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2019—2021年南京市区域站气压资料质量评估与分析

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2024年4月17日发(作者:泉朝)

资源与环境科学现代农业科技2023年第16期

2019—2021年南京市区域站气压资料质量评估与分析

杜雅菡张军

(南京市气象探测中心,江苏南京210044)

摘要利用南京市2019—2021年45个区域自动站气压资料,结合气候学界限值检查、气候极值检查、内部

一致性检查和时间一致性检查4种质量控制方法和对缺测数据的统计,对气压数据的质量进行了初步分析。结

果表明:45个区域站均通过气候学界限值检查及内部一致性检查,综合其他两种质量控制方法、数据完整性及

M3559、M6725、M6728、M6732、M6733、M6737、M6738、M6777、M6789、M6791、M6795)的气压数据质量较好,数据

关键词南京市区域站;气压资料;质量控制;缺测数据;2019—2021年

P467文献标识码A

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

控制的区域自动气象站资料质量较好,能更精细地反

映区域气候特征;年飞翔等

[9]

使用质控后的数据与统

计值对比,发现一致性均为100%,为今后的数据应用

提供了质量保障。以往的研究主要针对全国或各个

省份气象全要素进行分析,对于地级市和单一要素的

全面分析较为匮乏。本文利用2019—2021年南京市

市区逐小时气压数据进行数据质量评估,有利于提高

南京市区域自动站数据可用性及准确性。

可疑站点排名统计后发现,其中19个区域站(M3527、M3528、M3529、M3548、M3550、M3553、M3554、M3555、

缺测率低,对可疑及错误数据及时反馈和修改有利于提升数据的质量,并能为区域站的维护提供依据。

中图分类号

文章编号1007-5739(2023)16-0172-04

DOI:10.3969/.1007-5739.2023.16.043

气象工作的基础是观测。地面气象观测是气象

观测的重要组成部分,是对地球表面一定范围内的气

象状况和变化过程进行系统、连续的观测,为天气预

报、气候分析及科学研究等提供了重要依据

[1]

。区域

自动气象站可以为气象科研人员提供分辨率较高的

观测资料,尤其是对中小尺度天气系统和灾害性天气

有较强的监测能力,可以帮助气象人员提高预报的准

确性

[2]

。同时,由于地面区域自动站易受复杂下垫面、

恶劣测站环境以及密集且不均匀的自身分布的影响,

使得观测资料质量较差

[3]

世界气象组织对自动站质量控制过程提供了指

导意见,同时指出应将资料分为原始数据和处理后的

数据两部分进行质量控制

[4]

。任芝花等

[5]

研究了一套

台站、省级、国家级三级质量控制系统并运用到实际

业务操作中,自动站实时观测数据质量有了明显提

高;闵锦忠等

[6]

运用7种质量控制方法对2600个区

域站的资料进行质量分析后发现,气温和气压资料的

质量最好,相对湿度次之,国家站的资料质量远高于

区域自动站,将错误资料和可疑站点信息及时上报可

有效提高资料质量;鞠晓慧等

[7]

通过研究自动站气压

特点,制定了完整的质量控制方法,适用性高,提升了

数据质量和质量控制效率;吴薇等

[8]

指出,经过质量

第一作者杜雅菡(1992—),女,硕士,助理工程师。研究方

向:气候动力学与气象探测。E-mail:****************

收稿日期2022-11-29

172

1

1.1

资料与方法

资料来源

本文选取江苏省南京市市区作为研究区域,为确

保数据的连续性,最终选择研究区域内45个区域站点

作为研究对象。选用的资料为2019年1月1日0:00

至2021年12月31日23:00的逐小时区域自动站的

本站气压资料。图1为45个区域站站点的分布图。

1.2研究方法

本文共采用了气候学界限值检查、气候极值检

查、内部一致性检查和时间一致性检查4种质量控制

方法对气压资料进行质量分析。其中,气候学界限值

检查和气候极值检查均为阈值检查,内部一致性检查

为逻辑性检查,时间一致性检查分为连续时次相同和

1h变率的检查,并人为设置了判据的最小值。

2结果与分析

缺测统计2.1

从表1可以看出,45个站点中19个站点出现了

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杜雅菡等:2019—2021年南京市区域站气压资料质量评估与分析

N32.3°

32.2°N

32.1°N

32.0°N

31.9°N

EEEEEE

E

.

7

°

.

8

°

.

9

°

.

0

°

.

1

°

.

2

°

.

