HYT 0370.2-2023 海洋環(huán)境數(shù)據(jù)處理與質量控制規(guī)范 第2部分：海洋氣象（正式版）

中華人民共和國海洋行業(yè)標準海洋環(huán)境數(shù)據(jù)處理與質量控制規(guī)范第2部分：海洋氣象中華人民共和國自然資源部發(fā)布I 2規(guī)范性引用文件 13術語和定義 4一般規(guī)定 25預處理和標準化處理 36質量控制處理 37質量評估 48清單制作 69元數(shù)據(jù)制作 6附錄A(規(guī)范性)海洋氣象要素標準化轉換代碼表 7附錄B(規(guī)范性)質量控制方法 附錄C(規(guī)范性)海面氣象數(shù)據(jù)質量控制 附錄D(規(guī)范性)海-氣通量數(shù)據(jù)質量控制 25附錄E(規(guī)范性)探空氣象數(shù)據(jù)質量控制 28附錄F(資料性)海洋氣象數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù) 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國自然資源部提出。本文件由全國海洋標準化技術委員會(SAC/TC283)歸口。本文件起草單位：國家海洋信息中心、國家海洋局北海信息中心。當前，我國對海洋環(huán)境的關注度不斷上升，各類近海調查與遠洋科考工作蓬勃發(fā)展，同時技術發(fā)展引發(fā)大數(shù)據(jù)時代到來，海洋環(huán)境調查形式將越來越多樣，內容越來越豐富，數(shù)據(jù)的觀測頻率大大提升，對海洋環(huán)境觀測數(shù)據(jù)處理和質量控制能力提出更高的要求，為滿足提高海洋環(huán)境觀測數(shù)據(jù)處理和質量控制能力的需要，制定HY/T0370《海洋環(huán)境數(shù)據(jù)處理與質量控制規(guī)范》系列標準。HY/T0370《海洋環(huán)境數(shù)據(jù)處理與質量控制規(guī)范》擬由以下11個部分組成。——第1部分：海洋水文。目的是為海洋環(huán)境水文調查數(shù)據(jù)的收集、處理和質量控制，提供規(guī)范性的內容、流程和方法。 第2部分；海洋氣象。目的是為海洋環(huán)境氣象調查數(shù)據(jù)的收集、處理和質量控制，提供規(guī)范性的內容、流程和方法?！?部分：海洋化學?！?部分：海洋生物。——第5部分：海洋底質?！?部分：海洋地質、地球物理?！?部分：海洋地形、地貌。——第8部分：海洋工程地質?！?部分：海洋遙感?！?0部分：海洋聲學?！?1部分：海洋光學。(來源于“標準體系”——海洋信息化標準體系)HY/T0370.2提供了規(guī)范的海洋氣象調查數(shù)據(jù)處理與質量控制內容、流程和方法，清晰工作思路，提高工作效率，為最終獲得及時、完整和質量可靠的海洋調查數(shù)據(jù)打下基礎。1海洋環(huán)境數(shù)據(jù)處理與質量控制規(guī)范第2部分：海洋氣象1范圍本文件確立了海洋環(huán)境調查獲取的氣象數(shù)據(jù)處理與質量控制的處理流程和處理原則，規(guī)定了數(shù)據(jù)預處理和標準化、質量控制處理、質量評估、數(shù)據(jù)清單制作和元數(shù)據(jù)制作等方面的技術內容。本文件適用于海洋環(huán)境調查獲取的氣象數(shù)據(jù)的整理、處理和質量控制。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12763.3海洋調查規(guī)范第3部分：海洋氣象觀測GB/T12763.7海洋調查規(guī)范第7部分：海洋調查資料交換GB/T18030信息技術中文編碼字符集HY/T0315—2021海洋觀測延時資料質量控制審核技術規(guī)范QX/T123—2011無線電探空資料質量控制3術語和定義GB/T12763.3和GB/T12763.7界定的以及下列術語和定義適用于本文件。預處理pre-processing為數(shù)據(jù)的標準化處理和質量控制作準備的過程，包括資料的載體轉換、信息補充、數(shù)據(jù)文件類型轉換、文件合并與拆分、代碼添加和要素名稱統(tǒng)一等內容。標準化處理standardizedprocessing按照數(shù)據(jù)類別，采用規(guī)范流程，對不同來源的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)格式、編碼、計量單位和文件名稱等規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理過程。數(shù)據(jù)質量控制dataqualitycontrol采用一定資料處理方法、模型和參數(shù)，判斷資料質量可靠性，并進行質量標識的處理過程。海面氣象數(shù)據(jù)seasurfacemeteorologicaldata在海面觀測的常規(guī)氣象觀測數(shù)據(jù)及輔助信息。海-氣通量數(shù)據(jù)air-seafluxdata海洋與大氣之間物質和能量交換的通量觀測數(shù)據(jù)及輔助信息。2探空氣象數(shù)據(jù)soundingmeteorologicaldata利用探空手段獲得的氣象要素數(shù)據(jù)及輔助信息。視力正常的人在當時條件下能見到的四周視野二分之一以上的范圍內的最大水平距離。