高空风资料的质量控制方法及其质量监控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高空风资料的质量控制方法及其质量监控装置，该质量控制方法通过判断各探空站所采集的探空资料在相应标准等压面上的热成风余差是否在预设的最大容许误差范围内，判断各探空站所采集的探空资料在相邻的两个标准等压面上的风场、温度场是否存在动力协调性，从而对各探空站所采集的探空资料给出相应的质量控制码。由此可知：本发明专利技术改变当前高空资料质量控制中多采用大尺度动力学平衡约束的现状，基于热成风余差的统计分布提出一种新的高空风资料的质量控制方法，充分考虑热成风与实际风切变之间的差值的时空分布特征，满足日益精细化的气候统计、数值预报等工作对高空观测资料的准确性、完整性要求。

【技术实现步骤摘要】
高空风资料的质量控制方法及其质量监控装置
本专利技术涉及一种高空风资料的质量控制方法及其质量监控装置，尤其是一种针对高空风场与温度场的动力协同性对高空风的观测资料进行质量控制的方法，属于大气科学研究领域，用于有效减少中国地区区域气候变化分析结果的不确定性。
技术介绍
在采用气象资料进行气候变化研究，如气候统计、数值预报等工作前，一般均需要对其进行质量控制。原因在于，一方面，气象资料在观测、资料处理、编码、发报和解报等过程中都有可能存在误差；另一方面，探空观测仪器和测量方法改变等原因也可能导致观测结果存在误差；因此，如果不对气象资料进行质量控制，则极易造成气候变化研究结果存在不确定性。一般地，大体上可将气象资料的误差划分为三类，分别为随机误差、过失误差和系统误差；其中，随机误差在气候变化研究中可以忽略，过失误差通常由操作失误引起，可以通过气象资料的质量控制予以剔除；而系统误差一般会导致气象资料存在长序列的间断点，因此，可通过均一化方法去除。由此可知，气象资料的质量控制在气象资料处理过程中是一项十分重要的工作。目前，气象资料的质量控制可分为单站质量控制和空间质量控制两大类，每类方法又分为不同的检查方案。传统的单一探空测站的质量控制主要包括极值检查、时变检查、要素一致性检查、垂直一致性检查、静力学检查等多种合理性检查措施。这些检查中，有些方案是基于单要素的气候统计结果，如极值检查、时变检查等；有些方案是基于要素间的逻辑一致性，如要素一致性检查等；有些方案则是利用要素之间的动力协同性，如静力学检查等o在高空资料的质量控制中，如何进一步判别单项检验为可疑的数据是错误还是正确的，也是一个重大的技术问题。针对这一技术问题，气象工作者们提出了综合判别法；所谓综合判别法，实质上为一个辅助决策的综合质量控制过程，其目的是在尽可能去除错误记录的同时，尽量避免将正确的观测记录判别为错误；因此，在这个过程中要充分利用变量及变量之间所满足的统计、动力和热力学定律。例如，利用静力平衡关系对温度和位势高度进行检查；利用地转平衡对风场进行检查。再如，综合静力学法的理论核心是大气热力层结性和动力旋转性具有相同的重要性，使得流体静力平衡(相应有流体静力检验质量控制方法)和静力稳定度假设(相应有静力稳定性检验质量控制方法)适用。但是，这些质量控制方法利用的均为大尺度大气运动所遵循的平衡关系，将实际风近似等同于地转风，多适用于全球尺度的质量控制。但是在实际的大气运动中，这些平衡关系，特别是地转平衡，并非时时处处成立，因此难免在质量控制过程中导致错判、漏判。要改变上述现状，迫切需要研究更符合实际观测要素满足的约束关系，并应用于1?空资料的质量控制中，从而有效提1? 1?空观测资料的代表性和准确性
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种高空风资料的质量控制方法，其首要技术目的是改变当前高空资料质量控制中多采用大尺度动力学平衡约束的现状，基于热成风余差的统计分布提出一种新的高空风资料的质量控制方法，充分考虑热成风与实际风切变之间的差值的时空分布特征，满足日益精细化的气候统计、数值预报等工作对高空观测资料的准确性、完整性要求。为实现以上的技术目的，本专利技术将采取以下的技术方案: 一种高空风观测资料的质量控制方法，用于对待质控高空风观测资料进行质量监控，所述待质控高空风观测资料为不同探空站在不同标准等压面上所采集的探空资料，通过判断各探空站所采集的探空资料在相应标准等压面上的热成风余差是否在预设的最大容许误差范围内，获得各探空站所采集的探空资料在相邻的两个标准等压面上的风场、温度场是否存在动力协调性，从而对各探空站所采集的探空资料给出相应的质量控制码。