6

°

888999

8

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

年无缺测数据,2021年缺测率又回升至15.6%。造成

这一现象的原因可能是设备老化、接线口松动、某些

站不观测冬季的气象要素,导致站点上传数据个数变

化大,数据的上传率无法得到保障。

2.2

2.2.1

质量控制结果

气候学界限值检查

气候学界限值是指从气候学角度出发不可能出

现的要素值

[10]

。依据《地面气象观测记录质量控制标

准》,我国不同地势高度气压的气候学界限值范围为

数据。本文中45个区域站气压数据全部通过气候学

界限值检查。

单位:%

缺测率

0

0

0

0.004

0

0

4.380

1.753

0

站号

M6791

M6792

M6793

M6795

M6796

M6797

M6798

M6799

M6800

缺测率

0

0.011

0

0.057

0

0

0

0

0.042

2019年的数据缺测率最高,达到了26.7%,2020年全

图1南京市市区45个区域自动站站点分布

缺测数据,缺测率达到42.2%,其中M6788在单站缺

测中缺测数量最多,缺测率为4.38%。分析2019—

2021年这3年45个区域站气压数据缺测率发现,

表1

站号

M3523

M3525

M3526

M3527

M3528

M3529

M3542

M3544

M3545

缺测率

0

0.046

0.034

0

0

0

0.010

0

0.194

站号

M3546

M3548

M3550

M3551

M3552

M3553

M3554

M3555

M3556

缺测率

0.106

0.015

0.004

0.015

0.023

0

0

0

0

站号

M3559

M3560

M6725

M6728

M6730

M6731

M6732

M6733

M6737

400~1080hPa,超过界限值的气压数据则认定为错误

2019—2021年南京市45个区域站气压数据缺测率

缺测率

0.042

0

0

0

0.027

0

0

0.046

0.103

站号

M6738

M6777

M6778

M6779

M6780

M6785

M6788

M6789

M6790

2.2.2台站各月历史极值检查

气候极值表示某固定站点的气象要素在历史上

压极大值或极小值的时次为608个时次,M6731有45个

时次超过历史极值,可疑率为0.171%(表3),是45个

区域站中可疑率最高的站点。超过极值的数据主要

集中在3月、7月、8月、10月、11月、12月,其中10月

超过历史极值的时次最多,为492个。2019年超过极

值的数据占比为1.5%,2020年超过极值的数据占比

为7.4%,2021年超过极值的数据占比为91.1%。

单位:hPa

极大气压

1014.0

1013.6

1025.3

1031.6

1041.8

1044.2

极小气压

982.7

975.0

989.4

998.5

1001.1

1003.8

出现的最大值或最小值。选取南京国家基准站1951—

份的历史极值作为阈值,超出阈值的观测记录则视为

可疑资料。通过统计不同月份气压数据的气候极值

(表2)发现,2019—2021年45个区域站超过历史气

表2

月份

1

2

3

4

5

6

极大气压

1045.7

1043.4

1038.4

1034.5

1024.6

1018.9

2018年共67年的历史气压观测资料,统计出不同月

南京市气压数据不同月份的气压极值

极小气压

1002.6

989.6

992.2

990.5

988.6

985.8

月份

7

8

9

10

11

12

2.2.3内部一致性检查

内部一致性检查分为两个部分,一是本站气压与

压,则也判断为可疑数据。经过统计,45个区域站均

通过内部一致性检查,未出现可疑数据。

2.2.4时间一致性检查

时间一致性的检查是根据气象要素随时间变化

的连续性,将被检数据与邻近时次数据进行比较,包

括气压连续时次相同的检查和1h变率的检查。若从

173

海平面气压比较,若不满足当台站海拔高度≥0时海平

面气压≥本站气压的条件,则视为可疑数据;二是小时

整点气压与小时内最高及最低气压的比较,若不满足

最高气压大于最低气压,最高气压≥整点气压≥最低气

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表3南京市45个区域站气压数据气候极值检查未通过率

可疑率

0.065

0.072

0.068

0.065

0

0.068

0.011

0.019

0.068

站号

M3559

M3560

M6725

M6728

M6730

M6731

M6732

M6733

M6737

可疑率

0.068

0.076

0.004

0.068

0.068

0.171

0

0

0.068

站号

M6738

M6777

M6778

M6779

M6780

M6785

M6788

M6789

M6790

可疑率

0.065

0.011

0.080

0.046

0.087

0.057

0

0.011

0.065

2023年第16期

单位:%

站号

M3523

M3525

M3526

M3527

M3528

M3529

M3542

M3544

M3545

可疑率