[來源：GB/T15920—2010、QX4一般規(guī)定4.1處理流程海洋氣象數(shù)據(jù)處理流程包括：數(shù)據(jù)預處理和標準化、數(shù)據(jù)質量控制、數(shù)據(jù)質量評估、數(shù)據(jù)清單制作和元數(shù)據(jù)制作等過程，流程圖見圖1。其中：a)必選過程為質量控制和數(shù)據(jù)質量評估；b)可選過程為數(shù)據(jù)預處理和標準化、數(shù)據(jù)清單制作和元數(shù)據(jù)制作。圖1海洋氣象數(shù)據(jù)處理流程圖4.2處理原則海洋氣象數(shù)據(jù)處理遵循以下原則。a)完整性原則：氣象數(shù)據(jù)處理時保留完整要素記錄信息的同時盡量保留觀測平臺、儀器和環(huán)境方面的信息。b)存儲格式規(guī)范統(tǒng)一原則：相同類型的數(shù)據(jù)采用同一存儲格式、編碼和計量單位進行存儲，盡量保留觀測數(shù)據(jù)有效位數(shù)。3c)真實性原則：數(shù)據(jù)處理時保持數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的一致，在處理過程中原則上對數(shù)據(jù)值不做更改。d)唯一性原則：同一數(shù)據(jù)集中不應有重復的數(shù)據(jù)記錄。e)質量可靠性原則：數(shù)據(jù)處理應進行質量控制，對質量控制結果做出標識。f)可溯性原則：對數(shù)據(jù)處理和質量控制過程做好記錄，盡量保證元數(shù)據(jù)信息完整。5預處理和標準化處理5.1.1對海洋氣象數(shù)據(jù)信息進行分類整理和完整性的審核。海洋氣象數(shù)據(jù)信息包括必備內容和可選a)必備內容包括：數(shù)據(jù)實體、文件命名規(guī)則和數(shù)據(jù)格式說明、航次(站位)和數(shù)據(jù)時間信息等。5.1.2審核數(shù)據(jù)實體中數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)站次數(shù)、觀測持續(xù)時段和觀測位置與計劃是否相符，能否滿足數(shù)據(jù)標準化所需內容需要。對于數(shù)據(jù)實體中所包含的信息不能滿足數(shù)據(jù)標準化所需內容需要的，應從航次調查報告、數(shù)據(jù)處理報告、值班日志信息、原始觀測記錄報表、觀測取補充信息，若部分信息存儲在紙介質中，還應對其進行數(shù)字化處理，對于以圖像形式存儲的模擬信5.2.1根據(jù)海洋氣象數(shù)據(jù)類型，確定海洋氣象數(shù)據(jù)存儲的標準數(shù)據(jù)文件記錄格式和統(tǒng)一的文件命名規(guī)則。海洋氣象數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)文件按照GB/T18030的有關要求編碼。確定標準數(shù)據(jù)文件記錄格式即確5.2.2按照標準數(shù)據(jù)文件記錄格式的規(guī)則對海洋氣象數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)存儲有效位數(shù)和計量單位等的統(tǒng)一轉換，將海洋氣象數(shù)據(jù)寫入海洋氣象數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)文件，按照文件命名規(guī)則完成文件名稱的統(tǒng)一處理。5.2.3通常需要進行數(shù)據(jù)編碼統(tǒng)一或計量單位轉換的氣象要素有風速、風向、云量、云狀和天氣現(xiàn)象6質量控制處理6.1質量控制目的海洋氣象數(shù)據(jù)質量控制的目的是鑒別正確記錄、缺測記錄、錯誤記錄和可疑記錄，并對數(shù)據(jù)做出修根據(jù)海洋氣象數(shù)據(jù)觀測手段和時間空間分布特點的不同，質量控制的對象分為海面氣象數(shù)據(jù)、海-氣通量數(shù)據(jù)和探空氣象數(shù)據(jù)3類。資料類型的確定規(guī)則如下。4a)海面氣象數(shù)據(jù)為在海面或沿海地面觀測的常規(guī)氣象要素數(shù)據(jù)及輔助信息，包括海面觀測的氣上平臺、浮標、沿岸觀測站、雷達和衛(wèi)星等觀測平臺或人工觀測。b)海-氣通量數(shù)據(jù)為海洋與大氣之間物質和能量交換的通量數(shù)據(jù)及輔助信息，包括感熱通量、潛熱通量、動量通量、短波輻射、長波輻射、凈全輻射等通量要素，以及氣球(氣艇)、廓線儀、沿岸觀測站為觀測平臺。c)探空氣象數(shù)據(jù)為利用探空手段獲得的氣象要素數(shù)據(jù)及輔助信息，包括時間、位置、氣壓、風速、達、系留氣球(氣艇)、廓線儀和氣象衛(wèi)星等觀測平臺。6.3質量控制內容6.3.1一般說明6.3.1.1質量控制包括自動質量控制和人工審核。自動質量控制是由計算機軟件自動進行質量檢驗和質量符標識的過程，方法包括格式檢驗、全等性檢驗、時間檢驗、缺測檢驗、位置檢驗、定義和編碼范圍檢驗、氣候學范圍檢驗、一致性檢驗、參考數(shù)據(jù)檢驗、重復數(shù)據(jù)檢驗和自動綜合分析等，詳細內容見附錄B中的B.1。人工審核是由有專業(yè)經(jīng)驗的人員采用人工或人機交互的方式進行數(shù)據(jù)質量進一步審核確認的過程。方法包括抽樣瀏覽檢查、可視化圖形檢驗和原始資料的查實等，具體方法見B.2。