[发明专利]一种对加密自动气象站实测温度数值进行质量检查的方法

说明书

本发明涉及对加密自动气象站实测温度数值进行质量检查的方法，该方法通过多层级空间子网格的划分，计算各个子网格中所包含自动站实测温度的偏差指数，再拟合得到温度偏差函数，由此函数推算出更细粒度子网格下自动站实测温度的偏差指数，由该指数计算得到不同自动站之间的理想误差，将该误差作为空间一致性检查时判定阈值的一部分，改进阈值判定的算法，达到提高基于空间一致性检查的质量控制方法的准确性。

技术领域

本发明涉及大气科学领域，尤其涉及一种对加密自动气象站实测温度数值进行质量检查的方法。

背景技术

加密自动气象站(以下简称自动站)是一种用于观测温度、湿度、风向、风速、气压等实时天气状况的气象设备。与常规地面气象站相比，自动站具有站点分布密集、观测频次高、资料实时性强等特点。如果这些观测资料的质量可靠，将能够极大地提高我国中尺度天气系统的分析预报水平，特别是能为预报的初始场资料提供精细化的数据源。但是，由于受站点分布、地质条件、周边环境、高度视野等客观条件的限制，其数据质量与常规地面气象站观测资料仍相差甚远，业界普遍认为没有经过严格质量控制的自动站资料，其可用性不高。

当前，对自动站观测数据进行质量控制的方法主要包括极值检查、时间一致性检查、空间一致性检查以及不同气象要素(气象要素是指如温度、湿度、风向、风速、气压等)之间的逻辑关系检查等几大类。其中，空间一致性检查是利用气象要素在空间分布上具有一定连续性的特征，通过分析待质量控制的自动站观测记录是否明显异于其他相邻自动站的记录来做判定。采用空间一致性检查进行质量控制，其准确性主要取决于两个方面：一是空间插值算法的优劣；二是判定阈值和判定算法的优劣。一般情况下，判定阈值是根据自动站的地理位置、观测时间、观测季节和气候态等特征，结合长期历史气象资料统计得出的确定值。判定算法是指待质量控制的实测值与判定阈值之间的数学关系，常见的形式如式(8)：

Va-m×TH≤Vt≤Va+n×TH (8)

其中，Vt表示某个待质量控制检查的自动站StationX的实测气象要素值，如温度值；Va表示与StationX地理位置相邻的若干个自动站的实测气象要素值的平均值；TH表示判定阈值；m和n都是自然数，m和n的取值主要由相关领域的专家或研究人员主观设定。当实测值Vt满足上述式1的数学关系，则判定实测值Vt的质量可靠，反之，则判定Vt数据质量可疑或错误。

一般而言，空间一致性检查的可靠性优于极值检查，能够更准确地判定实测值的数据质量。但空间一致性检查也存在一定的局限性：一是该方法使用空间插值计算，每次质量控制检查需要利用与被检查自动站地理位置相邻的若干自动站的实测记录。如果这些相邻自动站的实测记录存在错误，导致插值计算结果存在错误，则必将影响质量控制检查的准确性，甚至可能将正确的实测记录误判为错误。二是温度与自动站的海拔高度有很大的相关性，在不考虑逆温的一般情况下，海拔高度每上升1千米，温度会下降6～9摄氏度，而真实大气环境中，这种温度与高度的变化关系是非常不确定的。在我国青海等西北部地区，相邻的自动站垂直落差可能达到数百米甚至上千米，利用垂直落差如此大的自动站进行插值计算和质量控制检查，也必然影响到质量控制的准确性。

发明内容

本发明目的在于克服上述提及的现有问题的不足，提供了一种对加密自动气象站实测温度数值进行质量检查的方法，具体由以下技术方案实现：

所述对加密自动气象站实测温度数值进行质量检查的方法,所述方法包括如下步骤：

步骤1)构建矩形地理区域Area_AWS，将Area_AWS区域所包含的自动站作为处理对象；

步骤2)以GI(t)为格距，将Area_AWS划分为若干个子网格,GI(t)∈{GI1,GI2,…,GIz}，且GI1GI2…GIz，t表示子网划分的组数，z表示子网划分的最大组数，t∈{1,2,…z}；每个子网格用Sub_Gird(GI(t),x,y)表示，其中，x、y分别对应地表示各个子网格的横向坐标与纵向坐标；