气象观测质量控制指南(试行)

气象观测质量控制指南(试行)1适用范围本指南适用于全国各级各类常规气象观测站（地面气象观测站、高空气象观测站、天气雷达站、气象卫星地面站、农业气象观测站、生态气象观测站、大气成分观测站等）、临时气象观测站点、应急气象观测单元的全流程观测质量控制工作，专项观测任务可结合本指南制定专项质控方案。本指南为试行版本，将根据气象观测技术迭代、业务需求变化适时修订。2质控总则2.1质控目标以保障观测数据“代表性、准确性、可比性、连续性”为核心目标：（1）代表性：观测数据能够真实反映观测站点对应空间范围内的气象要素平均特征，不受异常干扰因素影响，下垫面、观测环境符合规范要求；（2）准确性：观测数据误差严格控制在《地面气象观测规范》《高空气象观测规范》等国家现行标准允许的范围内，其中气温观测误差≤0.2℃，气压观测误差≤0.5hPa，风速观测误差≤0.3m/s，降水量观测误差≤2%，能见度观测误差≤10%；（3）可比性：同一站点不同时次、同区域同类型站点同一时次的观测数据符合气象要素时空分布规律，同气候区同类站点的要素年平均值偏差≤5%；（4）连续性：观测序列无无故断缺，年缺测率≤0.1%，要素序列时间节点符合观测时次要求，无跳变、错位问题。2.2质控原则（1）全流程覆盖原则：质量控制贯穿观测环境核查、设备校准、观测实施、数据上传、数据归档全链条，无质控盲区；（2）分级负责原则：建立台站级、市级、省级、国家级四级质控体系，各级职责明确：①台站级：为质量控制第一道防线，负责实时质控、日质控、现场核查、异常数据初步判定与处理，对本站观测数据质量负首要责任；②市级：负责辖区内台站的月质控、日常巡检、质控人员培训指导、异常数据复核，对辖区内观测数据质量负监管责任；③省级：负责全省（区、市）观测数据的半年质控、年质控、跨区域数据对比、质控技术研发推广、疑难异常数据排查，对本省观测数据质量负总责；④国家级：负责全国观测数据的均一性检验、质控标准制定、国家级质控数据集生产、跨区域质控协调，对全国观测数据质量负统筹管理责任。（3）人机结合原则：以自动质控软件筛查为基础，人工核查验证为补充，避免单一质控方式的漏判、误判问题；（4）可追溯原则：所有质控操作、异常处理、数据修正均需留存完整记录，原始观测数据与修正后数据一一对应，全程可追溯。3观测前质量控制观测前质量控制为前置性防控环节，从源头规避数据质量风险。3.1观测环境核查严格按照《气象探测环境和设施保护办法》（中国气象局令第7号）要求开展环境核查：（1）核查频次：台站每季度开展1次全面现场核查，市级每半年开展1次辖区内台站环境抽查，省级每年开展1次重点台站环境核查；（2）核查内容：地面观测站观测场围栏与周边障碍物距离需达到障碍物高度的10倍以上，日照计、辐射传感器周边障碍物遮挡仰角≤5°，气温、湿度传感器安装高度距地面1.5m（误差≤5cm），雨量传感器口缘水平误差≤1°，风速、风向传感器安装高度距地面10-12m（误差≤10cm）；天气雷达站净空保护区内无新增遮挡建筑，0°仰角扫描遮挡范围≤20%；高空气象观测站放球点周边2km范围内无高压线路、超高层建筑物影响探空气球升球路径；大气成分观测站周边5km范围内无固定污染源；（3）问题处置：发现观测环境不符合规范要求的，台站需在24小时内上报上级主管部门，同步记录环境变化影响的要素类型、影响时段、影响程度，待环境整改完成前，对受影响的数据标注“环境干扰”标识。3.2观测设备校准与巡检（1）计量检定：强制检定类观测设备（气温、气压、雨量、风速传感器，探空仪基值测定设备，雷达功率校准设备等）需严格按照《中华人民共和国计量法》要求，每年送法定计量检定机构开展检定，检定不合格的设备严禁投入使用；自动气象站现场校准每2年开展1次，校准不合格的设备立即更换；探空仪每次施放前需开展基值测定，气温偏差≥0.2℃、气压偏差≥0.5hPa、湿度偏差≥3%的探空仪严禁施放；天气雷达每半年开展1次反射率因子、径向速度标定，反射率因子标定误差≤1dBz，径向速度标定误差≤1m/s；（2）日常巡检：台站每日开展1次远程设备巡检，检查供电、通信、传感器运行状态，每周开展1次现场巡检，清理雨量筒内落叶、杂物，检查传感器是否松动、进水、积尘，降雪天气每2小时巡查1次雨雪传感器加热装置运行状态，无加热装置的及时清理积雪；（3）故障处置：发现设备故障的，1小时内启动备用设备，无备用设备的立即开展人工补测，同步上报设备故障情况，故障期间的数据标注“设备故障”标识。