0

0.011

0.065

0.023

0.019

0.034

0.065

0.065

0.068

站号

M3546

M3548

M3550

M3551

M3552

M3553

M3554

M3555

M3556

站号

M6791

M6792

M6793

M6795

M6796

M6797

M6798

M6799

M6800

可疑率

0.004

0.072

0.080

0.068

0.144

0.087

0.034

0.023

0.072

当前时次开始,向前连续3个时次气压数据相等则视

为可疑数据;若相邻2个时次的气压差值(后一时次

气压值减去前一时次气压值)超过3倍标准差,视为

可疑数据;差值超过4倍标准差则判定为错误数据。

由表4可见,M3523基于气压连续时次相同的检查数

据可疑率最高(0.555%),M6780的可疑率最低

(0.224%)。造成气压数据连续多个时次相同的原因

有很多,例如气压传感器通气嘴是否有污染或被异物

表4

站号

M3523

M3525

M3526

M3527

M3528

M3529

M3542

M3544

M3545

可疑率

0.555

0.464

0.365

0.289

0.331

0.338

0.426

0.392

0.384

站号

M3546

M3548

M3550

M3551

M3552

M3553

M3554

M3555

M3556

表5

站号可疑率错误率

0.019M35230.992

0.029M35251.680

0.024M35261.102

0.021M35271.053

0.016M35281.144

0.021M35291.137

0.015M35421.152

0.019M35441.201

0.020M35451.095

堵塞;接插电缆时接口是否有松动;数据采集本身没

有问题,连续多时次相同确实是气压数据的真实反

映,对于具体的原因还需要进一步排查才能得知。

由表5可知,45个区域站均存在可疑和错误数

据,其中M3525可疑率最高(1.680%),M6793可疑率

最低(0.772%);M6792错误率最高(0.052%),M3542

错误率最低(0.015%)。此外,仪器故障或数据传输等

问题的发生均会造成数据可用率的波动。

单位:%

可疑率

0.327

0.463

0.441

0.441

0.365

0.369

0.399

0.517

0.479

单位:%

站号可疑率错误率

0.016M67911.129

0.052M67921.106

0.019M67930.772

0.019M67951.080

0.019M67961.053

0.023M67971.091

0.023M67981.045

0.018M67991.095

0.019M68001.167

南京市45个区域站气压数据连续时次相同检查未通过率

可疑率

0.395

0.426

0.456

0.456

0.464

0.426

0.289

0.357

0.331

站号

M3559

M3560

M6725

M6728

M6730

M6731

M6732

M6733

M6737

可疑率

0.376

0.354

0.461

0.460

0.395

0.403

0.338

0.297

0.376

站号

M6738

M6777

M6778

M6779

M6780

M6785

M6788

M6789

M6790

可疑率

0.407

0.388

0.338

0.513

0.224

0.532

0.373

0.392

0.487

站号

M6791

M6792

M6793

M6795

M6796

M6797

M6798

M6799

M6800

南京市45个区域站气压数据1h气压变率检查未通过率

站号可疑率错误率

0.021M35591.114

0.016M35601.194

0.017M67251.061

0.019M67281.064

0.024M67301.083

0.019M67310.966

0.020M67321.106

0.022M67331.030

0.018M67371.106

站号可疑率错误率

0.021M67381.064

0.020M67771.023

0.025M67781.102

0.018M67791.190

0.021M67801.152

0.022M67851.045

0.017M67881.019

0.016M67891.137

0.025M67901.141

站号可疑率错误率

0.021M35461.209

0.021M35481.148

0.022M35501.064

0.024M35511.026

0.020M35521.038

0.022M35531.087

0.021M35540.962

0.022M35551.095

0.021M35561.198

2.2.5可疑站点统计

为了更好地对气压数据进行质量评估,统计出可

疑误数据进行订正,以提高数据资料的可用率。

3结论

本文针对南京市区45个区域站利用多种质量控

疑和错误数据最多的前10个站点。由表6可知,

及1h变率检查中均被标记为可疑站点,标记为可疑

仪器出现故障等。应及时反馈各测站出现的错误数

据及可疑站点信息,便于维修人员及时维护,同时对

174

M6792和M6800在气候极值检查、连续时次相同检查

制方法,分析了区域站气压资料的质量情况,结论如下。

制方法,本文使用的区域自动站气压资料质量控制方

