四川省地面气象自动站观测数据质量分析与评估

利用经过质量控制的国家站和区域站逐小时气象观测资料,针对四川省资料一体化业务运行近5年的地面自动站数据质量进行分析与评估。结果表明:国家站数据质量整体呈优良水平,随着2020年4月四川省自动化观测的转变,可用率存在由高向低的显著突变,随后逐步上升。区域站数据质量低于国家站,但总体呈显著上升趋势。从季节变化看,导致可用率降低的主要原因为数据缺测,国家站可用率在汛期偏低而非汛期偏高,区域站则与之相反。从日变化看,区域站数据可用率在白天大于夜间,于17时达到峰值后直至凌晨均呈下降趋势。从空间分布看,四川盆地数据可用率最高,盆地西部与高原过渡区域数据可用率大多偏低。从区域站各要素质量看,风向风速可用率最高,降水可用率最低且各月波动较大,各要素缺测率相关性较好,主要是通讯故障或软件故障造成的整站资料缺测。总之,地面自动站质量存在显著的季节波动、日变化和空间分布特征,但整体上表现较为稳定且呈一定的上升趋势。

基于四川省级气象数据环境的行业用户服务

针对西南区域气象系统行业用户对气象数据的多元化需求,结合四川省级集约化气象数据环境中气象数据服务的特征,文章对比分析了四川省气象信息系统数据管理共享服务的能力,并基于网络安全的现状与应用,设计实现以MICAPS4底层数据环境的代理下载服务作为数据采集来源,以MICAPS4网络数据存储与传输二进制格式为数据解码处理依据,以及以LFTP客户端工具为基础的数据推送应用服务,整个气象数据服务流程不仅可以满足行业用户定制气象数据的服务需求,还能够实时高效稳定地支撑科研业务应用需求。

基于DEM的四川省地面气象台站地形特征分析

利用DEM资料,获取四川省地面气象台站的海拔高度并进行精度验证,在此基础上,进一步提取台站所处的坡度、坡向、地形粗糙度特征进行分析。结果表明:DEM数据能较为精确地反映四川气象台站的地形高度,具有较高的适用性。通过分析国家站、区域考核站和非考核站的台站地形特征发现,3种站网类型均主要分布在低海拔地区,且在500 m左右地区最密集,国家站分布相对均匀。3种站网类型台站所处坡度主要分布在0°~15°,且在缓斜坡地形最为集中,国家站较区域站分布均匀。3种台站类型在阳坡、阴坡、东坡和西坡各坡向站点分布比较一致,超过81%的台站地形粗糙度在1.05°之内,国家站地势相对平缓。总之,国家站较区域考核和非考核站更具有区域代表性。

基于网络安全态势感知的四川气象信息网络检测防御技术研究

基于大数据、机器学习等技术,构建四川气象信息网络安全态势感知系统。系统能全局感知网络状态,提高了四川省气象部门网络监控、应急响应能力,为合理决策提供支持。介绍了网络安全态势感知技术,并阐述气象信息网络及其安全防御现状和存在风险,从实践角度出发介绍该系统及其关键技术,并对系统应用进行总结和展望。

四川省区域自动气象站资料的质量评估

利用2018年四川省经过质量控制的4930个区域自动气象站逐小时资料,对区域自动站资料的完整性、可用性、可靠性进行评估分析。结果表明,四川省区域自动气象站的资料完整性较好,其中区域自动气象站国家考核站的数据缺测率仅为4.97%。区域自动气象站各月的可用率都在90%以上,数据可用率较高的站主要集中在四川盆地和攀枝花地区。从两次强降水过程的分析来看,区域自动气象站观测的降水落区与国家自动气象站的基本一致,区域自动气象站降水资料稳定可靠;从气温资料的可靠性分析来看,无论是日变化还是小时变化,区域自动气象站和国家自动气象站观测的平均气温、平均最高气温和平均最低气温都具有高度一致的变化规律,相关性非常好;从气压、相对湿度和风的日变化规律来看,区域自动气象站的观测值与国家自动气象站的变化趋势一致。总体来说,经过质量控制的区域自动气象站资料质量好,能更精细地反映区域气候特征,可以作为国家自动气象站资料的有效补充,应用于天气预报、气候预测、防灾减灾和决策服务中。

四川省CLDAS和ECMWF再分析数据风速产品评估

利用2019年1月1日00时~12月31日23时(世界时)四川156个国家站和1768个区域站的观测数据,评估全国智能网格实况分析产品(CLDAS)和ECMWF再分析数据(ERA5-Land)的10m风产品。采用双线性插值方法,将两种分析产品插值到气象站点,与观测值对比,通过平均误差,平均绝对误差,均方根误差和相关系数等指标对以上两种产品进行评估比较。结果表明:两种分析产品对于四川省国家站和高原地区区域站风速都以低估为主,但盆地区域站高估。风速在高原地区所有评估指标都比盆地内差,高原地区需谨慎使用格点风产品。CLDAS对于国家站的各项评估指标都优于ERA5-Land。两种产品与区域站的平均误差,平均绝对误差,均方根误差结果整体相近,但CLDAS对非独立区域站的误差相对更小。ERA5-Land相关性较差,与四川地区实际观测的地面风速变化趋势相反,不适用于四川。