6.3.1.2宜采用自動質量控制和人工審核相結合的方法對數(shù)據(jù)進行質量控制，對于使用有時限要求的實時數(shù)據(jù)也可只進行自動質量控制。6.3.2分類質量控制質量控制時針對不同的質量控制對象分別進行質量控制處理，其中海面氣象數(shù)據(jù)的質量控制內容見附錄C、海-氣通量數(shù)據(jù)的質量控制內容見附錄D、探空氣象數(shù)據(jù)的質量控制內容見附錄E。6.4質量標識根據(jù)質量控制結果，采用對數(shù)據(jù)記錄標識質量符的方式標識數(shù)據(jù)質量。質量符為字符型，其用法和意義見表B.1。7質量評估7.1質量評估的形式數(shù)據(jù)質量評估應采用編制數(shù)據(jù)質量評估報告的形式完成。質量評估報告以數(shù)據(jù)處理批次為單位編制。7.2質量評估指標常用質量評估指標及確定方法如下。a)有效記錄數(shù)：數(shù)據(jù)經(jīng)過質量控制處理后，認為數(shù)據(jù)正確(即質量標識為正確)的記錄總數(shù)。b)有效率：有效記錄數(shù)占全部記錄數(shù)的百分比。5c)缺測記錄數(shù)：數(shù)據(jù)經(jīng)過質量控制處理后，認為數(shù)據(jù)缺測(質量標識為缺測)的記錄數(shù)。d)缺測率：缺測記錄數(shù)占全部記錄數(shù)的百分比。e)重復率：重復記錄數(shù)占全部記錄數(shù)的百分比。行平均值統(tǒng)計。計算方法如下：氣象要素序列x1,x?,…,xn,其平均值計算公式(1)為：x——數(shù)據(jù)序列的平均值；n——數(shù)據(jù)樣本個數(shù)；x;——數(shù)據(jù)序列。g)均方差：統(tǒng)計某時段內要素數(shù)據(jù)的離散程度。計算公式(2)為： (2)n——數(shù)據(jù)樣本個數(shù)；h)極值：統(tǒng)計觀測周期內或特定時段內要素數(shù)據(jù)的最大值和最小值。7.3質量評估報告的內容數(shù)據(jù)質量評估報告宜包括以下內容。a)數(shù)據(jù)概況：方式或軟件、數(shù)據(jù)的空間范圍描述(空間分布站位圖)、數(shù)據(jù)的時間范圍(時間分布圖);b)數(shù)據(jù)質量情況宜根據(jù)實際需要選擇包含以下內容：●各要素的有效記錄數(shù)、缺測率和有效率(采用數(shù)字、表格或圖形的方式展示);c)數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)分析為選編內容，包括各要特征等。d)數(shù)據(jù)應用價值分析和建議：●根據(jù)社會普遍需求給出數(shù)據(jù)的應用價值，包括可應用領域、經(jīng)濟價值和社會價值等；●根據(jù)目前具體的工作需要給出數(shù)據(jù)具體的應用價值；●提出數(shù)據(jù)存在的問題、使用時的注意事項，以及進一步收集數(shù)據(jù)的需求等。68清單制作對于海洋氣象數(shù)據(jù)經(jīng)過質量控制處理后形成的標準數(shù)據(jù)集，根據(jù)需要編制相應的數(shù)據(jù)清單。數(shù)據(jù)清單包括：序號、項目名稱和編號、數(shù)據(jù)名稱、學科類型、數(shù)據(jù)開始時間、數(shù)據(jù)結束時間、空間范圍、文件數(shù)、數(shù)據(jù)量(MB)、處理人、處理單位(部門)、密級和備注等內容。9元數(shù)據(jù)制作對于海洋氣象數(shù)據(jù)經(jīng)過質量控制處理后形成的標準數(shù)據(jù)集，根據(jù)需要編制相應的元數(shù)據(jù)信息。標準數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)信息內容一般包括：元數(shù)據(jù)實體信息、數(shù)據(jù)集標識信息和數(shù)據(jù)處理信息等內容。詳細內容參見附錄F。7轉換值/成0011233445566879810/10或天空基本為云所遮蔽，但有云隙9云類/云屬學名簡寫淡積云8表A.2云類/云屬代碼表(續(xù))云類/云屬學名簡寫莢狀層積云雨層云莢狀高積云絮狀高積云勻卷層云高層云高積云A.3云狀低云狀、中云狀和高云狀的統(tǒng)一編碼及其與云類的轉換關系見表A.3、表90積云(Cu)2濃積云，可伴有淡積云，碎積云或層積云，濃積云(Cucong)3禿積雨云(Cbcalv)4積云性層積云(Sccug)層積云(Sc)6層云(St)7碎雨云(Fn)8積云和不是積云性的層積云同時存在，此兩種云的底部高度不同9鬃積雨云，常帶有砧狀，可伴有積云，層積云，層云或惡劣天氣下的積雨云(Cb),鬃積雨云(Cbcap)由于黑暗、霧、沙塵暴或其他類似現(xiàn)象以致看不到屬于低云的各不明0高層云(As)2雨層云(Ns)3高層云(As)4透光高層云(常呈莢狀)或莢狀層云，連續(xù)不斷地改透光高層云(Astra)5成帶的或成層的透光高積云，有系統(tǒng)地侵入天空透光高積云(Actra)6積云性高積云(Accug)7高層云(As)和高積云(Ac)同時8云(Sccast)9高積云(Ac)由于黑暗、霧、沙塵暴或其他類似現(xiàn)象，或有完整的較低云層存不明0毛卷云(Cifil)2密卷云，呈現(xiàn)散片或卷曲束狀，通常量不增加，卷云(Ci)、密卷云(Cidens)3偽卷云，或為過云的積雨云的殘余部分，或為遠雨云的頂部偽卷云(Cinot)4鉤卷云(Ciunc)5輻揍狀卷云和卷層云，或只有卷層云，有系統(tǒng)地