DB14-T 2369-2021 氣象觀測數(shù)據(jù)比對(duì)技術(shù)規(guī)范

ICS07.060CCSA47142021-12-07發(fā)布IDB14/T2369—2021前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4基本要求 5人員 26數(shù)據(jù)來源 2 28比對(duì)結(jié)論 8附錄A（規(guī)范性）降水量等級(jí)劃分表 參考文獻(xiàn) DB14/T2369—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由山西省氣象局提出并監(jiān)督實(shí)施。本文件由山西省氣象標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本文件起草單位：山西省氣象信息中心。本文件主要起草人：范秀平、葛黎黎、白玎玲、蘇睿杰、任慧龍、雷國文。1DB14/T2369—2021氣象觀測數(shù)據(jù)比對(duì)技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了氣象觀測數(shù)據(jù)比對(duì)的基本要求、人員、數(shù)據(jù)來源、比對(duì)方法、比對(duì)結(jié)論。本文件適用于氣象觀測數(shù)據(jù)比對(duì)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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/T19117GB/T33703GB/T35221酸雨觀測規(guī)范自動(dòng)氣象站觀測規(guī)范地面氣象觀測規(guī)范總則3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1將利用兩種觀測方式或儀器、采集或反演的同一地點(diǎn)同一時(shí)間同種氣象要素值進(jìn)行比對(duì)。3.2數(shù)值類數(shù)據(jù)由數(shù)值或數(shù)值與單位組成的氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、地溫、草溫、風(fēng)速、能見度、凍土深度、日照時(shí)數(shù)、酸雨pH測量值、電導(dǎo)率、輻照度、曝輻量等氣象觀測數(shù)據(jù)。3.3天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)記錄或不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象觀測記錄。3.4風(fēng)向類數(shù)據(jù)以度(°)為單位表示風(fēng)向的氣象觀測數(shù)據(jù)。4基本要求4.1應(yīng)根據(jù)比對(duì)目的、比對(duì)精度、觀測要素類型確定使用分鐘數(shù)據(jù)、小時(shí)數(shù)據(jù)或日數(shù)據(jù)。4.2應(yīng)根據(jù)比對(duì)目的確定使用一種或多種比對(duì)方法。4.3若比對(duì)數(shù)據(jù)較少、結(jié)果偏差較大、儀器長時(shí)間故障或缺測率大于10%，宜適當(dāng)延長半年到一年比對(duì)期，并重新進(jìn)行比對(duì)。4.4開展降水量比對(duì)，應(yīng)依據(jù)降水量等級(jí)劃分表分級(jí)進(jìn)行。降水量等級(jí)劃分表見附錄A。2DB14/T2369—20215人員5.1應(yīng)具備一定的氣象基礎(chǔ)知識(shí)。5.2應(yīng)熟悉氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程。5.3應(yīng)掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)。5.4應(yīng)了解氣象觀測相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)范、業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定等。6數(shù)據(jù)來源6.1應(yīng)遵循GB/T19117、GB/T33703、GB/T35221等國家標(biāo)準(zhǔn)或氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)取得。6.2應(yīng)根據(jù)氣候?qū)W界限值、內(nèi)部一致性、變化范圍對(duì)數(shù)據(jù)合理性進(jìn)行檢查，若數(shù)據(jù)超出參考值或不符合內(nèi)部一致性關(guān)系，則判斷該數(shù)據(jù)不合理，并記為“缺測”。6.3應(yīng)對(duì)數(shù)值類數(shù)據(jù)進(jìn)行均一化處理。7比對(duì)方法7.1數(shù)值類數(shù)據(jù)7.1.1缺測率剔除非儀器原因與維護(hù)造成的缺測記錄，根據(jù)公式（1）計(jì)算缺測率?！?00%.............................................................................式中：C——比對(duì)期缺測率；D——比對(duì)期缺測次數(shù)；E——比對(duì)期應(yīng)觀測次數(shù)。7.1.2比對(duì)差值設(shè)Ai為采用一種儀器或方式獲得的某地某時(shí)某要素第i次觀測值，B為采用另一種儀器或方式獲得的相應(yīng)時(shí)間某要素第i次觀測值，根據(jù)公式（2）計(jì)算比對(duì)差值。x=A-式中：xi第i次有效比對(duì)差值，i取值為1,2，…，n；Ai采用一種儀器或方法獲得的某地某時(shí)某要素第i次觀測值；Bi采用另一種儀器或方法獲得的相應(yīng)時(shí)間某要素第i次觀測值。3DB14/T2369—20217.1.3差值平均值根據(jù)公式（3）計(jì)算差值平均值。xi.......................................................................式中： x——比對(duì)差值平均值；N——有效比對(duì)次數(shù)。