陳 敏，韓 玲，王雅萍

（甘肅省氣象信息與技術(shù)裝備保障中心，甘肅 蘭州 730000）

高空探測是氣象基礎(chǔ)業(yè)務(wù)之一,探測數(shù)據(jù)主要用于天氣預(yù)報、氣候分析、科學研究和國際交換等。近年來，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時質(zhì)控，緩解各類數(shù)據(jù)報表文件的審核壓力，全國氣象部門采用氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）操作平臺（V2.2 版本）實現(xiàn)了對國家地面氣象觀測站、區(qū)域站、高空站、酸雨站、輻射站和土壤水分站等觀測站網(wǎng)的自動化質(zhì)量控制。依據(jù)質(zhì)控方案，MDOS 自動質(zhì)量控制模塊從參數(shù)核查，閾值檢查，時間一致性、空間一致性和內(nèi)部一致性檢查等方面對可疑或錯誤數(shù)據(jù)顯示自動質(zhì)控疑誤信息，審核員根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)定處理疑誤數(shù)據(jù)[1，2]。經(jīng)過數(shù)次升級，MDOS 自動質(zhì)控模塊不斷改善，尤其對地面數(shù)據(jù)勘誤準確率顯著提高，但對于高空站等其他類型數(shù)據(jù)，從質(zhì)控方案和效果評估上都需要完善[3]。

2020 年1 月起，甘肅省正式開展MDOS 操作平臺對高空站數(shù)據(jù)自動質(zhì)控的業(yè)務(wù)化運行，并與原人機交互審核流程雙軌并行。目前，全省9 個探空臺站的探空原始數(shù)據(jù)文件通過甘肅省氣象信息與技術(shù)保障中心數(shù)據(jù)質(zhì)量控制室指定的服務(wù)器每日10點半前將前日19 時與當日07 時S 文件上傳，由省級高空探測審核員提取至L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件進行審核。通過對比傳統(tǒng)原審核流程中人工挑取的可疑數(shù)據(jù)[4-6]與氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）操作平臺自動質(zhì)控的疑誤信息，總結(jié)二者不一致情況，為高空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制模塊后續(xù)升級提供參考依據(jù)。

1 臺站參數(shù)與地面基值測定及瞬間要素值的判定

對探空數(shù)據(jù)審核時，應(yīng)首先對施放時間、探空儀型號、臺站名、海拔高度、經(jīng)度、緯度、儀器號碼及基值測定、瞬間要素值進行校對判定，目前MDOS操作平臺無法判別這些要素是否有疑誤。從2020年6 月1 日起，探空臺站原使用的探空儀GTS1-2、GTS1、GTS1-1 型正式用改進型探空儀（GTS11 南京大橋廠、GTS12 上海長望無線電23 廠、GTS13 太原無線電廠）替換，同時改進型探空儀的基值測定合格標準也有了變化，見表1。

表1 基值測定合格標準

其中，GTS13 改進型探空儀不需要調(diào)入探空儀參數(shù)文件，故高空氣象探測記錄表中GTS13 探空儀參數(shù)顯示區(qū)域為空白。另外，基值測定、瞬間觀測使用了地面自動站觀測數(shù)據(jù)，基測氣壓值使用基測箱數(shù)據(jù)，因此降低了人工讀取數(shù)據(jù)造成的疑誤；而當數(shù)據(jù)誤差較大時，還應(yīng)核查對應(yīng)地面自動站數(shù)據(jù)，對疑誤信息反饋臺站進行更改上傳。但MDOS 操作平臺對基值測定、施放瞬間觀測數(shù)據(jù)誤差不明顯時未進行質(zhì)疑，疑誤數(shù)據(jù)較明顯時的質(zhì)疑對原審核流程會有幫助，如下例子所示：

（1）56080 合作探空站，經(jīng)人工審核2020 年10月15 日19 時地面瞬間要素漏輸風向、風速，經(jīng)核查地面自動站風向360 度、風速為3m/s，而MDOS默認風向為0 度、風速為0.1m/s，疑誤信息如圖1所示。

圖1 56080 合作探空站MDOS 質(zhì)控疑誤信息

（2）53915 崆峒探空站，經(jīng)查2021 年5 月3 日19 時地面風向357 度，誤輸入367 度，MDOS 在只有超出數(shù)值范圍才可以質(zhì)疑出疑誤信息，如圖2 所示。

圖2 53915 崆峒探空站MDOS 質(zhì)控疑誤信息

（3）如果溫度、濕度、能見度有漏輸或錯輸、云量與云狀矛盾的情況，MDOS 無法自動質(zhì)控，只能通過人工審核發(fā)現(xiàn)。

2 探空部分

主要針對探空氣壓、溫度、濕度飛點的判定，如53915 崆峒探空站，經(jīng)查2020 年12 月30 日07 時探空記錄：探空36 分23 秒溫度飛點未刪除，影響到第二對流層頂?shù)倪x取；35 分46 秒～38 分57秒濕度跳變未刪除，影響到濕度記錄。在刪除飛點后，對流層頂選取正確，如圖3 所示，見表1、表2。MDOS 操作平臺只顯示出對流層頂溫度異常，如圖4 所示。