建站至2016年四川气象台站元数据变动特征分析

利用四川现有156个国家级气象台站历史沿革数据,统计分析了沿革内容05~11项(台站位置、观测仪器、观测要素、周围障碍物、观测时制、观测时间、守班情况)变动情况。结果表明:从建站到2016年,四川气象台站05~11项变动总次数为42588次,平均每站变动273次,其中观测要素和仪器占变动总数的88%。观测仪器变动主要发生在1953、1960、1980、2003、2013、2015年,各观测仪器变化趋势接近,风速风向仪器变动最为频繁。四川省共有132个台站发生过迁站,迁移总数264次,占站点总数的85%,建站初期迁移台站较多,迁移距离一般较近,而2010年后迁移次数呈上升趋势,距离相对较远。

CMPAS 1 km融合降水产品在四川省的精细化评估

利用2020年9月—2021年8月四川省地面自动站逐小时降水观测数据,对比检验了1 km逐小时降水实时(RT)与近实时(NRT)融合产品在四川省的适用性。结果表明:(1)RT与NRT的整体评估结果相近,NRT略优于RT。(2)两种融合降水产品的晴雨准确率均为96.83%,能较准确地反映出有无降水。(3)国家站在盆地与川西高原以高估为主,在攀西地区则以低估为主;区域考核站与非考核站在盆地均以高估为主,在川西高原与攀西地区则以低估为主,RT较NRT的分布更离散。(4)两种产品均具有与观测较一致的日变化趋势,误差峰值出现在强对流天气频发的夏季,谷值出现在降水较少的冬季。(5)NRT的分量级评估结果略优于RT;当降水量级为小雨时,融合产品均高估于实况;当量级为中雨至大暴雨时,融合产品低估于实况,且随着降水量级的增大,误差随之增大,TS评分减小。

ISO 9001标准在四川省气象观测领域的应用研究

本文根据四川省气象观测质量管理体系运行的实际情况,基于ISO 9001标准理念开展了内部审核和中国质量认证中心的第三方外部审核,对内外部审核发现的不符合项和改进与建议项进行代表性问题分析。对体系运行效益进行定量化评估,探讨引入质量管理思维后,体系是否有效提高四川省气象观测领域的数据质量。结合分析结果和定量化评估,提出体系运行发展的若干建议,以期为体系在气象观测领域的有效运行提供依据。

基于地形起伏度的四川省地面气象站点适宜性研究

为科学确定气象站点地形起伏特征,基于先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model,ASTER GDEM)30 m数据,利用均值变点分析法确定四川省地形起伏度模型的最佳分析窗口。提取地面气象观测站所处的地形起伏特征,探究气象站点布设的区域代表性空间格局。结果表明:(1)四川省地形起伏度的最佳窗口为39×39个像元矩形邻域,对应面积1.369 km^(2)。建立的地形起伏度模型与山脉走向一致,能够捕捉到地表各种尺度的地形起伏状况,符合四川省地貌特征。(2)国家站和区域站所处地势以台地、丘陵和小起伏山地为主,地形起伏较小的国家站占比明显高于区域站,即国家站更具有区域代表性。(3)四川省气象观测站点布设的适宜地区主要集中在盆地、川西高原的北部和西部及攀西地区的东部和南部,占全省面积的69.74%。均值变点分析法确定的分析窗口面积可以兼顾各种地貌类型,提取的地形起伏度能较好地反映气象站点所处地形特征,可为气象站点布局和站网优化提供重要参考依据。

数据同步技术在气象大数据云平台对外服务中的应用

目前,气象大数据云平台仅服务于气象内网用户,为进一步拓展平台的对外服务能力,满足气象行业用户对海量气象数据存储与共享应用需求,基于分布式存储和数据服务接口等方面关键技术,在单向网络安全隔离区(Demilitarized Zone,DMZ)设计一套安全、高效的气象大数据存储和服务体系。针对结构化气象数据,研究设计一种优化的基于数据库Binlog的数据同步方法;针对非结构化气象数据,研究设计一种优化的基于数据库Binlog+ETL机制相结合的数据同步方法,实现气象内网大数据云平台和DMZ区数据环境间的海量气象数据实时秒级同步。本文方法解决了气象数据对行业用户服务数据量少、共享服务能力差、安全性低等问题。应用实践表明,该数据同步技术延时在秒级以内且数据一致性良好,确保了气象大数据云平台对外服务的实时性和准确性。

四川省珍贵气象档案资料保护与开发利用

在盘点四川省解放前珍贵气象档案资料基础上,介绍了四川省气象档案馆对这批珍贵气象档案资料已经采取的和可能采取的保护措施,进而阐述对馆藏珍贵气象档案资料的开发利用手段和策略,目的在于引起对馆藏珍贵气象档案保护和开发利用的关注和重视。