侵蓋厚，卷層云幕前緣的高度角不到45°卷層云(Cs)6輻轉狀卷云和卷層云，或只有卷層云，有系統(tǒng)地侵蓋卷層云有發(fā)展趨勢7卷層云(Cs)8卷層云(Cs)9卷積云(Cc)由于黑暗、霧、沙塵暴或其他類似現(xiàn)象，或有完整的較低云層存不明風速范圍/(m/s)風速轉換值/(m/s)0123456789風速范圍/(m/s)風速轉換值/(m/s)按照GB/T12763.3和GB/T17838的規(guī)定，海面風速為觀測前10min的平范圍/(°)轉換值/(°)N(北)NNE(北東北)NE(東北)ENE(東東北)E(東)ESE(東東南)SE(東南)SSE(南東南)S(南)SSW(南西南)SW(西南)WSW(西西南)NNW(北西北)現(xiàn)在天氣現(xiàn)象的統(tǒng)一轉換編碼見表A.8。代碼00～03:觀測時和過去1h內云廣泛消失或變少云廣泛形成或發(fā)展能見度受煙霧的影響而降低；煙幕煙霧；霾觀測時在測站附近或附近大量懸浮在空中的灰塵觀測時在觀測站或其附近處的塵、沙被風吹起，渦，也沒有形成塵暴或沙暴；揚沙在觀測時或前1h,在站點或其附近有塵土旋渦或沙在觀測站處，有小的淺霧或冰霧，厚度不超在觀測站處，或多或少地持續(xù)淺霧或冰霧，厚度不超的天氣現(xiàn)象視野范圍內有降雨，達到海面，但距站點超視野范圍內有降雨，在接近測站(而不是測的雷暴、颼或龍卷，或降水和雷暴、颼、龍卷分別記錄觀測前1h內或觀測時，在測站處或視野范圍內有漏斗云或海龍卷；降水、霧或雷暴，但觀測時沒有這雨(未結冰)雪陣雨陣雪或陣雨夾雪雷暴(伴隨降雨或無降雨)在觀測前1h內，輕度或中等的塵暴或沙暴已經(jīng)減弱在觀測前1h內，輕度或中等的塵暴或沙暴沒有明顯變在觀測前1h內，輕度或中等的塵暴或沙暴開始在觀測前1h內，強塵暴或沙暴已經(jīng)減弱觀測時一定距離內有霧或冰霧。但在觀測前1h在觀測前1h內，霧或冰霧(天空可見)已變??；霧(在觀測前1h內，霧或冰霧(天空不可見)霧，沉積霧凇(天空可見);霧凇(不區(qū)分天空是否可見時)中或大(稠密)毛毛雨，有冰凍小毛毛雨和雨中或大毛毛雨和雨觀測時有間歇性小雨，無冰凍；雨(不區(qū)分強度時)性雨小雨，有冰凍中到大雨，有冰凍有小雨夾雪或小毛毛雨夾雪；雨夾雪(不區(qū)分強度時)觀測時有間歇性小雪；雪(不區(qū)分強度時)固體降水有獨個的星形雪花晶狀體(有霧或無霧)有小陣雨；陣雨(不區(qū)分強度時)有中到大陣雨有暴陣雨有小陣雨夾雪；陣性雨夾雪(不區(qū)分強度時)有小陣雪；陣雪(不區(qū)分強度時)有小陣雪球或冰球，伴有雨或雨夾雪，或者未有中到大陣雪球或冰球，伴有雨或雨夾雪，或有小陣冰雹，伴有或未伴有雨或雨夾雪，無雷暴觀測時有小雪，或雨夾雪，或冰雹，觀測前1h觀測時有中到大雪或雨夾雪，觀測前1h內有降水霜露過去天氣現(xiàn)象類型及代碼見表A.9。012345毛毛雨6雨7雪或雨夾雪8陣雨9雷暴(有降雨或無降雨)(規(guī)范性)質量控制方法B.1自動質量控制B.1.1格式檢驗檢驗數(shù)據(jù)記錄排列順序、起始位置、長度、數(shù)據(jù)存儲類型、字符代碼和數(shù)據(jù)文件的文件名等是否按照規(guī)定格式要求填寫，文本格式數(shù)據(jù)文件中每行記錄都應有回車換行符，不滿足規(guī)定格式要求的數(shù)據(jù)記錄均為錯誤。B.1.2全等性檢驗全等性檢驗主要是針對觀測記錄中的某些要素項，如航次號、船代碼、浮標號、平臺代碼、測站代碼(測站號)、站位信息、觀測方法、儀器名稱和觀測儀器海拔高度等信息數(shù)據(jù)進行的檢驗，這些要素往往具有固定取值，且長期保持不變。檢驗前收集整理這些要素的固定取值作為參數(shù)值，若要素的記錄值和參數(shù)值不一致，則數(shù)據(jù)可疑。B.1.3時間檢驗時間檢驗主要是針對觀測數(shù)據(jù)的時間(年月日時分秒)進行的檢驗。時間檢驗包括時間范圍檢驗、時間合理性檢驗、時間遞增性檢驗和時區(qū)檢驗。具體方法如下。a)時間范圍檢驗。觀測時間的取值應位于合理范圍內，其中年份取值不大于當前年份，月份取值范圍為[1,12],日期取值在1和當月的最大天數(shù)之間，時取值范圍為[0,24],分、秒取值范圍為(0,60),否則觀測時間數(shù)據(jù)錯誤。b)時間合理性檢驗。數(shù)據(jù)文件名、航次信息、數(shù)據(jù)時間記錄中的時間信息應一致，否則認為時間記錄可疑。c)時間遞增性檢驗。連續(xù)觀測的數(shù)據(jù)時間記錄按順序遞增，否則認為時間記錄錯誤。d)時區(qū)檢驗。檢驗時區(qū)標識信息記錄(標識觀測時間采用時區(qū)的數(shù)據(jù)記錄)是否與實際情況一致，若不一致時區(qū)標識信息和時間記錄可疑。B.1.4缺測檢驗按照海洋氣象數(shù)據(jù)記錄格式中各數(shù)據(jù)項缺測值的規(guī)定，檢驗觀測數(shù)據(jù)記錄是否為缺測數(shù)據(jù)。B.1.5位置檢驗位置檢驗是對觀測的經(jīng)、緯度記錄進行的檢驗，具體包括以下方法。a)位置最大范圍檢驗。經(jīng)度取值范圍為[-180°,180]或[0°,360],緯度取值范圍為[-90°,90°],超出該范圍則經(jīng)、緯度錯誤。b)定點站范圍檢驗。浮標、斷面等觀測站點設置較為固定，觀測站位漂移范圍一般不超過5km,以浮標、斷面設置站點經(jīng)緯度值上下左右偏移5km的取值為范圍參數(shù)，超出范圍參數(shù)則經(jīng)緯度可疑；岸基定點觀測的站位一般不發(fā)生變化，采用固定經(jīng)緯度數(shù)值作為范圍參數(shù)，若與固定參數(shù)不一致則經(jīng)緯度可疑。