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user: 2. 资料方法及误差分析 2.1. 资料 使用新疆气象信息中心经过严格质量控制及检验的全疆105个国家级气象台(站) 1971~2017年逐日最高最低气温资料；2005年以前76个缺测站当月逐日02、08、14、20时定时观测气温、云量、地面温度及日最高最低气温、地面最高最低温度、天气现象、日降水量资料；2005年自动气象站正式运行后4个缺测站当月逐时气温、地面最高最低温度，逐分钟气温及逐日最高最低气温、天气现象、降水量资料。由于建站时间晚(阿克达拉、乌鲁木齐牧试、塔中)及停止观测(吐鲁番东坎1967年~1973年)等因素影响，造成部分站点资料时间不一致，故本文未对上述四站长时间序列缺测项目进行插补分析(见表1)。 Table 1 Statistics on the Abnormal Site of Meteorological Station Length in Xinjiang from 1971 to 201 站名 区站号 缺测时段 缺测原因 阿克达拉站 51058 自1971.1.1至2000.12.31 2000年12月26日建站，2001年1月1日启用。 乌鲁木齐牧试站 51469 自1971.1.1至1978.3.31 1978年4月1日建站。 吐鲁番东坎站 51572 自1971.1.1至1973.12.31 1967年~1973年经自治区气象局同意，停止地面气象观测业务，1974年1月1日才恢复地面观测，故三十年整编资料使用1974年~2004年资料。 塔中站 51747 自1971.1.1至1996.6.30 1996年7月1日建成并运行，当时名称为塔里木石油专业气象台，主要由乌鲁木齐沙漠气象研究所负责。1999年1月1日零时起撤销和田安迪河气象站建立塔中国家基本气象站。 表1. 1971~2017年全疆气象站长序列缺测站点统计 日气温插补值出现较大误差多是由于插补站及其邻近站要素空间、时间差异造成。其产生原因其一为天气系统的移动导致日气温变化不同步；其二为局地地形影响导致气温变化，图1为新疆105个国家站地理坐标，由图1可以看出新疆区域内气象站点相对稀少且分布不均匀，台站间水平距离远，地形及气候差异大，因此本文在对台站观测的日最高最低气温序列进行插补时，优先选用本站数据进行插补，以此来减少因地域和气候差异而造成的数据误差。 2.2. 方法 遵从先易后难、由简入繁的原则，首先根据《地面气象观测规范》和《地面气象观测业务技术规定》(2016版)中，对地面气象观测资料质量控制工作的要求以及异常记录的处理原则，对出现的80个缺测站次中符合条件的13个站点进行了插补；第二步：对不满足第一步中相关业务规定的67个缺测站点，按样本数量的多寡，分别采用温差法和线性回归法进行了插补处理，站点数分别为6个和61个。以下是对上述3种方法的简介。 图1. 新疆105个国家站点分布图 2.2.1. 地面气象观测数据质量控制 根据《地面气象观测规范》和《地面气象观测业务技术规定》(2016版)中对地面气象观测资料质量控制工作的要求以及异常记录的处理原则，使用地面气象观测数据质量控制对80站次日最高最低揣测数据进行质量控制，对阿勒泰 1 等13站次的日最高最低缺测数据的观测记录进行质量控制以及插补。 2.2.2. 温差法 根据缺测当日气温、相对湿度、和地温变化规律及云天状况，选择变化规律相似的日数为样本(当样本小于10个时，使用温差法)并确定关键因子。利用14时定时气温或20时定时气温与日最高气温、02时定时气温或08时定时气温与日最低气温相关度，分析缺测当日天气情况，以此确定与日最高最低气温相关度较高的时次为关键因子。 平 均 温 差 = ( 关 键 因 子 − 日 最 低 气 温 ) / n (1) (1)式中n为样本数，关键因子为一日中最低的定时气温值。 日 最 低 气 温 ( 插 补 值 ) = 关 键 因 子 − 平 均 温 差 (2) 用缺测日对应关键因子减去样本的气温平均差值，得到日最低气温值。 2.2.3. 线性回归法 本文利用本站缺测日前后相同天气背景，相同温度变化规律，以温度差较小的数据为样本(当样本 ≥ 10个时，使用线性回归法)对缺测日数据进行插补，建立一元回归插补模型： (3) (3)式中，y为插补值，x回归因子，a、b为一元回归模型系数。 