DB14-T 2369-2021 气象观测数据比对技术规范

ICS07.060CCSA47142021-12-07发布IDB14/T2369—2021前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4基本要求 5人员 26数据来源 2 28比对结论 8附录A（规范性）降水量等级划分表 参考文献 DB14/T2369—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由山西省气象局提出并监督实施。本文件由山西省气象标准化技术委员会归口。本文件起草单位：山西省气象信息中心。本文件主要起草人：范秀平、葛黎黎、白玎玲、苏睿杰、任慧龙、雷国文。1DB14/T2369—2021气象观测数据比对技术规范本文件规定了气象观测数据比对的基本要求、人员、数据来源、比对方法、比对结论。本文件适用于气象观测数据比对。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T19117GB/T33703GB/T35221酸雨观测规范自动气象站观测规范地面气象观测规范总则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1将利用两种观测方式或仪器、采集或反演的同一地点同一时间同种气象要素值进行比对。3.2数值类数据由数值或数值与单位组成的气温、气压、相对湿度、地温、草温、风速、能见度、冻土深度、日照时数、酸雨pH测量值、电导率、辐照度、曝辐量等气象观测数据。3.3天气现象类数据记录或不记录起止时间的天气现象观测记录。3.4风向类数据以度(°)为单位表示风向的气象观测数据。4基本要求4.1应根据比对目的、比对精度、观测要素类型确定使用分钟数据、小时数据或日数据。4.2应根据比对目的确定使用一种或多种比对方法。4.3若比对数据较少、结果偏差较大、仪器长时间故障或缺测率大于10%，宜适当延长半年到一年比对期，并重新进行比对。4.4开展降水量比对，应依据降水量等级划分表分级进行。降水量等级划分表见附录A。2DB14/T2369—20215人员5.1应具备一定的气象基础知识。5.2应熟悉气象观测数据质量控制流程。5.3应掌握计算机应用基础知识。5.4应了解气象观测相关业务规范、业务技术规定等。6数据来源6.1应遵循GB/T19117、GB/T33703、GB/T35221等国家标准或气象行业标准取得。6.2应根据气候学界限值、内部一致性、变化范围对数据合理性进行检查，若数据超出参考值或不符合内部一致性关系，则判断该数据不合理，并记为“缺测”。6.3应对数值类数据进行均一化处理。7比对方法7.1数值类数据7.1.1缺测率剔除非仪器原因与维护造成的缺测记录，根据公式（1）计算缺测率。×100%.............................................................................式中：C——比对期缺测率；D——比对期缺测次数；E——比对期应观测次数。7.1.2比对差值设Ai为采用一种仪器或方式获得的某地某时某要素第i次观测值，B为采用另一种仪器或方式获得的相应时间某要素第i次观测值，根据公式（2）计算比对差值。x=A-式中：xi第i次有效比对差值，i取值为1,2，…，n；Ai采用一种仪器或方法获得的某地某时某要素第i次观测值；Bi采用另一种仪器或方法获得的相应时间某要素第i次观测值。3DB14/T2369—20217.1.3差值平均值根据公式（3）计算差值平均值。xi.......................................................................式中： x——比对差值平均值；N——有效比对次数。7.1.4差值绝对值根据公式（4）计算差值绝对值。 x=A-B(4) 式中：ix——第i次有效比对差值绝对值，i取值为1,2，…，n。i7.1.5相对偏差根据公式（5）计算相对偏差。×100%......................................................................式中：im——相对偏差,i取值为1,2，…，n。i7.1.6绝对差值平均值根据公式（6）计算绝对差值平均值。...........................................................................式中： x——绝对差值平均值。 7.1.7均方根误差根据公式（7）计算均方根误差。4DB14/T2369—2021RMSE=.........................................................................式中：RMSE——均方根误差。7.1.8差值标准差根据公式（8）计算差值标准差。1/2..............................................................式中：σ——差值标准差。7.1.9相关系数根据公式（9）和公式（10）分别计算A和B，根据公式（11）计算相关系数。Ai...............................................................................Bi.............................................................................式中：A——采用一种仪器或方法获得的某地某要素观测值的N有效次平均值； B——采用另一种仪器或方法获得的某地某要素观测值的N有效次平均值。式中：COR——相关系数。注1：当数字日照计小时内日照时数连续累计注2：当数字日照计全天日照时数连续累计时间不小于3min或暗筒式日照计小时内日照时数累计不小于0.1h，方7.1.10数值类数据月（年）一致率5DB14/T2369—2021以某要素比对差值月（年）平均值标准差的2倍为标准（记为α),统计比对期各月（年）该要素日值比对差值绝对值小于α的次数，计算公式见（12）。