法为气候学界限值检查、气候极值检查、时间一致性

检查及内部一致性检查。

1)根据不同气象要素的特性运用不同的质量控

站点的原因可能是设备老化、数据传输出现问题或者

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站号

M6731

M6796

M6780

M6797

M6778

M6793

M3560

M6792

M3545

M6800

表6

超气候极值

可疑数据总数

45

38

23

23

21

21

20

19

19

19

南京市45个区域站气压数据可疑及错误总数最多的前10个站点

站号

M3523

M6785

M6799

M6779

M6790

M6800

M3525

M3552

M6792

M6725

连续时次相同

可疑数据总数

146

140

136

135

128

126

122

122

122

121

站号

M3525

M3546

M3544

M3556

M3560

M6779

M6800

M6780

M3542

M3548

超3倍标准差

可疑数据总数

442

318

316

315

314

313

307

303

303

302

站号

M6792

M3525

M6790

M6778

M3526

M3551

M6730

M6798

M6797

M6785

单位:个

超4倍标准差

错误数据总数

136

77

67

65

64

62

62

61

60

58

及内部一致性检查。气候极值检查中,M3523、M3552、

M6732、M6733、M6788共5个站点未出现可疑数据;

时间一致性检查中,M6780、M6793、M3542共3个站

点的数据可疑率和错误率最低;综合数据完整性及可

疑站点排名后统计发现,19个区域站(M3527、M3528、

M6725、M6728、M6732、M6733、M6737、M6738、M6777、

3)提高数据的完整性,减少缺测,及时反馈错误

M3529、M3548、M3550、M3553、M3554、M3555、M3559、

2)南京市45个区域站均通过气候学界限值检查

障及解决方法分析[J].农业技术与装备,2021(3):122.

[3]陶士伟,仲跻芹,徐枝芳,等.地面自动站资料质量控制方

案及应用[J].高原气象,2009,28(5):1202-1209.

[4]ESTÉVEZJ,GAVILÁNP,GIRÁineson

validationproceduresformeteorologicaldatafromautomatic

144-154.

weatherstations[J].JournalofHydrology,2011,402(1/2),

[5]任芝花,张志富,孙超,等.全国自动气象站实时观测资料

1277.

三级质量控制系统研制[J].气象,2015,41(10):1268-

M6789、M6791、M6795)的气压数据质量较好。

[6]闵锦忠,王晨珏,贾瑞怡.苏皖地面自动站资料的质量控

制及结果分析[J].大气科学学报,2018,41(5):637-646.

研究[J].安徽农业科学,2010,38(27):15130-15133.

评估[J].气象与环境科学,2021,44(1):104-111.

[7]鞠晓慧,任芝花,张强.自动站小时气压的质量控制方法

[8]吴薇,郭旭,尹娟,等.四川省区域自动气象站资料的质量

[9]年飞翔,王丹丹,金津,等.2008—2018年天津市区域自动

2021,48(1):85-89.

数据,对数据质量的提升和区域站的维护都有很大帮

助。本文通过多种质量控制方法,基本能检查出可疑

及错误数据,今后应结合地势特点对南京市市区进行分

区讨论,研究其时空分布特征,利用空间一致性检查

等其他质量控制方法对数据质量做进一步评估分析。

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,

[2]谭光平,胡祖权,苏庆红,等.2020年来宾市区域气象站故

2003.

气象站观测资料统计产品研发与评估[J].天津科技,

[10]任芝花,赵平,张强,等.适用于全国自动站小时降水资

料的质量控制方法[J].气象,2010,36(7):123-132.

(上接第157页)

(12):60-62.

[39]何文彪,黄小兵,汪艳霞,等.有机肥对山地茶园土壤及

(11):71-73.

茶叶产量与品质的影响[J].贵州农业科学,2015,43

[40]堵燕钰,罗漪涟,殷雪琰,等.鸡粪中抗生素在茶园土壤

中的降解转化及其对茶叶质量安全的影响[J].农业科技

通讯,2020(4):78-80.

[41]陈丙彤,关海滨,张越,等.抗生素菌渣无害化处理技术

综合探究[J].现代化工,2023,43(1):31-36.

(上接第171页)

[2]崔锦,周晓珊,张爱忠,等.天气学检验在东北区域数值模

25(4):17-21.

式秋冬季降水预报中的应用[J].气象与环境学报,2009,

[4]周晓珊,崔锦,王连仲,等.东北冷涡数值预报系统建立与

业务应用[J].气象与环境学报,2012,28(5):1-7.

[5]齐铎,张天华,王承伟,等.东北夏季天气分型及EC降水

预报空间检验[J].气象与环境学报,2020,36(3):17-25.

[6]朱灵芝,钱学成,王璐,等.2022年6月12—13日江西中

2022,45(4):253-263.

[3]刘松涛,高梦竹,王承伟,等.黑龙江省2020—2022年汛

(4):1-5.