c)著陸檢驗。通常利用海陸位置背景數(shù)據(jù)，將海洋觀測數(shù)據(jù)位置與陸地位置進行精細化比較，判d)航速檢驗。船舶觀測海洋氣象數(shù)據(jù)的經(jīng)緯度在一定時間內空間變化距離受航行速舶的平均航速一般小于或等于40knot(1knot=0.5138m/sa)極值范圍檢驗。某固定區(qū)域某要素觀測值超出該地該要素歷史資料或再分析資料的多年(一般不少于10年)統(tǒng)計極值范圍時，數(shù)據(jù)可疑。即觀測值L應滿足公式(B.1),否則數(shù)據(jù)可b)萊因達準則檢驗。對于觀測值x;(i=1,2,3,…,N),根據(jù)誤差理論，如觀測值中含有隨機誤差，當N足夠大的時候，剩余誤差服從正態(tài)分布。萊因達準則規(guī)定與x;相應的剩余誤差v;v;≤k·σa)梯度檢驗。氣象觀測要素在一定時間范圍內具有連續(xù)性，時間或者位置相鄰的觀測要素變化值應該在一定范圍內，否則認為數(shù)據(jù)異常。具體方法為：假設當前觀測值為V;,與其時間相鄰的上一個正確值為V;-1,則應滿足公式(B.6),否則V;和V;——當前觀測值；V;-1——與V;時間相鄰的上一個正確值。b)尖峰檢驗。氣象觀測要素在一定時間范圍內具有連續(xù)性，若出現(xiàn)與周圍觀測值明顯不同的尖假設當前觀測值為V;,與其時間相鄰的第一個正確觀測值為V;-1和V;+1,則要求V;滿足公式(B.7),否則認為V;可疑。V;——當前觀測值；V;-1——與V;時間相鄰的上一個正確值；V;+1——與V;時間相鄰的下一個正確值；c)黏滯檢驗，也叫恒定檢驗或卡值檢驗。觀測儀器靈敏度和分辨率足夠的情況下，氣象觀測要素受流體動力因素的影響，在一定時間范圍內不會恒定不變，若恒定不變則數(shù)據(jù)可疑。具體方法為：找出某段時間中要素最大值Vmx和最小值Vmin,則應滿足公式(B.8),否則該段數(shù)據(jù)可疑。Vmax-Vmin≥H………………Vmx——某段時間中某要素的最大值；Vmin——某段時間中某要素的最小值；H?——黏滯檢驗(恒定檢驗、卡值檢驗)參數(shù)，根據(jù)要素類型、儀器分辨率、觀測時間和區(qū)域等不同氣象要素數(shù)據(jù)記錄之間存在一定的物理聯(lián)系，若數(shù)據(jù)記錄之間相互關系不符合其物理聯(lián)系，則認為數(shù)據(jù)可疑，若異常非常明顯則認為數(shù)據(jù)錯誤。某些天氣現(xiàn)象或要素需要在一定的氣象背景下才能出現(xiàn)，因此天氣現(xiàn)象和氣象要素之間存在特定的關系，若不滿足該關系則認為兩數(shù)據(jù)可疑。例如：云量和天氣現(xiàn)象之間的特定關系、云狀和天氣現(xiàn)象之間的特定關系、能見度和天氣現(xiàn)象之間的特定關系、風速和天氣現(xiàn)象之間的特定關系、氣溫和天氣現(xiàn)象之間的特定關系等。B.1.8.3空間一致性檢驗氣象觀測要素數(shù)據(jù)記錄在一定空間范圍內具有連續(xù)性，位置鄰近的觀測記錄變化值應該在一定范圍內，否則認為數(shù)據(jù)異常。例如：探空觀測的氣壓(高度)隨著時間單調遞減(遞增),若出現(xiàn)重復或逆轉的記錄則數(shù)據(jù)可疑。氣溫、氣壓、風要素隨著觀測高度存在一定的遞變規(guī)律，若不滿足該規(guī)律則認為數(shù)據(jù)可疑，若異常顯著則認為數(shù)據(jù)錯誤。氣象觀測數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計結果記錄存在邏輯關系，利用此關系可進行數(shù)據(jù)記錄的檢驗。一日內某選的具體方法如下：觀測數(shù)據(jù)序列A與參考數(shù)據(jù)序列B的差值序列V,若V滿足公式(B.9),則觀測數(shù)據(jù)序列的第i值A;可疑。V;——觀測數(shù)據(jù)序列A與預測數(shù)據(jù)或再分析數(shù)據(jù)序列B的差值序列V的第i值；V;觀測數(shù)據(jù)序列A與預測數(shù)據(jù)或再分析數(shù)據(jù)序列B的差值序列Va)繪制站位圖和航次軌跡圖，若站位明顯偏離航線或出現(xiàn)在不合理的區(qū)域，則數(shù)據(jù)記錄可疑；b)繪制時間序列過程線、空間分布的剖面圖或廓線圖等，直觀地顯示超出范圍數(shù)據(jù)、突變點、尖峰和缺測值等，根據(jù)圖形的變異程度人工判定數(shù)據(jù)是正確數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)、可疑數(shù)據(jù)或缺測數(shù)據(jù)；c)繪制同一要素不同觀測頻率的數(shù)據(jù)序列過程線，在同時具有觀測記錄的位置，過程線應基本重d)將觀測數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)做成相關圖(點聚圖),當數(shù)據(jù)符合要求時，所有點應密集地落在一根曲線或直線(相關線)附近，如果個別點明顯偏離該相關線密集區(qū)，則這個點的觀測數(shù)據(jù)可疑。對于判定為錯誤、可疑或重復的數(shù)據(jù)，由有專業(yè)經(jīng)驗的人員進一步審核數(shù)據(jù)質量符的合理性，根據(jù)人工判斷結果對數(shù)據(jù)質量符進行確認和修正。