3.3人员资质核查（1）上岗要求：所有独立开展观测操作的人员必须持有国家气象主管机构颁发的气象观测人员资格证，每年完成不少于40学时的业务培训，新设备、新系统投入使用前需通过专项实操考核，考核合格后方可上岗；（2）临时人员管理：临时辅助观测人员需经过不少于7天的岗位实操培训，由台站负责人确认符合操作要求后，方可在正式观测人员指导下开展辅助工作，严禁无资质人员独立开展观测、数据上传操作。4观测过程实时质量控制观测过程实时质量控制为核心管控环节，第一时间排查处置疑误数据。4.1自动观测数据实时质控台站端需部署具备阈值检验、时间一致性检验、空间一致性检验功能的实时质控软件，24小时运行：（1）阈值检验：按照观测规范设定要素阈值，可根据本地气候特征适配调整，通用阈值为：气温-50℃~55℃，气压500hPa~1050hPa，风速0~75m/s，1分钟降水量≤4mm，1小时降水量≤150mm，相对湿度0~100%，超出阈值的数据自动标记为疑误数据；（2）时间一致性检验：气温10分钟变化≥5℃、风速1分钟变化≥20m/s、气压1小时变化≥5hPa、相对湿度10分钟变化≥30%的，自动标记为疑误数据；（3）空间一致性检验：同区域3个以上相邻站点同一要素差值≥2倍标准差的，自动标记为疑误数据；（4）告警处置：质控软件每5分钟推送1次疑误数据告警，值班人员需在10分钟内完成核查反馈，核查内容包括设备运行日志、周边天气实况、相邻站点数据，确认是否为极端天气过程或设备故障导致。4.2人工观测数据实时质控人工观测项目（云、能见度、天气现象、冻土、积雪、作物发育期等）严格按照规范时次开展：（1）观测前校准：能见度观测前需与自动能见度仪观测值对比，偏差≥20%的需调整观测参考基准；云状、天气现象观测需结合实时天气背景，避免出现逻辑矛盾（如晴天记录雨层云、降雪天气记录积雨云等）；（2）交叉核查：人工观测数据录入系统前需由2名值班人员交叉核查，确认无误后方可上传，确需更正的需标注更正标识，同步记录更正原因，严禁随意涂改原始观测记录。4.3专项观测数据实时质控（1）天气雷达观测：每次扫描前完成标定，扫描过程中实时核查回波质量，地物回波、超折射回波覆盖范围≥20%的立即启动滤波算法滤除，径向速度出现模糊的自动完成退模糊处理后人工复核，灾害性天气过程期间每10分钟核查1次回波数据质量；（2）高空气象观测：探空仪升球后实时跟踪信号，信号丢失≥5分钟的立即准备补放球，探空温压湿风曲线需符合大气垂直分布规律，逆温层、急流区的突变数据需结合天气背景核查，确认无误后方可上传；（3）农业气象观测：作物发育期观测对照官方发布的作物发育期图谱判定，土壤湿度观测重复样本误差：0~10cm土层≤3%，10~50cm土层≤5%，50cm以上土层≤7%；（4）大气成分观测：PM2.5、臭氧等观测数据每1小时与参比方法对比，偏差≥5%的立即校准传感器。4.4应急观测数据实时质控突发灾害天气、重大活动保障期间的应急观测，加密观测频次至每10分钟1次，每5分钟核查1次观测数据质量，自动观测与人工观测数据交叉验证，偏差超过允许范围的立即现场核查，所有应急观测数据需经台站负责人签字确认后方可上传，数据可用率需达到100%。5观测后质量控制观测后质量控制为事后复核环节，保障归档数据质量。5.1日质控台站值班人员每日20时后对当日所有观测数据开展全面复核：核查疑误数据处置情况、缺测数据补测情况、人工与自动观测一致性，当日极端气温、最大风速、过程降水量与相邻3个以上站点对比验证，确认无误后在质控系统签字确认，未核查清楚的疑误数据标注“待核查”标识，24小时内完成核查后更新状态。