期多模式降水预报检验评估[J].黑龙江气象,2022,39

南部暴雨成因与预报误差分析[J].气象与减灾研究,

175

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2024年4月17日发(作者:泉朝)

资源与环境科学现代农业科技2023年第16期

2019—2021年南京市区域站气压资料质量评估与分析

杜雅菡张军

(南京市气象探测中心,江苏南京210044)

摘要利用南京市2019—2021年45个区域自动站气压资料,结合气候学界限值检查、气候极值检查、内部

一致性检查和时间一致性检查4种质量控制方法和对缺测数据的统计,对气压数据的质量进行了初步分析。结

果表明:45个区域站均通过气候学界限值检查及内部一致性检查,综合其他两种质量控制方法、数据完整性及

M3559、M6725、M6728、M6732、M6733、M6737、M6738、M6777、M6789、M6791、M6795)的气压数据质量较好,数据

关键词南京市区域站;气压资料;质量控制;缺测数据;2019—2021年

P467文献标识码A

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

控制的区域自动气象站资料质量较好,能更精细地反

映区域气候特征;年飞翔等

[9]

使用质控后的数据与统

计值对比,发现一致性均为100%,为今后的数据应用

提供了质量保障。以往的研究主要针对全国或各个

省份气象全要素进行分析,对于地级市和单一要素的

全面分析较为匮乏。本文利用2019—2021年南京市

市区逐小时气压数据进行数据质量评估,有利于提高

南京市区域自动站数据可用性及准确性。

可疑站点排名统计后发现,其中19个区域站(M3527、M3528、M3529、M3548、M3550、M3553、M3554、M3555、

缺测率低,对可疑及错误数据及时反馈和修改有利于提升数据的质量,并能为区域站的维护提供依据。

中图分类号

文章编号1007-5739(2023)16-0172-04

DOI:10.3969/.1007-5739.2023.16.043

气象工作的基础是观测。地面气象观测是气象

观测的重要组成部分,是对地球表面一定范围内的气

象状况和变化过程进行系统、连续的观测,为天气预

报、气候分析及科学研究等提供了重要依据

[1]

。区域

自动气象站可以为气象科研人员提供分辨率较高的

观测资料,尤其是对中小尺度天气系统和灾害性天气

有较强的监测能力,可以帮助气象人员提高预报的准

确性

[2]

。同时,由于地面区域自动站易受复杂下垫面、

恶劣测站环境以及密集且不均匀的自身分布的影响,

使得观测资料质量较差

[3]

世界气象组织对自动站质量控制过程提供了指

导意见,同时指出应将资料分为原始数据和处理后的

数据两部分进行质量控制

[4]

。任芝花等

[5]

研究了一套

台站、省级、国家级三级质量控制系统并运用到实际

业务操作中,自动站实时观测数据质量有了明显提

高;闵锦忠等

[6]

运用7种质量控制方法对2600个区

域站的资料进行质量分析后发现,气温和气压资料的

质量最好,相对湿度次之,国家站的资料质量远高于

区域自动站,将错误资料和可疑站点信息及时上报可

有效提高资料质量;鞠晓慧等

[7]

通过研究自动站气压

特点,制定了完整的质量控制方法,适用性高,提升了

数据质量和质量控制效率;吴薇等

[8]

指出,经过质量

第一作者杜雅菡(1992—),女,硕士,助理工程师。研究方

向:气候动力学与气象探测。E-mail:****************

收稿日期2022-11-29

172

1

1.1

资料与方法

资料来源

本文选取江苏省南京市市区作为研究区域,为确

保数据的连续性,最终选择研究区域内45个区域站点

作为研究对象。选用的资料为2019年1月1日0:00

至2021年12月31日23:00的逐小时区域自动站的

本站气压资料。图1为45个区域站站点的分布图。

1.2研究方法

本文共采用了气候学界限值检查、气候极值检

查、内部一致性检查和时间一致性检查4种质量控制

方法对气压资料进行质量分析。其中,气候学界限值

检查和气候极值检查均为阈值检查,内部一致性检查

为逻辑性检查,时间一致性检查分为连续时次相同和

1h变率的检查,并人为设置了判据的最小值。

2结果与分析

缺测统计2.1

从表1可以看出,45个站点中19个站点出现了

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杜雅菡等:2019—2021年南京市区域站气压资料质量评估与分析

N32.3°

32.2°N

32.1°N

32.0°N

31.9°N

EEEEEE

E

.

7

°

.

8

°

.

9

°

.

0

°

.

1

°

.

2

°

.