7.1.4差值絕對(duì)值根據(jù)公式（4）計(jì)算差值絕對(duì)值。 x=A-B(4) 式中：ix——第i次有效比對(duì)差值絕對(duì)值，i取值為1,2，…，n。i7.1.5相對(duì)偏差根據(jù)公式（5）計(jì)算相對(duì)偏差。×100%......................................................................式中：im——相對(duì)偏差,i取值為1,2，…，n。i7.1.6絕對(duì)差值平均值根據(jù)公式（6）計(jì)算絕對(duì)差值平均值。...........................................................................式中： x——絕對(duì)差值平均值。 7.1.7均方根誤差根據(jù)公式（7）計(jì)算均方根誤差。4DB14/T2369—2021RMSE=.........................................................................式中：RMSE——均方根誤差。7.1.8差值標(biāo)準(zhǔn)差根據(jù)公式（8）計(jì)算差值標(biāo)準(zhǔn)差。1/2..............................................................式中：σ——差值標(biāo)準(zhǔn)差。7.1.9相關(guān)系數(shù)根據(jù)公式（9）和公式（10）分別計(jì)算A和B，根據(jù)公式（11）計(jì)算相關(guān)系數(shù)。Ai...............................................................................Bi.............................................................................式中：A——采用一種儀器或方法獲得的某地某要素觀測值的N有效次平均值； B——采用另一種儀器或方法獲得的某地某要素觀測值的N有效次平均值。式中：COR——相關(guān)系數(shù)。注1：當(dāng)數(shù)字日照計(jì)小時(shí)內(nèi)日照時(shí)數(shù)連續(xù)累計(jì)注2：當(dāng)數(shù)字日照計(jì)全天日照時(shí)數(shù)連續(xù)累計(jì)時(shí)間不小于3min或暗筒式日照計(jì)小時(shí)內(nèi)日照時(shí)數(shù)累計(jì)不小于0.1h，方7.1.10數(shù)值類數(shù)據(jù)月（年）一致率5DB14/T2369—2021以某要素比對(duì)差值月（年）平均值標(biāo)準(zhǔn)差的2倍為標(biāo)準(zhǔn)（記為α),統(tǒng)計(jì)比對(duì)期各月（年）該要素日值比對(duì)差值絕對(duì)值小于α的次數(shù)，計(jì)算公式見（12）?！?00%.......................................................................式中：Z——數(shù)值類數(shù)據(jù)月（年）一致率；xi——第i次有效比對(duì)差值絕對(duì)值；α——某要素比對(duì)差值月（年）平均值標(biāo)準(zhǔn)差的2倍；xi<αN——月（年）內(nèi)比對(duì)差值絕對(duì)值小于αxi<α7.2天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)7.2.1不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象7.2.1.1不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)一致率根據(jù)表1和公式（13）計(jì)算天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)一致率。表1綜合判識(shí)產(chǎn)品檢驗(yàn)分類表有無有yyyw無wywwPc1=×100%..................................................式中：1Pc——不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)一致率；1yyN——實(shí)況有、自動(dòng)判識(shí)有的總次數(shù)；yywyN——實(shí)況無、但自動(dòng)判識(shí)有的總次數(shù)；wyywN——實(shí)況有、但自動(dòng)判識(shí)無的總次數(shù)；ywN——實(shí)況無、自動(dòng)判識(shí)無的總次數(shù)。7.2.1.2不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)命中率6DB14/T2369—2021根據(jù)表1和公式（14）計(jì)算命中率。Poh1=×100%..............................................................式中：Poh7.2.1.3不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)Poh7.2.1.3不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)漏判率根據(jù)表1和公式（15）計(jì)算漏判率。1Po1=×100%...............................................................式中：1Po——不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)漏判率。17.2.1.4不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)空判率根據(jù)表1和公式（16）計(jì)算空判率。Far1=×100%..............................................................式中：Far1——不記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)空判率。