分析缺测当日天气情况，确定与日最高最低气温相关度较高的时次为回归因子，利用14时定时气温或20时定时气温与日最高气温、02时定时气温或08时定时气温与日最低气温，利用最小二乘法原理求取一元回归模型系数，建立一元回归模型，利用F检验法进行显著性检验，以显著性水平通过0.01作为通过检验的标准。 2.3. 缺测原因分析 从缺测站次的年代际分布来看，1970年代全疆105个台站日最高、最低气温缺测数据最多，占缺测总次数的95%，其原因主要为观测员责任心不强、操作失误及观测仪器故障，可通过提高观测员的业务素质进而有效地提高观测数据质量；2005年自动站正式运行以来缺测次数仅占总次数的5%，其原因主要是由于仪器故障及数据处理不当造成的。 从表2中可以看出70年代缺测原因多为观测员责任心不强、操作失误、观测仪器故障造成，可见观测人员职业道德是决定数据质量的关键因素之一；自动站正式运行以来的缺测主要是由于仪器故障及数据处理不当造成的，提高观测维护人员的业务能力可有效提高数据质量。 Table 2 1971-2017 Xinjiang Meteorological Station on the highest minimum temperature error statistic 站名 区站号 缺测日期 缺测项目 缺测原因 吉木乃 51059 2010.1.5 日最高气温 未备注原因 阿勒泰 1 51076 1976.10.19 日最高气温 未备注原因 额敏 51145 1976.12.24 日最高气温 最高表未调整 托里 51241 1976.8.22 日最高气温 操作有误 蔡家湖 1 51365 1973.12.23 日最高气温 未备注原因 蔡家湖 2 51365 1975.12.15 日最高气温 未备注原因 蔡家湖 3 51365 1978.12.10 日最高气温 清洁仪器，移动最高表 蔡家湖 4 51365 1979.12.6 日最高气温 漏读数 蔡家湖 5 51365 1979.12.21 日最高气温 漏读数 呼图壁 1 51367 1975.7.15 日最高气温 最高表未调整 呼图壁 2 51367 1976.10.21 日最高气温 未备注原因 米泉 1 51369 1973.3.7 日最高气温 清洁仪器，移动最高表 吉木萨尔 1 51378 1979.2.16 日最高气温 最高表故障 尼勒克 1 51433 1976.10.20 日最高气温 最高表未调整 伊宁县 1 51434 2015.5.11 日最高气温 未备注原因 小渠子 1 51465 2015.5.14 日最高气温 未备注原因 巴仑台 1 51467 1974.11.9 日最高气温 误读 乌鲁木齐牧试站 1 51469 1978.2.8 日最高气温 最高、最低表被偷 和硕 1 51568 1973.9.22 日最高气温 最高表未调整 托克逊 1 51571 1972.3.21 日最高气温 因大风挪动最高低表 乌什 1 51627 1976.4.21 日最高气温 最高误读 阿克苏 1 51628 1972.6.4 日最高气温 观测员未观测 拜城 51633 1974.6.29 日最高气温 最高表未调整 新和 1 51636 1971.3.11 日最高气温 漏读数 新和 2 51636 1973.1.20 日最高气温 漏读数 库车 1 51644 1975.5.17 日最高气温 未备注原因 乌恰 51705 1976.4.17 日最高气温 误读 伽师 51707 1972.2.5 日最高气温 清洁仪器，未调最高表 喀什 51709 1975.9.24 日最高气温 最高表未调整 阿瓦提 51722 2011.5.12 日最高气温 未备注原因 阿拉尔 51730 1971.4.6 日最高气温 未观测 皮山 51818 1975.12.11 日最高气温 最高表故障 且末 51855 1975.3.9 日最高气温 清洁仪器，未调最高表 伊吾 1 52118 1973.8.26 日最高气温 水银柱中断 阿勒泰 2 51076 1973.10.12 日最低气温 酒精突出酒精柱 呼图壁 3 51367 1979.4.22 日最低气温 清洁仪器，移动最低表 表2. 1971~2017年全疆气象站日最高最低气温缺测统计 Continued