6

°

888999

8

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

年无缺测数据,2021年缺测率又回升至15.6%。造成

这一现象的原因可能是设备老化、接线口松动、某些

站不观测冬季的气象要素,导致站点上传数据个数变

化大,数据的上传率无法得到保障。

2.2

2.2.1

质量控制结果

气候学界限值检查

气候学界限值是指从气候学角度出发不可能出

现的要素值

[10]

。依据《地面气象观测记录质量控制标

准》,我国不同地势高度气压的气候学界限值范围为

数据。本文中45个区域站气压数据全部通过气候学

界限值检查。

单位:%

缺测率

0

0

0

0.004

0

0

4.380

1.753

0

站号

M6791

M6792

M6793

M6795

M6796

M6797

M6798

M6799

M6800

缺测率

0

0.011

0

0.057

0

0

0

0

0.042

2019年的数据缺测率最高,达到了26.7%,2020年全

图1南京市市区45个区域自动站站点分布

缺测数据,缺测率达到42.2%,其中M6788在单站缺

测中缺测数量最多,缺测率为4.38%。分析2019—

2021年这3年45个区域站气压数据缺测率发现,

表1

站号

M3523

M3525

M3526

M3527

M3528

M3529

M3542

M3544

M3545

缺测率

0

0.046

0.034

0

0

0

0.010

0

0.194

站号

M3546

M3548

M3550

M3551

M3552

M3553

M3554

M3555

M3556

缺测率

0.106

0.015

0.004

0.015

0.023

0

0

0

0

站号

M3559

M3560

M6725

M6728

M6730

M6731

M6732

M6733

M6737

400~1080hPa,超过界限值的气压数据则认定为错误

2019—2021年南京市45个区域站气压数据缺测率

缺测率

0.042

0

0

0

0.027

0

0

0.046

0.103

站号

M6738

M6777

M6778

M6779

M6780

M6785

M6788

M6789

M6790

2.2.2台站各月历史极值检查

气候极值表示某固定站点的气象要素在历史上

压极大值或极小值的时次为608个时次,M6731有45个

时次超过历史极值,可疑率为0.171%(表3),是45个

区域站中可疑率最高的站点。超过极值的数据主要

集中在3月、7月、8月、10月、11月、12月,其中10月

超过历史极值的时次最多,为492个。2019年超过极

值的数据占比为1.5%,2020年超过极值的数据占比

为7.4%,2021年超过极值的数据占比为91.1%。

单位:hPa

极大气压

1014.0

1013.6

1025.3

1031.6

1041.8

1044.2

极小气压

982.7

975.0

989.4

998.5

1001.1

1003.8

出现的最大值或最小值。选取南京国家基准站1951—

份的历史极值作为阈值,超出阈值的观测记录则视为

可疑资料。通过统计不同月份气压数据的气候极值

(表2)发现,2019—2021年45个区域站超过历史气

表2

月份

1

2

3

4

5

6

极大气压

1045.7

1043.4

1038.4

1034.5

1024.6

1018.9

2018年共67年的历史气压观测资料,统计出不同月

南京市气压数据不同月份的气压极值

极小气压

1002.6

989.6

992.2

990.5

988.6

985.8

月份

7

8

9

10

11

12

2.2.3内部一致性检查

内部一致性检查分为两个部分,一是本站气压与

压,则也判断为可疑数据。经过统计,45个区域站均

通过内部一致性检查,未出现可疑数据。

2.2.4时间一致性检查

时间一致性的检查是根据气象要素随时间变化

的连续性,将被检数据与邻近时次数据进行比较,包

括气压连续时次相同的检查和1h变率的检查。若从

173

海平面气压比较,若不满足当台站海拔高度≥0时海平

面气压≥本站气压的条件,则视为可疑数据;二是小时

整点气压与小时内最高及最低气压的比较,若不满足

最高气压大于最低气压,最高气压≥整点气压≥最低气

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资源与环境科学现代农业科技

表3南京市45个区域站气压数据气候极值检查未通过率

可疑率

0.065

0.072

0.068

0.065

0

0.068

0.011

0.019

0.068

站号

M3559

M3560

M6725

M6728

M6730

M6731

M6732

M6733

M6737

可疑率

0.068

0.076

0.004

0.068

0.068

0.171

0

0

0.068

站号

M6738

M6777

M6778

M6779

M6780

M6785

M6788

M6789

M6790

可疑率

0.065

0.011

0.080

0.046

0.087

0.057

0

0.011

0.065

2023年第16期

单位:%

站号

M3523

M3525

M3526

M3527

M3528

M3529

M3542

M3544

M3545

可疑率

0

0.011

0.065

0.023

0.019