若有其他參考信息，例如原始記錄文件、現(xiàn)場觀測圖表等提供的正確觀測記錄，則盡量對數(shù)據(jù)進行修正，并將數(shù)據(jù)質量符修改為正確數(shù)據(jù)質量符；對于沒有依據(jù)、B.3質量標識方法數(shù)據(jù)質量標識方法采用對數(shù)據(jù)記錄標識質量符的方式。質量符為字符型，其用法和意義見表B.1。質量控制標識(質量符)說明1正確數(shù)據(jù)2備用345備用9(規(guī)范性)海面氣象數(shù)據(jù)質量控制C.1自動質量控制對數(shù)據(jù)記錄格式和文件名稱進行格式檢驗。具體方法見B.1.1。C.1.2全等性檢驗對海面氣象數(shù)據(jù)中某些具有固定取值，且長期保持不變的要素數(shù)據(jù)進行全等性檢驗。具體方法見C.1.3時間檢驗對觀測數(shù)據(jù)中記錄的時間進行時間檢驗。具體方法見B.1.3。C.1.4缺測檢驗按照海面氣象數(shù)據(jù)記錄格式中各數(shù)據(jù)項缺測值的規(guī)定，檢驗觀測數(shù)據(jù)記錄是否為缺測記錄。C.1.5位置檢驗C.1.6定義和編碼范圍檢驗對部分海面氣象要素的數(shù)據(jù)進行定義和編碼范圍檢驗，要素及其合理取值范圍參數(shù)見表C.1,若數(shù)據(jù)記錄超出此范圍，則認為數(shù)據(jù)錯誤。表C.1部分海面氣象要素定義和代碼范圍表合理取值范圍1航向/(°)(0,360)、361表示靜止2[0,10]、11(有時規(guī)定“天空完全為云所遮蔽，但從云隙中可見藍天”編碼為11)3[0,10]、11(有時規(guī)定“天空完全為云所遮蔽，但從云隙中可見藍天”編碼為11)45中云狀代碼6789(0,360)、361和362表示靜穩(wěn)和多變C.1.7氣候學范圍檢驗對氣溫、氣壓、濕度、風速、降水量、海表皮溫等海面氣象要素數(shù)據(jù)進行氣候學范圍檢驗參數(shù)根據(jù)B.1.7的方法確定。經(jīng)驗范圍參數(shù)見表C.2。表C.2部分海面氣象要素氣候學經(jīng)驗范圍參數(shù)表合理取值范圍123風速/(m/s)4海面氣溫(干球溫度)/℃全球：[一80,60];中國近海：[-30,45]5全球：[870,1100];中國沿海：[910,1060]676h降水量/mm89C.1.8一致性檢驗C.1.8.1時間一致性檢驗對連續(xù)觀測的氣壓、氣溫、相對濕度、風速、海表皮溫等海面氣象要素進行時間一致性檢驗。具體方法見B.1.8.1。數(shù)據(jù)梯度檢驗的質控參數(shù)見表C.3,超出該范圍則當前氣象要素值可疑；尖峰檢驗的質控參數(shù)見表C.4,超出該范圍則尖峰數(shù)據(jù)可疑；黏滯檢驗的質控參數(shù)見表C.5,超出該范圍則該時段的氣象要素值可疑。表C.3氣象數(shù)據(jù)時間一致性(梯度)檢驗質控參數(shù)(時間間隔≤1min)(時間間隔1min～1h)梯度檢驗經(jīng)驗參數(shù)H。風速/(m/s)海表皮溫/℃表C.4氣象數(shù)據(jù)時間一致性(尖峰)檢驗質控參數(shù)(時間間隔≤1min)尖峰檢驗經(jīng)驗參數(shù)H;(時間間隔1min～1h)風速(10min平均)/(m/s)海表皮溫/℃表C.5氣象要素黏滯檢驗經(jīng)驗參數(shù)露點/℃1平均風速/(m/s)風向/(°)10.0(風速≥0.5m/s時),0(風速<0.5m/s時)海表皮溫/℃氣溫/℃露點/℃1風向/(°)10.0(風速>0.5m/s時)海表皮溫/℃C.1.8.2相關要素一致性檢驗海面氣象數(shù)據(jù)內部一致性檢驗的內容包括：——天氣現(xiàn)象內部一致性檢驗；——總云量內部一致性檢驗；——低云量內部一致性檢驗；——高云狀內部一致性檢驗；——中云狀內部一致性檢驗；——低云狀內部一致性檢驗；——最低云高內部一致性檢驗；——能見度內部一致性檢驗；——風速內部一致性檢驗；——氣溫內部一致性檢驗。在進行檢驗前先對云量和云狀進行代碼轉換，將云量按照表A.1轉換為云量代碼，云類或云狀按照表A.3、表A.4和表A.5轉換為云狀代碼，再進行檢驗。具體按HY/T0315—2021中8.3k)規(guī)定的方法處理。C.1.8.3統(tǒng)計一致性檢驗若海面氣象數(shù)據(jù)中包含日極值(日合計)記錄，則根據(jù)B.1.8.4的方法進行一日內各定時或逐時記錄值與日極值(日合計值)的統(tǒng)計一致性檢驗。C.1.9參考數(shù)據(jù)檢驗若存在同一觀測站點、同一要素、同一觀測時刻、不同觀測方法的海面氣象要素的參考數(shù)據(jù)，則按B.1.9.1方法進行參考數(shù)據(jù)檢驗；若存在同步預報數(shù)據(jù)或再分析數(shù)據(jù)，則按B.1.9.2方法進行參考數(shù)據(jù)檢驗。C.1.10重復數(shù)據(jù)檢驗對海面氣象數(shù)據(jù)同一文件內的數(shù)據(jù)記錄進行重復數(shù)據(jù)檢驗，具體方法見B.1.10。C.1.11自動綜合分析對C.1.1～C.1.10的自動質量控制結果進行綜合分析，做出質量判斷和質量控制標識。具體方法見C.2人工審核C.2.1抽樣瀏覽檢查對文件名、數(shù)據(jù)文件記錄格式和數(shù)據(jù)記錄內容進行抽樣瀏覽檢查，具體內容和方法見B.2.1。