內(nèi)網(wǎng)的廣東省2015年7月至2018年12月考核區(qū)域自動站資料質(zhì)量，對資料可用率、錯誤率、可疑率、缺測率進行統(tǒng)計分析。考核標準中所使用的質(zhì)控碼是Z文件質(zhì)控碼，Z文件質(zhì)控碼及其描述如表1所示?？捎寐实姆肿訉谝惑w化的質(zhì)控碼為0、3、4的數(shù)據(jù)個數(shù)；錯誤率對應于一體化數(shù)據(jù)質(zhì)控碼2的個數(shù)；可疑率對應于一體化數(shù)據(jù)質(zhì)控碼1的個數(shù)；可用率、錯誤率、可疑率分母均對應于考核要素個數(shù)；缺測率分子由3部分數(shù)據(jù)累加得到：1）考核要素中，質(zhì)控碼為8的個數(shù)；2）考核要素中，質(zhì)控碼為7（無觀測任務）的要素個數(shù)；3）快速質(zhì)控文件未上傳的考核站的考核要素個數(shù)，分母對應于考核要素個數(shù)。1．2考核區(qū)域自動站總體質(zhì)量評價。圖1反映了自MDOS正式運行以來，區(qū)域自動站的各月平均可疑率及錯誤率隨月份的分布情況。由圖1可知，考核區(qū)域站的錯誤率各月份普遍偏低，冬季（12月—次年2月）錯誤率接近于0，而可疑率冬季相對其他季節(jié)偏高，12月為013％。但是與缺測率橫向比較發(fā)現(xiàn)，二者對可用率的影響較小，貢獻最大月份也低于014％，相對而言，其影響可以忽略。圖1考核區(qū)域自動站疑誤率隨月份變化2015年7月至2018年12月廣東省考核區(qū)域自動站月平均可用率、缺測率的分布如圖2所示。由圖2可知，可用率存在明顯的季節(jié)變化趨勢，秋冬季節(jié)較好，數(shù)據(jù)可用率均達到975％以上。4月以后逐漸變差，7—10月是一年中數(shù)據(jù)可用率最差的時段，這與廣東省的汛期（4—10月）基本一致。結合各月平均缺測率隨月份變化曲線可知，考核區(qū)域站可用率隨月份變化的趨勢，與缺測率變化有明顯的對應關系，可用率與缺測率的皮爾遜相關系數(shù)高達－0999，通過了顯著性為1％的顯著性檢驗。導致區(qū)域自動站要素缺測的因素有移動通信故障、數(shù)據(jù)采集處理軟件故障、臺站儀器故障以及質(zhì)控確認缺測4個方面，結合廣東省幾類故障情況，統(tǒng)計同時段區(qū)域站數(shù)據(jù)缺測率可以發(fā)現(xiàn)，通訊故障和數(shù)據(jù)采集處理軟件故障由于其影響范圍廣，是目前影響區(qū)域自動站數(shù)據(jù)缺測率的主要原因，約占所有缺測情況的75％以上。1．3考核區(qū)域自動站要素質(zhì)量分析。區(qū)域自動站按觀測要素個數(shù)可分為4要素站（溫度、雨量、風向、風速）和6要素站（溫度、雨量、風向、風速、氣壓和相對濕度）2種?？己藚^(qū)域站各要素的正確率、錯誤率、可疑率及缺測率統(tǒng)計結果如圖3所示。由圖3可知，經(jīng)過MDOS質(zhì)量控制后的區(qū)域自動站考核要素的錯誤率及可疑率均較低，二者加起來也不到總量的05％，對各要素可用率影響較大的均為缺測率，氣溫、風速和降水的缺測率為2％左右，而氣壓和相對濕度相對較高，氣壓缺測率為50％，相對濕度缺測率為87％?？紤]缺測率對數(shù)據(jù)可用率的影響較大，本研究進一步對各要素缺測率月分布情況進行分析，所得結果如圖4所示。由圖4可以看出，各要素2—5月缺測率普遍較高，4月達到最大值，此后缺測率開始降低，7—9月較低，10月以后缺測率分布又有抬升趨勢。氣溫、風速和降水的缺測趨勢基本一致，對各要素缺測率進行兩兩相關性檢驗，所得結果可以看出各要素缺測率相關性均較好，并且相關性均通過了顯著性為1％的相關性檢驗。