0.034

0.065

0.065

0.068

站号

M3546

M3548

M3550

M3551

M3552

M3553

M3554

M3555

M3556

站号

M6791

M6792

M6793

M6795

M6796

M6797

M6798

M6799

M6800

可疑率

0.004

0.072

0.080

0.068

0.144

0.087

0.034

0.023

0.072

当前时次开始,向前连续3个时次气压数据相等则视

为可疑数据;若相邻2个时次的气压差值(后一时次

气压值减去前一时次气压值)超过3倍标准差,视为

可疑数据;差值超过4倍标准差则判定为错误数据。

由表4可见,M3523基于气压连续时次相同的检查数

据可疑率最高(0.555%),M6780的可疑率最低

(0.224%)。造成气压数据连续多个时次相同的原因

有很多,例如气压传感器通气嘴是否有污染或被异物

表4

站号

M3523

M3525

M3526

M3527

M3528

M3529

M3542

M3544

M3545

可疑率

0.555

0.464

0.365

0.289

0.331

0.338

0.426

0.392

0.384

站号

M3546

M3548

M3550

M3551

M3552

M3553

M3554

M3555

M3556

表5

站号可疑率错误率

0.019M35230.992

0.029M35251.680

0.024M35261.102

0.021M35271.053

0.016M35281.144

0.021M35291.137

0.015M35421.152

0.019M35441.201

0.020M35451.095

堵塞;接插电缆时接口是否有松动;数据采集本身没

有问题,连续多时次相同确实是气压数据的真实反

映,对于具体的原因还需要进一步排查才能得知。

由表5可知,45个区域站均存在可疑和错误数

据,其中M3525可疑率最高(1.680%),M6793可疑率

最低(0.772%);M6792错误率最高(0.052%),M3542

错误率最低(0.015%)。此外,仪器故障或数据传输等

问题的发生均会造成数据可用率的波动。

单位:%

可疑率

0.327

0.463

0.441

0.441

0.365

0.369

0.399

0.517

0.479

单位:%

站号可疑率错误率

0.016M67911.129

0.052M67921.106

0.019M67930.772

0.019M67951.080

0.019M67961.053

0.023M67971.091

0.023M67981.045

0.018M67991.095

0.019M68001.167

南京市45个区域站气压数据连续时次相同检查未通过率

可疑率

0.395

0.426

0.456

0.456

0.464

0.426

0.289

0.357

0.331

站号

M3559

M3560

M6725

M6728

M6730

M6731

M6732

M6733

M6737

可疑率

0.376

0.354

0.461

0.460

0.395

0.403

0.338

0.297

0.376

站号

M6738

M6777

M6778

M6779

M6780

M6785

M6788

M6789

M6790

可疑率

0.407

0.388

0.338

0.513

0.224

0.532

0.373

0.392

0.487

站号

M6791

M6792

M6793

M6795

M6796

M6797

M6798

M6799

M6800

南京市45个区域站气压数据1h气压变率检查未通过率

站号可疑率错误率

0.021M35591.114

0.016M35601.194

0.017M67251.061

0.019M67281.064

0.024M67301.083

0.019M67310.966

0.020M67321.106

0.022M67331.030

0.018M67371.106

站号可疑率错误率

0.021M67381.064

0.020M67771.023

0.025M67781.102

0.018M67791.190

0.021M67801.152

0.022M67851.045

0.017M67881.019

0.016M67891.137

0.025M67901.141

站号可疑率错误率

0.021M35461.209

0.021M35481.148

0.022M35501.064

0.024M35511.026

0.020M35521.038

0.022M35531.087

0.021M35540.962

0.022M35551.095

0.021M35561.198

2.2.5可疑站点统计

为了更好地对气压数据进行质量评估,统计出可

疑误数据进行订正,以提高数据资料的可用率。

3结论

本文针对南京市区45个区域站利用多种质量控

疑和错误数据最多的前10个站点。由表6可知,

及1h变率检查中均被标记为可疑站点,标记为可疑

仪器出现故障等。应及时反馈各测站出现的错误数

据及可疑站点信息,便于维修人员及时维护,同时对

174

M6792和M6800在气候极值检查、连续时次相同检查

制方法,分析了区域站气压资料的质量情况,结论如下。

制方法,本文使用的区域自动站气压资料质量控制方

法为气候学界限值检查、气候极值检查、时间一致性

检查及内部一致性检查。

1)根据不同气象要素的特性运用不同的质量控