进一步地，本专利技术所述预设的最大容许误差为热成风容差；该热成风容差通过下述步骤计算:首先，将再分析资料中的高空风场、温度场通过最优插值法插值到各探空站上，构建出一个虚拟高空风资料；然后，基于虚拟高空风资料，计算各探空站在各标准等压面上的热成风余差；通过计算上述热成风余差的均方根误差的2.5倍，即可得到热成风容差。进一步地，本专利技术所述的待质控高空风观测资料为中国地区133个探空站，分别处于00时刻、12时刻，在16个标准等压面上的风速、风向和温度观测资料；16个标准等压面分别为 1000、925、850、700、500、400、300、250、200、150、100、70、50、30、20、10hPa。进一步地，本专利技术所述再分析资料为欧洲中心介于1972-2001年之间的高空风场、温度场的再分析资料；所述虚拟高空风资料通过再分析资料插值到中国地区133个探空站点上而形成；所述热成风余差为基于虚拟高空风资料，逐日计算各探空站处于00时亥lj、12时刻在各标准等压面上的热成风余差。进一步地，本专利技术所述的热成风余差通过下式计算而得:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高空风观测资料的质量控制方法，用于对待质控高空风观测资料进行质量监控，所述待质控高空风观测资料为不同探空站在不同标准等压面上所采集的探空资料，其特征在于，通过判断各探空站所采集的探空资料在相应标准等压面上的热成风余差是否在预设的最大容许误差范围内，获得各探空站所采集的探空资料在相邻的两个标准等压面上的风场、温度场是否存在动力协调性，从而对各探空站所采集的探空资料给出相应的质量控制码。FDA0000406910570000011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种高空风观测资料的质量控制方法，用于对待质控高空风观测资料进行质量监控，所述待质控高空风观测资料为不同探空站在不同标准等压面上所采集的探空资料，其特征在于，通过判断各探空站所采集的探空资料在相应标准等压面上的热成风余差相^是否在预设的最大容许误差范围内，获得各探空站所采集的探空资料在相邻的两个标准等压面上的风场、温度场是否存在动力协调性，从而对各探空站所采集的探空资料给出相应的质量控制码。2.根据权利要求1所述高空风资料的质量控制方法，其特征在于，所述预设的最大容许误差为热成风容差；该热成风容差通过下述步骤计算:首先，将再分析资料中的高空风场、温度场通过最优插值法插值到各探空站上，构建出一个虚拟高空风资料；然后，基于虚拟高空风资料，计算各探空站在各标准等压面上的热成风余差；通过计算上述热成风余差的均方根误差的2.5倍，即可得到热成风容差。3.根据权利要求1所述高空风资料的质量控制方法，其特征在于，所述的待质控高空风观测资料为中国地区133个探空站，分别处于OO时刻、12时刻，在16个标准等压面上的风速、风向和温度观测资料；16个标准等压面分别为1000、925、850、700、500、400、300、250、200、150、100、70、50、30、20、10hPa。4.根据权利要求1所述高空风资料的质量控制方法，其特征在于，所述再分析资料为欧洲中心介于1972-2001年之间的高空风场、温度场的再分析资料；所述虚拟高空风资料通过再分析资料插值到中国地区133个探空站点上而形成；所述热成风余差为基于虚拟高空风资料，逐日计算各探空站处于00时刻、12时刻在各标准等压面上的热成风余差。5.根据权利要求1或2所述高空风资料的质量控制方法，其特征在于，所述的热成风余差济^通过下式计算而得: 6.根据权利要求5所述高空风资料的质量控制方法，其特征在于，该热成风容差通过以下步骤获取:将再分析资料中的高空风场、温度场通过最优插值法插值到各探空站上，构建出一个虚拟高空风资料；基于前述的虚拟高空风资料，通过下式计算热成风容差: 7.根据权利要求1所述高空风资料的质量控制方法，其特征在于，各探空站所采集的探空资料在进行热成风余差计算前，先经过质量控制预处理步骤；所述的质量控制预处理步骤包括缺测检查步骤、极值检查步骤。8.根据权利要求7所述高空风资料的质量控制方法，其特征在于，所述质量控制码包括未检测、正确、可疑和错误四级；若特定探空站在标准等压面...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泓，王元，熊安元，徐昕，
申请(专利权)人：南京大学，中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：