C.2.2可視化圖形檢驗海面氣象數(shù)據(jù)的可視化圖形檢驗主要包括以下內容：a)繪制站位圖和航次軌跡圖，若站位明顯偏離航線或出現(xiàn)在不合理的區(qū)域，則數(shù)據(jù)記錄可疑；b)繪制氣溫、氣壓、風速等要素時間序列過程線以及范圍值邊界線，顯示超出范圍數(shù)據(jù)、突變點、尖峰和缺測值等，根據(jù)圖形的變異程度人工判定數(shù)據(jù)是正確數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)、可疑數(shù)據(jù)或缺測數(shù)據(jù)；c)繪制同一要素不同觀測頻率的數(shù)據(jù)序列過程線，在同時具有觀測記錄的位置過程線應基本重合，否則該時刻的數(shù)據(jù)記錄明顯不同，數(shù)據(jù)可疑；d)將觀測數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)做成相關圖(點聚圖),當數(shù)據(jù)符合要求時，所有點應密集地落在一根曲線或直線(相關線)附近，如果個別點明顯偏離該相關線密集區(qū)，則這個點的觀測數(shù)據(jù)可疑。C.2.3原始資料查實對于海面氣象數(shù)據(jù)中已判定為錯誤、可疑或重復的數(shù)據(jù)，按B.2.3的內容和方法進行原始資料查實。對海-氣通量數(shù)據(jù)中風向和云量進行定義和編碼范圍檢驗。風向的合理取值范圍為(0,360)、361范圍檢驗參數(shù)太陽總輻射/向下短波輻射/(W/m2)向上短波輻射/(W/m2)向下長波輻射/(W/m2)向上長波輻射/(W/m2)凈全輻射/(W/m2)潛熱通量/(W/m2)[一600,1900]動量通量/(N/m2)式中：A——反照率數(shù)據(jù)，取值范圍為[0,1],理論上反照率為向上短波輻射和太陽總輻射(向下短B.1.9.1方法進行參考數(shù)據(jù)檢驗；若存在同步預報數(shù)據(jù)或再分析數(shù)據(jù)，則按B.1.9.2方法進行參考數(shù)據(jù)對D.1.1～D.1.10的自動質量控制結果進行綜合分析，做出質量判斷和質c)繪制氣溫、氣壓、相對濕度和風等要素的廓線圖，以及范圍值邊界線，顯示超出范圍數(shù)據(jù)、突變點、尖峰和缺測值等。其中超出范圍數(shù)據(jù)、突變點數(shù)據(jù)和尖峰數(shù)據(jù)均作為可疑值，再根據(jù)圖形的變異程度人工判定數(shù)據(jù)是正確數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)或可疑數(shù)據(jù)。d)將氣溫、氣壓、相對濕度、風、通量和輻射等要素觀測數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)做成相關圖(點聚圖),當數(shù)據(jù)符合要求時，所有點應密集地落在一根曲線或直線(相關線)附近，如果個別點明顯偏離該相關線密集區(qū)，則這個點的觀測數(shù)據(jù)可疑。D.2.3原始資料查實對于海-氣通量數(shù)據(jù)中已判定為錯誤、可疑或重復的數(shù)據(jù)，按B.2.3的內容和方法進行原始資料查實。(規(guī)范性)探空氣象數(shù)據(jù)質量控制E.1自動質量控制E.1.1格式檢驗對數(shù)據(jù)記錄格式和文件名稱進行格式檢驗。具體方法見B.1.1。E.1.2全等性檢驗對探空氣象數(shù)據(jù)中某些具有固定取值，且長期保持不變的要素數(shù)據(jù)進行全等性檢驗。具體方法見E.1.3時間檢驗對觀測數(shù)據(jù)中記錄的時間進行時間檢驗。具體方法見B.1.3。E.1.4缺測檢驗按照探空氣象數(shù)據(jù)記錄格式中各數(shù)據(jù)項缺測值的規(guī)定，檢驗觀測數(shù)據(jù)記錄是否為缺測記錄。E.1.5位置檢驗對觀測的經(jīng)、緯度記錄進行位置檢驗，具體方法見B.1.5。E.1.6定義和編碼范圍檢驗對探空氣象數(shù)據(jù)的部分環(huán)境要素進行定義和編碼范圍檢驗，要素和合理取值范圍如下：a)相對濕度：[0,100],單位為%;b)風向：(0,360),單位為度(°);c)低/總云量：[0,10],單位為成；d)云類/云屬代碼：范圍見表A.2,云狀代碼：取值范圍見表A.3、表A.4和表A.5;e)天氣現(xiàn)象編碼：范圍見表A.8和表A.9。E.1.7氣候學范圍檢驗E.1.7.1對地(海)面觀測的氣溫、露點、氣壓、風速、能見度及最低云高等環(huán)境要素數(shù)據(jù)進行氣候學范圍檢驗，方法見B.1.7。其中主要要素經(jīng)驗范圍參數(shù)如下：a)本站地(海)面氣溫：[-80,60],單位為攝氏度(℃);b)本站地(海)面露點：[-80,60],單位為攝氏度(℃);c)本站地(海)面氣壓：[500,1100],單位為百帕(hPa);d)能見度：[0,70],單位為千米(km);e)風速：[0,75],單位為米每秒(m/s);f)最低云高：[25,8000],單位為米(m);E.1.7.2探空觀測的氣溫、風速等要素數(shù)據(jù)進行氣候學范圍檢驗方法見B.1.7。其中氣候學經(jīng)驗范圍參數(shù)見QX/T123—2011中的表A.1。E.1.8.1同層次不同要素的一致性檢驗048V;-V;-≥0(或V;-V;-i≤0)…………(E.T;=T+i-T;式中：T;——逆溫值，單位為攝氏度(℃);T;+i——第i+1層的氣溫，單位為攝氏度(℃);T;——第i層的氣溫，單位為攝氏度(℃)。