7.2.2記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象7.2.2.1記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)一致率當(dāng)某天氣現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間大于1min時(shí)，根據(jù)公式（17）和公式（18）計(jì)算天氣現(xiàn)象起止時(shí)間絕對(duì)誤差不大于15min的次數(shù)占有效比對(duì)次數(shù)的百分率。E=1-T1+t2-T2....................................................................式中：E——天氣現(xiàn)象起止時(shí)間絕對(duì)誤差；1t——自動(dòng)判識(shí)天氣現(xiàn)象開始時(shí)間；12t——自動(dòng)判識(shí)天氣現(xiàn)象結(jié)束時(shí)間；21T——實(shí)況天氣現(xiàn)象開始時(shí)間；17DB14/T2369—20212T——實(shí)況天氣現(xiàn)象結(jié)束時(shí)間。2Pc2=×100%.....................................................................式中：2Pc——記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)一致率；2E≤15N——天氣現(xiàn)象起止時(shí)間絕對(duì)誤差不大于15E≤157.2.2.2記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)命中率根據(jù)公式（19）計(jì)算記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)的命中率。Poh2=×100%....................................................................式中：——2Poh記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)命中率；——2autoN——自動(dòng)判識(shí)正確識(shí)別某天氣現(xiàn)象發(fā)生的過程的次數(shù)。auto7.2.2.3記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)漏判率根據(jù)公式（20）計(jì)算記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)的漏判率。Po2=×100%...................................................................式中：2Po——記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)漏判率；2Nminyw——實(shí)況有但自動(dòng)判識(shí)無該天氣現(xiàn)象的分鐘數(shù)；Nminy實(shí)況有該天氣現(xiàn)象的分鐘數(shù)。7.2.2.4記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)空判率根據(jù)公式（21）計(jì)算記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)的空判率。Far2=×100%..................................................................式中：8DB14/T2369—20212Far——記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)空判率；2Nminwy——實(shí)況無但自動(dòng)判識(shí)有該天氣現(xiàn)象的分鐘數(shù)；minwNminw7.2.2.5記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)錯(cuò)判率根據(jù)公式（22）計(jì)算記錄起止時(shí)間的降水天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)的錯(cuò)判率。Fault=×100%................................................................式中：Fault——記錄起止時(shí)間的降水天氣現(xiàn)象類數(shù)據(jù)的錯(cuò)判率；Nerr自動(dòng)判識(shí)的降水類型與實(shí)況不一致的分鐘數(shù)。7.3風(fēng)向類數(shù)據(jù)當(dāng)采用一種儀器或方式獲得的某地某時(shí)風(fēng)速第i次觀測值大于0.2m/s時(shí)，進(jìn)行該時(shí)次風(fēng)向比對(duì)，風(fēng)向度數(shù)相減后差值不大于22.5°即為相符，根據(jù)公式（23）計(jì)算風(fēng)向相符率。×100%................................................................式中：Xf——風(fēng)向相符率；-≤22.5NAB——比對(duì)差值絕對(duì)值不大于-≤22.58比對(duì)結(jié)論8.1判定結(jié)果8.1.1一致率、命中率、相符率越接近100%，二者差異越小，比對(duì)效果越好。8.1.2缺測率、比對(duì)差值、差值平均值、差值絕對(duì)值、相對(duì)偏差、絕對(duì)差值平均值、均方根誤差、差值標(biāo)準(zhǔn)差、漏判率、空判率、錯(cuò)判率越接近0，二者差異越小，比對(duì)效果越好。8.1.3相關(guān)系數(shù)越接近1，二者差異越小，比對(duì)效果越好。8.2參考指標(biāo)比對(duì)結(jié)果可參考表2進(jìn)行分類評(píng)價(jià)，但不作為唯一參考指標(biāo)；應(yīng)根據(jù)比對(duì)目的、比對(duì)精度綜合分析。9D