5.2月质控市级气象部门每月5日前完成辖区内台站上一月度数据汇总质控：核查数据缺测率≤0.1%，疑误数据处置及时率100%，同一站点当月要素序列与近3年同期差值≤2倍标准差，超标的排查设备、环境、人为操作因素，形成月度质控报告上报省级部门，同步督促台站整改发现的问题。5.3年质控省级气象部门每年2月底前完成全省上一年度观测数据质控：组织跨区域同气候区站点数据对比检验，同类站点要素年平均值偏差≤5%，对所有台站的观测环境、设备校准、人员资质开展年度核查，形成年度质控报告上报国家级部门。国家级气象部门每年完成全国观测数据均一性检验，发布国家级质控数据集，供全国业务、科研使用。6异常数据判定与处理规范6.1异常数据判定标准满足以下任意一项且排除极端天气过程影响的，判定为异常数据：（1）超出要素合理阈值；（2）时间、空间一致性检验不合格；（3）设备故障、人为操作失误导致的错误数据；（4）观测环境干扰导致的失真数据。极端灾害性天气（如极端高温、龙卷、短时强降水、寒潮等）导致的超出常规阈值的数据，经现场核查、天气背景验证后确认为有效数据，不得判定为异常。6.2异常数据处理流程（1）核实：收到疑误告警后，值班人员通过设备日志、监控录像、相邻站点数据、天气背景等多维度核实异常原因；（2）处置：设备故障导致的异常数据，标注“错误”，用补测数据或插值数据代替；人为操作失误导致的异常数据，立即更正，记录失误原因；环境干扰导致的异常数据，标注“环境干扰”，待环境整改后恢复正常观测；极端天气导致的极值数据，标注“极端值”，附天气过程说明，保留原始数据；（3）记录：所有异常数据处置需填写《异常数据处理记录表》，记录异常时间、异常要素、异常原因、处置措施、处置人、处置时间，存档备查；（4）追溯：原始观测数据不得删除、修改，修正后数据与原始数据一一对应存储，全程可追溯。6.3缺测数据处理规范（1）缺测时间≤1小时的，用前后10分钟有效数据线性插值代替，插值误差≤10%；（2）缺测时间>1小时的，用同区域3个以上相邻站点反距离权重插值代替，插值相关系数≥0.8；（3）不符合插值条件的，标注“缺测”，严禁编造数据补全序列；（4）人工观测项目缺测的，2小时内完成补测，无法补测的标注“缺测”。7质控记录与归档管理7.1记录内容需留存的质控记录包括：观测环境核查记录、设备校准检定证书、设备巡检记录、人员培训考核记录、疑误数据处理记录、异常数据处理记录、缺测数据处理记录、各级质控报告，所有记录需如实填写，不得随意涂改，确需更正的由更正人签字确认。7.2存储要求纸质记录装订成册，由台站档案管理员统一保管，保存期限≥30年；电子记录存储在专用涉密服务器，每月本地备份1次，每3个月异地备份1次，电子记录采用加密存储，防止篡改；涉密观测数据的质控记录按照国家保密规定管理。7.3查询调用质控记录仅限气象业务、科研工作使用，调用需经同级气象主管部门审批，不得随意向第三方泄露未公开的观测数据和质控信息。8质控人员管理与能力建设8.1岗位职责各级质控人员定岗定责，不得随意更换，更换需报上级主管部门备案：台站质控员负责本站实时质控、日质控、现场核查；市级质控员负责辖区月质控、台站巡检、人员培训；省级质控员负责全省年质控、质控技术研发、疑难问题排查；国家级质控员负责全国质控标准制定、质控产品研发、跨区域协调。8.2能力要求各级质控员需熟练掌握气象观测规范、质控流程、数据处理方法，能够独立排查常见设备故障和数据异常问题，每年参加不少于2次的质控专项培训，考核合格后方可继续上岗。8.3责任追究未按照规范开展质控工作导致数据出现重大错误，影响气象预报、服务效果的，按照《气象行业管理办法》追究相关人员责任；故意篡改观测数据、伪造质控记录的，给予行政处分，构成犯罪的依法追究刑事责任。9考核评估9.1考核指标核心考核指标包括：数据可用率≥99.9