高质量气象数据是支撑“全球监测、全球预报、全球服务”的基础和关键。5年来,由国家气象信息中心始终坚持质量第一、效率优先,持续加强数据质量建设,建立了覆盖全球、要素完备、规范标准的质量控制业务,多来源观测数据质量控制与评估工作成效显著。
气象观测数据质量控制算法持续优化——优化了地面、高空、飞机、海表观测和风廓线雷达小时产品等多类观测数据质量控制和评估算法。综合数理统计和机器学习方法,开展地面自动站观测数据质量控制,加强仪器故障引起的系统性错误甄别,消除异常降水、大风对极端事件分析干扰。降水数据质控判断准确率达97%,2021年业务运行至今,共剔除219万站次的降水观测错误数据。秒级探空资料质控技术整体优化升级,L波段秒级探空资料综合质量控制算法判断准确率超过99%,实现风场系统性错误数据甄别与订正。拓展行业数据质量控制,生态环境部PM2.5数据质量控制后误差最大降低7.5微克/立方米,其在实况业务可用率达80%以上。
全球数据质控评估能力有效提升——建立全球地面、高空、海洋、飞机、风廓线等多平台观测、近200个气象要素的快速质量和综合质量控制与评估业务。建成全球气象数据质量评估业务系统,数据质量评估指标、评估技术及质量评估结果与WMO全球综合观测系统(WIGOS)数据质量监控系统(WDQMS)相当,强化数据缺失、无效及异常监视,实现地面、高空、海洋等60余个气象要素的动态质量评估,国际数据缺失及错误问题甄别和监控能力大幅提升。
新型观测数据质控技术研究不断深入——开展毫米波云雷达、微波辐射计、激光气溶胶雷达、雨滴谱等资料质控技术研发,剔除背景噪声、杂波等主要错误数据,提高观测数据对天气的表征能力。2023年以来,4种新型观测资料、22种产品成功支撑成都大运会、杭州亚运会等重大活动保障,并提供国省会商应用70余次。基于快速流传输的雷达QPE降水、降雪产品在1千米实况分析降水产品和局地百米冬奥实况分析产品中应用。
气象数据质控工作机制逐步完善——建立数据质量问题报告工作制度和处置业务流程,2021年至今,编发评估周报、月报共227期,反馈解决12万余个国内地面观测数据异常问题,国省协同实现地面台站位置跳变问题清零。建立了自然资源、交通运输、水利等行业交换数据评估业务,支持部门间交换数据时效性、完整性以及数据质量问题快速发现与定位,促进行业部门数据共享共用。自2023年起,信息中心先后成立“天擎”气象数据质量提升技术组,设置质量控制与基础数据集业务技术首席岗,依托国家级重点团队、青年创新团队以及4个信息中心创新团队,整合国、省质量控制技术力量,合力支撑数据质量提升。
质控数据支撑业务实效稳步强化——通过构建质量控制、偏差分析订正、质量预评估、黑名单建立、标准化处理及同化应用等多个环节紧耦合的观测资料处理流程,发现并解决了全球多类观测资料隐蔽性质量问题,有效支撑我国第一代全球大气和陆面再分析产品(CMA-RA)研制。经过质控的基础数据产品及新型数据产品与实况业务紧密耦合,算法耦合于中国区域多源实况产品,大幅改善了实况产品输入地面观测数据的供给质量。支撑研发形成全球大气、陆地、海洋等多圈层、长序列基础数据集159个,支撑我国天气气候监测、预报、预警和服务,科学再现气候变化核心指标,全球地面日值、月值及表面温度数据产品等支撑了天气气候业务使用产品的国产替代。
目前,信息中心正在加强质量控制、监视评估、算法部署、流程管理、服务策略等5方面33个功能组件的研发和优化,以构建和完善贯通监视、评估、跟踪、反馈、解决的全流程、全要素质量控制与评估业务。