×100%.......................................................................式中：Z——数值类数据月（年）一致率；xi——第i次有效比对差值绝对值；α——某要素比对差值月（年）平均值标准差的2倍；xi<αN——月（年）内比对差值绝对值小于αxi<α7.2天气现象类数据7.2.1不记录起止时间的天气现象7.2.1.1不记录起止时间的天气现象类数据一致率根据表1和公式（13）计算天气现象类数据一致率。表1综合判识产品检验分类表有无有yyyw无wywwPc1=×100%..................................................式中：1Pc——不记录起止时间的天气现象类数据一致率；1yyN——实况有、自动判识有的总次数；yywyN——实况无、但自动判识有的总次数；wyywN——实况有、但自动判识无的总次数；ywN——实况无、自动判识无的总次数。7.2.1.2不记录起止时间的天气现象类数据命中率6DB14/T2369—2021根据表1和公式（14）计算命中率。Poh1=×100%..............................................................式中：Poh7.2.1.3不记录起止时间的天气现象类数据Poh7.2.1.3不记录起止时间的天气现象类数据漏判率根据表1和公式（15）计算漏判率。1Po1=×100%...............................................................式中：1Po——不记录起止时间的天气现象类数据漏判率。17.2.1.4不记录起止时间的天气现象类数据空判率根据表1和公式（16）计算空判率。Far1=×100%..............................................................式中：Far1——不记录起止时间的天气现象类数据空判率。7.2.2记录起止时间的天气现象7.2.2.1记录起止时间的天气现象类数据一致率当某天气现象持续时间大于1min时，根据公式（17）和公式（18）计算天气现象起止时间绝对误差不大于15min的次数占有效比对次数的百分率。E=1-T1+t2-T2....................................................................式中：E——天气现象起止时间绝对误差；1t——自动判识天气现象开始时间；12t——自动判识天气现象结束时间；21T——实况天气现象开始时间；17DB14/T2369—20212T——实况天气现象结束时间。2Pc2=×100%.....................................................................式中：2Pc——记录起止时间的天气现象类数据一致率；2E≤15N——天气现象起止时间绝对误差不大于15E≤157.2.2.2记录起止时间的天气现象类数据命中率根据公式（19）计算记录起止时间的天气现象类数据的命中率。Poh2=×100%....................................................................式中：——2Poh记录起止时间的天气现象类数据命中率；——2autoN——自动判识正确识别某天气现象发生的过程的次数。auto7.2.2.3记录起止时间的天气现象类数据漏判率根据公式（20）计算记录起止时间的天气现象类数据的漏判率。Po2=×100%...................................................................式中：2Po——记录起止时间的天气现象类数据漏判率；2Nminyw——实况有但自动判识无该天气现象的分钟数；Nminy实况有该天气现象的分钟数。7.2.2.4记录起止时间的天气现象类数据空判率根据公式（21）计算记录起止时间的天气现象类数据的空判率。Far2=×100%..................................................................式中：8DB14/T2369—20212Far——记录起止时间的天气现象类数据空判率；2Nminwy——实况无但自动判识有该天气现象的分钟数；minwNminw7.2.2.5记录起止时间的天气现象类数据错判率根据公式（22）计算记录起止时间的降水天气现象类数据的错判率。Fault=×100%................................................................式中：Fault——记录起止时间的降水天气现象类数据的错判率；Nerr自动判识的降水类型与实况不一致的分钟数。7.3风向类数据当采用一种仪器或方式获得的某地某时风速第i次观测值大于0.2m/s时，进行该时次风向比对，风向度数相减后差值不大于22.5°即为相符，根据公式（23）计算风向相符率。×100%................................................................式中：Xf——风向相符率；-≤22.5NAB——比对差值绝对值不大于-≤22.58比对结论8.1判定结果8.1.1一致率、命中率、相符率越接近100%，二者差异越小，比对效果越好。8.1.2缺测率、比对差值、差值平均值、差值绝对值、相对偏差、绝对差值平均值、均方根误差、差值标准差、漏判率、空判率、错判率越接近0，二者差异越小，比对效果越好。8.1.3相关系数越接近1，二者差异越小，比对效果越好。8.2参考指标比对结果可参考表2进行分类评价，但不作为唯一参考指标；应根据比对目的、比对精度综合分析。9D