表1 53915 崆峒探空站探空對流層頂選取錯誤示意

表2 53915 崆峒探空站探空對流層頂選取訂正

圖3 53915 崆峒探空站探空飛點記錄

圖4 53915 崆峒探空站MDOS 探空疑誤信息

3 測風部分

主要針對傳統(tǒng)審核流程與MDOS 操作平臺自動質(zhì)控信息在仰角、方位、斜距、風向、風速的判定進行對比分析。

（1）參與量得風層風向、風速計算的球坐標仰角、方位角、斜距計算分鐘數(shù)據(jù)（經(jīng)過質(zhì)量控制的）分別是該整分鐘及其上下2S 的仰角或方位角或斜距之和的平均值，故秒數(shù)據(jù)的跳變會影響到仰角、方位角、斜距的數(shù)據(jù)，從而影響到量得風層的計算值，有些變化較大的數(shù)據(jù)需要刪除只能人工干預(yù)；MDOS 操作平臺只是提出可疑，但不能刪除，故與L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下對數(shù)據(jù)的處理有差異。

（2）測風出現(xiàn)旁瓣抓球時仰角、方位角、斜距數(shù)值變化規(guī)律：MDOS 操作平臺無法判定，只能在L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下人工判別提出質(zhì)疑,例如，53915 崆峒探空站2021 年4 月4 日19 時旁瓣抓球?qū)е聰?shù)據(jù)有誤，在L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件中，分鐘仰角、方位變化規(guī)律，而從每秒球坐標數(shù)據(jù)查詢中人工判別20min 以后仰角、方位秒數(shù)據(jù)異常；MDOS 操作平臺質(zhì)疑信息只顯示為風特性層缺測，如圖5，6 所示。

圖5 53915 崆峒探空站旁瓣抓球L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件示意

圖6 53915 崆峒探空站旁瓣抓球MDOS 操作平臺質(zhì)疑信息

（3）因量得風層的計算采用分鐘仰角、方位角、斜距的數(shù)據(jù)，MDOS 操作平臺僅質(zhì)疑秒數(shù)據(jù)，對分鐘數(shù)據(jù)無法質(zhì)控出來，因此對探測資料的準確性不能保障；但L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下可采用探空高度代替斜距的方法將錯誤的分鐘斜距數(shù)據(jù)更改。

（4）如遇有近地面層高空風失測，經(jīng)緯儀補放小球的觀測數(shù)據(jù)MDOS 也不能質(zhì)疑疑誤信息。

4 探空、測風終止層判定

MDOS 操作平臺僅能顯示仰角、方位角、斜距的秒數(shù)據(jù)變化，特別是高空溫度、氣壓、濕度秒數(shù)據(jù)有跳變時對終止層的判斷提出質(zhì)疑，造成疑誤的質(zhì)控信息較多，因此在L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件下的探空數(shù)據(jù)查詢和每秒球坐標數(shù)據(jù)查詢中才能夠準確判定終止層時間。

5 文件的制作

（1）G 文件的制作（月數(shù)據(jù)文件）。應(yīng)中國氣象局網(wǎng)絡(luò)司要求，高空G 文件應(yīng)在氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）操作平臺制作完成,但MDOS 系統(tǒng)生成的G文件格式存在以下錯誤信息：例如對于52983 榆中探空站，出現(xiàn)段指示項長度錯誤情況，人工修改后L波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件G 文件制作質(zhì)控時信息顯示文件格式檢查無誤，錯誤信息如圖7所示。

圖7 MDOS 制作G 文件格式錯誤信息

鑒于高空G 文件的格式檢查與質(zhì)量控制無法在MDOS 上實現(xiàn)，以及臺站端也無法將更正信息反饋至MDOS 操作平臺，目前月數(shù)據(jù)文件仍然在L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件中制作。

（2）報表文件的制作。報表文件即規(guī)定等壓面層、規(guī)定高度層報表，溫度、濕度特性層報表，風向、風速特性層報表，及月氣候報表。因MDOS 操作平臺制作的月數(shù)據(jù)文件存在上述錯誤信息，將影響到報表文件制作，為了按規(guī)定時效上報，目前通過L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件制作報表文件。

6 小結(jié)

綜上所述，通過對比兩種質(zhì)量控制流程在參數(shù)核查、探空及測風各要素疑誤判斷、終止層判定和報表文件制作等方面的差異，評估了MDOS 系統(tǒng)對探空數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制效果。為按照業(yè)務(wù)規(guī)定時間將高空探測資料正確無誤地上傳至國家氣象信息中心，目前高空探測數(shù)據(jù)處理以L 波段高空氣象探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件為主，MDOS 操作平臺作為參考進行質(zhì)量控制。文章的對比分析可為后續(xù)MDOS 質(zhì)量控制模塊、文件制作模塊升級完善及業(yè)務(wù)審核人員提供參考依據(jù)。