地面测报软件审核规则库设置

地面测报软件审核规则库设置由于原有的地面气象资料审核方法,对仪器故障识别缺乏灵敏性,不能满足质量控制工作的需要。因此结合地面气象资料的质量控制规范,建立及完善台站的审核规则库,掌握地面审核规则库的设置方法和技巧,不仅有助于保障自动站连续正常运行和观测数据的准确,大大减轻观测员的工作难度,而且能减少测报人员人工审核报表的工作量,有助于提高报表的审核质量。针对审核规则库尺度设置问题,根据气象要素变化规律和要素之间相互制约、相互影响的规律来设置和优化审核规则库,归纳出可供参考的地面气象观测资料审核规则库的设置方法与技巧。自动气象站全天候高频率收集存储各类气象要素,在新模式下对地面气象资料审核工作提出了新的要求。气候极值的设置规则库包括本站气压、气温、露点温度、浅层地温、深层地温、草面温度、降水等要素1~12月的极限最大值和极限最小值的设置。设置气候极值,首先要参考本站历年各月的要素极值,可以直接将历年的极限值输入到规则库中,但在使用中发现,这样会使规则库的尺度过宽,对疑误数据出现漏审的可能性较大,甚至使某一要素的审核规则闲置,不利于日常使用。因此,在设置极限值规则之前最好对要素的历年极值资料进行优化整理。由于每个站点受一定气候条件影响,气象要素的极值总是在一定范围内摆动。以新丰历年1月极端最低气温(tmin)为例(表1),44年中仅有3年是tmin≤-3.0℃,出现概率很小,因此在设置1月份气温气候极小值规则时应该选择-3.0℃作为判定规则而不是-5.0℃。经过简单的处理后,剔除了一些因为极端气候事件造成的气候极值,适当缩小规则库的尺度,提高规则库使用效率。地温日际变化最大值的设置规则库中包括了浅层地温和深层地温4个定时时次日际变化的规则设置。由日常观测资料可知,不同深度的土壤温度日变化以及极值出现时间都随深度的增加而呈现出特有的规律:表层的日变化最明显,随深度的增加日际变化幅度逐渐缩小,至某一深度日际变化趋于零;日极值出现时间随深度的增加而延后,至某一深度极值出现时间界限趋于不明显。由2005年新丰站气温、各层地温日变化平均值(表2)可知,5cm的地温日变化更接近于气温的日变化,5cm以下每深入一层,地温的平均日变化减小2~4℃,直至80cm以下,地温的日变化不再明显。在日常的观测工作中,气温的日较差是较容易得到的,因此地温的日际变化规则设置可以从气温日较差着手,求得气温的最大日较差后,根据土壤温度的变化规律,逐层减小一定数值(新丰站每深1层减小2~4℃)即可求得各层地温的日变化最大值,因土壤温度变化受纬度、季节、土壤热特性等因素的影响,各地变化值有差异。值得注意的是80cm温度日变化范围不宜0.5℃,160cm和320cm温度日变化范围不宜0.3℃这种方法较为简便实用,对于之前没有浅层和深层地温观测项目的站点可以参考使用,而对于之前积累了地温资料的站点而言则应该从本站实际出发求得各层地温日际变化值。土壤温度日极值出现时间也是随深度的增加而延后的,5cm的最低温度出现在06:00~07:00,最高温度出现在14:00~17:00,10、15、20和40cm的最高、最低温度出现时间分别比前者延后1~2h。80cm以下的土壤极值出现时间界限不明显。根据这一规律,可以知道规则库中4个定时时次地温的日际变化最大值相差不会太大。根据5~40cm极值出现时间,02:00~02:00、08:00~08:00、14:00~14:00均包含了各层地温最高与最低出现的时间段,只是日界有所不同。因此在设置这些规则时仅求得20:00~20:00的日际变化最大值即可。要素极值与各定时值比较规则的设置要素极值与各定时值比较的设置规则库包括了气压、气温、地面温度、草面温度最高(最低)高于(低于)定时的最大值设置。各地气象要素极值出现时间都是较为固定的,以气温为例,新丰县最低气温出现的时间多在05:00~07:00,与08:00定时观测时间接近;而最高气温则出现在14:00~15:00,也与14:00定时观测时间接近。因此,各日的极值与定时值相差的值不应设置得过大。此外还值得注意的是,由于遥测站的定时观测次数远远多于人工站的观测次数,因而在两者差值的设置中自动站规则库的值应该设得更小。表3列出了两种规则库各要素最高(最低)高于(低于)定时的最大值设置范围。要素极值与前1d的20:00定时值比较的设置规则库中主要包括了气压、气温、相对湿度、地面温度、草面温度最高(最低)低于(高于)前1d的20:00定时的最大值的设置。一般来说,各要素的极值出现时间大多遵循其特有的规律,但遇到转折性天气,次日的极值会比前1d的20:00定时值小或大。因采集器对气温、气压、湿度、地温采样速率为6次/min,即使在天气状况变化较为强烈的情况之下,要素值在短时间内的变化范围也是有限的。因此,要素最高(最低)低于(高于)前1d的20:00定时的最大值最好设定在0.0~0.1,不宜超过0.2(相对湿度设定在0~2%,不宜超过3%)。不同要素之间横向比较规则的设置气象要素值是相互制约的,某种特定的气象要素出现之后,必然使其他的气象要素值也在一定范围内出现。规则库中提供了较多此类规则,如测站有结冰时,最低气温和地面最低温度允许出现的范围等,表4中列举了部分较常出现的不同要素之间横向比较规则的设置值。小结规则库中各气象要素的取值范围应采用本站各要素历年出现的上、下限左右的值。如果范围设置过宽,将会漏掉部分疑误信息;如果范围设置过窄,滤下过多疑误信息,对审核起不到应有的作用。设置规则库时可以参考3个原则:1)设置原则是紧比松好,这样既可以及时得到可能的疑误信息,还可以突显特殊的天气,便于分析近期的天气形势,为每月做气候评价时提供便利。2)处理疑误信息的原则要注重比较和分析,要对每一个疑误信息做出正确的判断。3)调整规则尺度的原则是当某一要素经常出现疑误信息提示时,在确定仪器正常工作的情况下,说明尺度设置过窄,应作适当的调整。