四川省视程障碍现象仪的安装和维护方法初探

文章针对四川省安装的DXC2型视程障碍现象仪,从设备的硬件结构、性能指标、安装规范、日常维护等几个方面进行了详细介绍,对各台站了解视程障碍现象仪的观测原理和内部结构具有指导意义,能够帮助台站业务人员快速解决安装问题,提高工作效率。

气象科研成果档案实体分类法新探——以四川省气象档案馆为例

气象科研成果档案实体分类法是气象档案工作标准化和规范化的重要组成部分,它决定了归档文件材料的分类、编号、排架和检索等管理方法。四川省气象档案馆的气象科研成果档案管理经历了三个阶段两种模式:第一阶段(2016年以前),按照《气象档案分类表》(中气办发〔1997〕33号)对归档文件材料进行分类整理;第二阶段(2017-2018年),按照行业标准《气象档案分类与编码》(QX/T 223-2013)对归档文件材料进行分类整理,这两个阶段都是细分类模式,细分到三级类目;第三阶段(2019年以后),参照《气象档案分类与编码》(QX/T 223-2013)进行的粗分类模式,只分到一级类目。

基于自记观测和自动站观测的四川省降水数据集研究与应用

历史气象资料的数字化技术和科学研究不断发展和进步,通过对四川省国家级气象站近80万页降水自记纸迹线的数字化,并融合气象站升级自动观测系统后的降水观测数据,研制四川省序列最长、时间密度最大的降水强度数据集,将四川省降水分钟数据提前到1951年;通过对数据集的完整性、规范性、数据约束等质量控制以及各相同时段降水过程总量最大值和对应时间过程等一致性对比分析,评估该数据集的适用性和准确性;广泛开展历史气象资料的拯救、数字化等研究活动,深度挖掘珍贵历史资料最大信息,为气象服务和科学研究提供更好的数据支撑,实现历史气象观测记录的科学价值。

四川地区自动土壤水分探测设备故障特征分析与应急保障探究

文章利用2018-2022年四川省气象探测数据中心汇总的土壤水分探测器、采集器机箱及采集主板的维修信息,梳理并分析了DZN2型自动土壤水分探测设备出现的1 134次故障现象及特征,故障主要包括设备日常检查不到位及部件松动、氧化、短路等,并有针对性地总结了设备从安装使用、运行维护到应急排障的方式方法,为设备保障人员提升故障识别与应急维修处置能力提供了参考。

四川省数字化气象档案管理系统平台功能设计与实现

四川省气象档案馆档案管理系统的引进、优化与使用,解决了馆藏档案信息综合管理的瓶颈问题,减少了工作量,实现了档案收集、整理、归档、鉴定、统计和利用等功能,初步达到了馆藏档案管理的规范化、自动化,一定程度上提高了档案管理水平,为数字档案馆建设奠定了一定基础。

四川地面气象台站元数据文件质量分析及启示

气象台站元数据,即气象台站历史沿革信息,它是气象观测记录数据的重要背景信息,是了解、管理和应用气象数据所必需的基础信息。它形成于气象业务过程,而收集、保管于气象档案部门,为业务和科研提供服务。对散存于各种气象档案资料中的台站元数据信息进行收集、比较、分析、查证、去伪存真,形成规范、系统、可用的记录,以满足气象业务、科研、服务和气象数据交换需求具有重要意义。文章以四川省159个气象站1951—2011年地面气象台站元数据文件为对象,对其整编概况、质量状况及存在的不足进行分析,得出几点工作启示,旨在总结台站元数据文件整编工作得失,促进气象业务和气象档案工作优化和完善。

气象档案工作创新实践与未来展望——以四川省气象档案馆为例

气象观测记录档案是气象观探测业务的原始记录,是气象工作者劳动智慧的结晶,是国家档案资源的重要组成部分,在体现“公共气象、安全气象、资源气象”发展理念、服务气象业务与科研、提供政府决策支持、促进经济社会发展等方面发挥着不可替代的作用。近年来,在中国气象局和省气象局领导支持下,在省级档案业务主管部门的关心指导下,各地气象档案馆积极融入气象业务现代化,不断更新观念、推出新举措,夯实档案工作基础,服务气象业务现代化大局,取得了显著成效。文章以四川省气象档案馆为例对气象档案工作创新实践进行了归纳总结,并对气象档案工作的未来作了理性展望。

四川省DZN2型自动土壤水分探测器故障特征与安装维护

本文详细介绍了DZN2型自动土壤水分探测器的工作原理与传感器工作参数,基于四川省省级气象保障部门2020年度探测器维修报告数据,统计分析了四川省自动土壤水分探测器的故障类型与检测维修频次,结合故障特征提出了土壤水分观测站场地环境巡查的建议以及探测器正确的安装、更换方法,总结了监测数据异常时的处理措施,包括逐项排查设备外观、供电系统、采集系统、探测器,以便及时采取合理的维护与维修措施,保障设备正常的业务运行。