表E.2較薄逆溫層中的逆溫界限值逆溫界限值/(℃)注：較薄逆溫層指厚度<10hPa或底層氣壓>850hPa時厚度<20hPa的逆溫層；北半球冬季為10月一3月和夏季為4月—9月，南半球相反。表E.3較厚逆溫層中的逆溫界限值逆溫界限值/(℃)E.1.8.2.4溫、濕特性層檢驗溫、濕特性層的一致性檢驗包括以下內容：a)特性層第00層的氣壓、溫度、溫度露點差與地面層的氣壓、溫度、溫度露點差應相等，否則相關要素可疑；b)特性層最高層的氣壓應小于或等于探測到的最高標準等壓面的氣壓，否則表示特性層最高層缺測；c)特性層最高層氣壓和最高標準等壓面的氣壓相等時，溫度、溫度露點差也應相等，否則相關要素可疑；d)特性層氣壓與對流層頂氣壓相等時，其他相應要素也應相等，否則相關要素可疑。E.1.8.2.5風切變檢驗利用風的垂直漸變性變化，進行相鄰標準層風的檢驗。包括風速切變檢驗、風向和風速切變檢E.1.9自動綜合分析對E.1.1～E.1.8的自動質量控制結果進行綜合分析，做出質量判斷和質量控制標識。其中：——檢驗未發(fā)現(xiàn)異常的標識正確數(shù)據(jù)質量符；——格式檢驗、定義和編碼范圍檢驗認定錯誤的數(shù)據(jù)，標識錯誤數(shù)據(jù)質量符；——缺測檢驗認定的缺測數(shù)據(jù)，標識缺測數(shù)據(jù)質量符；——全等性檢驗、時間檢驗、位置檢驗、氣候學范圍檢驗、一致性檢驗認定可疑的數(shù)據(jù)，標識可疑數(shù)據(jù)質量符，認定錯誤的數(shù)據(jù)，標識錯誤數(shù)據(jù)質量符；——重復數(shù)據(jù)檢驗認定重復的數(shù)據(jù)，標識重復數(shù)據(jù)質量符。質量符用法見表B.1。E.2人工審核E.2.1抽樣瀏覽檢查對文件名、數(shù)據(jù)文件記錄格式和數(shù)據(jù)記錄內容進行抽樣瀏覽檢查，具體內容和方法見B.2.1。E.2.2可視化圖形檢驗探空氣象數(shù)據(jù)可視化圖形檢驗主要包括以下內容。a)繪制站位圖和航次軌跡圖，若站位明顯偏離航線或出現(xiàn)在不合理的區(qū)域，則數(shù)據(jù)記錄可疑。b)繪制地(海)面觀測的氣溫、露點、氣壓、風速、能見度及最低云高等環(huán)境要素數(shù)據(jù)時間序列過程線以及范圍值邊界線，顯示超出范圍數(shù)據(jù)、突變點、尖峰和缺測值等。其中超出范圍數(shù)據(jù)、突變點數(shù)據(jù)和尖峰數(shù)據(jù)均作為可疑值，再根據(jù)圖形的變異程度人工判定數(shù)據(jù)是正確數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)或可疑數(shù)據(jù)。c)繪制探空觀測的氣溫、氣壓、風速、濕度、露點、折射率等要素剖面圖和歷史資料范圍界限線，顯示超出范圍數(shù)據(jù)、突變點、尖峰和缺測值等。其中超出范圍數(shù)據(jù)、突變點數(shù)據(jù)和尖峰數(shù)據(jù)均作為可疑值，再根據(jù)圖形的變異程度人工判定數(shù)據(jù)是正確數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)或可疑數(shù)據(jù)。E.2.3原始資料查實對于探空氣象數(shù)據(jù)中判定為錯誤、可疑或重復的數(shù)據(jù)，按B.2.3的內容和方法進行原始資料查實。(資料性)海洋氣象數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)集元數(shù)據(jù)海洋氣象數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)采用文本文件的格式存儲。內容包括3組：元數(shù)據(jù)實體信息、數(shù)據(jù)集標識信息和數(shù)據(jù)處理信息。由表F.1、表F.2和表F.3組成。每組元數(shù)據(jù)信息的第一行為該組元數(shù)據(jù)信息的內容標識，其余行為元數(shù)據(jù)具體信息。每行元數(shù)據(jù)具體信息包括以下兩項：a)一項為元數(shù)據(jù)元素名稱+冒號(半角);b)一項為元數(shù)據(jù)元素內容。表F.1、表F.2和表F.3中“出現(xiàn)次數(shù)”為1時，元數(shù)據(jù)元素內容僅填寫一組值，當“出現(xiàn)次數(shù)”為N時，元數(shù)據(jù)元素內容可填寫多組值，每組值之間用分號(半角)分隔。下面給出了常規(guī)斷面調查海面氣象常規(guī)觀測數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)內容的示例。表F.1元數(shù)據(jù)實體信息行序號內容說明出現(xiàn)次數(shù)數(shù)據(jù)類型值域說明1元數(shù)據(jù)實體信息為元數(shù)據(jù)實體信息 空白2管理和區(qū)分標準數(shù)據(jù)集，元數(shù)據(jù)據(jù)集存儲的相對目錄確定1字符型名+“MDA”3元數(shù)據(jù)創(chuàng)建日期元數(shù)據(jù)創(chuàng)建或最近更新日期。YYYYMMDD1數(shù)值型4元數(shù)據(jù)制作部門元數(shù)據(jù)創(chuàng)建單位和部門，自由1字符型1字符型表F.2數(shù)據(jù)集標識信息內容說明出現(xiàn)次數(shù)值域說明6數(shù)據(jù)集標識信息