站点的原因可能是设备老化、数据传输出现问题或者

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站号

M6731

M6796

M6780

M6797

M6778

M6793

M3560

M6792

M3545

M6800

表6

超气候极值

可疑数据总数

45

38

23

23

21

21

20

19

19

19

南京市45个区域站气压数据可疑及错误总数最多的前10个站点

站号

M3523

M6785

M6799

M6779

M6790

M6800

M3525

M3552

M6792

M6725

连续时次相同

可疑数据总数

146

140

136

135

128

126

122

122

122

121

站号

M3525

M3546

M3544

M3556

M3560

M6779

M6800

M6780

M3542

M3548

超3倍标准差

可疑数据总数

442

318

316

315

314

313

307

303

303

302

站号

M6792

M3525

M6790

M6778

M3526

M3551

M6730

M6798

M6797

M6785

单位:个

超4倍标准差

错误数据总数

136

77

67

65

64

62

62

61

60

58

及内部一致性检查。气候极值检查中,M3523、M3552、

M6732、M6733、M6788共5个站点未出现可疑数据;

时间一致性检查中,M6780、M6793、M3542共3个站

点的数据可疑率和错误率最低;综合数据完整性及可

疑站点排名后统计发现,19个区域站(M3527、M3528、

M6725、M6728、M6732、M6733、M6737、M6738、M6777、

3)提高数据的完整性,减少缺测,及时反馈错误

M3529、M3548、M3550、M3553、M3554、M3555、M3559、

2)南京市45个区域站均通过气候学界限值检查

障及解决方法分析[J].农业技术与装备,2021(3):122.

[3]陶士伟,仲跻芹,徐枝芳,等.地面自动站资料质量控制方

案及应用[J].高原气象,2009,28(5):1202-1209.

[4]ESTÉVEZJ,GAVILÁNP,GIRÁineson

validationproceduresformeteorologicaldatafromautomatic

144-154.

weatherstations[J].JournalofHydrology,2011,402(1/2),

[5]任芝花,张志富,孙超,等.全国自动气象站实时观测资料

1277.

三级质量控制系统研制[J].气象,2015,41(10):1268-

M6789、M6791、M6795)的气压数据质量较好。

[6]闵锦忠,王晨珏,贾瑞怡.苏皖地面自动站资料的质量控

制及结果分析[J].大气科学学报,2018,41(5):637-646.

研究[J].安徽农业科学,2010,38(27):15130-15133.

评估[J].气象与环境科学,2021,44(1):104-111.

[7]鞠晓慧,任芝花,张强.自动站小时气压的质量控制方法

[8]吴薇,郭旭,尹娟,等.四川省区域自动气象站资料的质量

[9]年飞翔,王丹丹,金津,等.2008—2018年天津市区域自动

2021,48(1):85-89.

数据,对数据质量的提升和区域站的维护都有很大帮

助。本文通过多种质量控制方法,基本能检查出可疑

及错误数据,今后应结合地势特点对南京市市区进行分

区讨论,研究其时空分布特征,利用空间一致性检查

等其他质量控制方法对数据质量做进一步评估分析。

参考文献

[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,

[2]谭光平,胡祖权,苏庆红,等.2020年来宾市区域气象站故

2003.

气象站观测资料统计产品研发与评估[J].天津科技,

[10]任芝花,赵平,张强,等.适用于全国自动站小时降水资

料的质量控制方法[J].气象,2010,36(7):123-132.

(上接第157页)

(12):60-62.

[39]何文彪,黄小兵,汪艳霞,等.有机肥对山地茶园土壤及

(11):71-73.

茶叶产量与品质的影响[J].贵州农业科学,2015,43

[40]堵燕钰,罗漪涟,殷雪琰,等.鸡粪中抗生素在茶园土壤

中的降解转化及其对茶叶质量安全的影响[J].农业科技

通讯,2020(4):78-80.

[41]陈丙彤,关海滨,张越,等.抗生素菌渣无害化处理技术

综合探究[J].现代化工,2023,43(1):31-36.

(上接第171页)

[2]崔锦,周晓珊,张爱忠,等.天气学检验在东北区域数值模

25(4):17-21.

式秋冬季降水预报中的应用[J].气象与环境学报,2009,

[4]周晓珊,崔锦,王连仲,等.东北冷涡数值预报系统建立与

业务应用[J].气象与环境学报,2012,28(5):1-7.

[5]齐铎,张天华,王承伟,等.东北夏季天气分型及EC降水

预报空间检验[J].气象与环境学报,2020,36(3):17-25.

[6]朱灵芝,钱学成,王璐,等.2022年6月12—13日江西中

2022,45(4):253-263.

[3]刘松涛,高梦竹,王承伟,等.黑龙江省2020—2022年汛

(4):1-5.

期多模式降水预报检验评估[J].黑龙江气象,2022,39

南部暴雨成因与预报误差分析[J].气象与减灾研究,

175

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