2MDOS質(zhì)量評估系統(tǒng)中區(qū)域自動站數(shù)據(jù)質(zhì)量

2．1各地市省級查詢與臺站反饋情況統(tǒng)計及時反饋率指疑誤信息的“查詢時間”與“反饋時間”之間的間隔未超過24h的數(shù)據(jù)個數(shù)占總下發(fā)疑誤數(shù)據(jù)的比例，它能夠量化反映臺站對疑誤信息的及時處理情況，目前在廣東省作為臺。站對于MDOS疑誤信息反饋的考核標準存在。2016—2018年，廣東省氣象局發(fā)往臺站的總疑誤信息查詢數(shù)為270766條，從反饋時效來看，及時反饋率為9307％、超時反饋率為682％、未反饋率為011％。利用MDOS質(zhì)量評估規(guī)則，分別對全省21個地市反饋及時率進行統(tǒng)計可知，東莞、深圳、中山3市臺站及時反饋率較高，均達到98％以上，而汕頭、河源、茂名、清遠的及時反饋率較低，均低于90％。2．2區(qū)域自動站疑誤信息統(tǒng)計。MDOS平臺質(zhì)量控制結果的疑誤類型分為錯誤、可疑、缺測3類，2016—2018年區(qū)域自動站共產(chǎn)生了978691條疑誤信息，系統(tǒng)判斷或人工判斷為錯誤的數(shù)據(jù)共計80252條，占據(jù)異常數(shù)據(jù)總體的82％；而可疑數(shù)據(jù)較多，占異常數(shù)據(jù)總體的622％；置缺測處理的疑誤信息共有289694條，占所有疑誤信息的296％。區(qū)域自動站數(shù)據(jù)的缺測過多，一是由于觀測設備故障或者通訊異常［9］導致的數(shù)據(jù)缺測；二是由于觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)量控制后被標記為疑誤數(shù)據(jù)，經(jīng)過反饋審核后確認為錯誤數(shù)據(jù)，但無可用數(shù)據(jù)替代，所以當成缺測處理。分析不同要素的疑誤信息條數(shù)的結果（圖略）可知，區(qū)域自動站產(chǎn)生疑誤信息較多的要素分別為氣壓（32％）、濕度（35％）、風（18％），其中，氣壓的疑誤信息較多主要是由于廣東省土地面積大約3／5是坡地和丘陵［10］，受海拔高度影響，氣壓經(jīng)常會提示未通過內(nèi)部一致性檢查等疑誤信息；風要素疑誤信息共181681條，極大風速、最大風速出現(xiàn)時間不在觀測時間范圍內(nèi)，存在較多錯誤。2．3區(qū)域自動站疑誤信息質(zhì)控方法統(tǒng)計。由2016—2018年廣東省區(qū)域自動站產(chǎn)生的所有疑誤信息所采用的質(zhì)控方法（圖略）可以看出，區(qū)域自動站數(shù)據(jù)的978691條疑誤信息，主要由于數(shù)據(jù)未通過內(nèi)部一致性檢查及人工檢查得到，二者共占了所有疑誤信息引起原因的637％，快速質(zhì)控（154％）、范圍值檢查（81％）及包含多重檢查在內(nèi)的其他檢查（58％）也是發(fā)現(xiàn)疑誤信息的主要檢查方法；而未通過界限值檢查、持續(xù)性檢查、時變檢查、空間一致性檢查的疑誤信息共有67627條，占所有疑誤信息引起原因的69％。自MDOS在廣東省正式運行以來，區(qū)域站數(shù)據(jù)可疑率和錯誤率均較低，對數(shù)據(jù)可用性影響較小，各考核要素可用率主要受缺測率影響。而區(qū)域站各考核要素缺測率相關性較好，致使區(qū)域站數(shù)據(jù)缺測的的主要原因是通信故障和數(shù)據(jù)采集軟件故障。為了降低區(qū)域站數(shù)據(jù)缺測率，2018年下半年開始廣東省對新增區(qū)域站采集傳輸軟件進行了全面升級改造，2019年開始區(qū)域自動站通信系統(tǒng)也逐步進行升級，相信這些舉措都能有效改善區(qū)域自動站數(shù)據(jù)質(zhì)量。

作者:侯靈 楊玉紅 陳曉慶 單位:廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心