2．3 资料的处理分析和基本运动学量的计算

2．3．1 资料的处理分析

    诊断分析的产生，是天气分析由定性向定量化方向发展的结果，是天气学与动力气象学逐步结合的产物。因此，很难把诊断分析与通常形态的天气分析划出一条截然的界限。诊断分析的主要任务是研究诸如散度、涡度、垂直速度、水汽通量、热量和能量等物理量场的计算方法，分析其空间分布和时间演变特征，分析它们与天气系统发生演变的关系。通过诊断分析可以从有限的几种气象观测资料中提取出许多重要的天气信息，并对各种天气系统的动力和热力特征作出客观的定量的解释。

    1．资料的误差来源及错误记录判断

    天气分析和研究工作必须有足够多的准确可靠的资料，才能得到具有正确物理意义的结果。事实上，我们所能得到的气象资料常常出现错误和误差。不了解所收集的资料中可能包含一些什么样的误差，以及这些误差可能对计算精度产生什么样的影响，计算结果就不可能可靠，判断辨别那些由于观测、传递和填绘过程中出现的错误资料也是天气分析前必须做的准备工作之一。

    (1)误差的来源

    误差的来源可以分为两类：一类是观测资料的误差，另一类是计算误差。

    ①观测资料的误差

    观测资料的误差分为系统性误差和偶然性误差两种。偶然性误差是指那时由于仪器精度、观测人员、观测时间、地点条件不同等偶然因子所产生的误差；而系统性误差是由仪器类型差异、安装、鉴定、海拔高度不准等原因引起的误差。后一种误差容易订正，一般通过比较可以消除这种误差，这类误差应由国家气象业务管理部门来统一订正。但由于诊断分析的范围较大，不同国家仪器型号不同也会带来系统性误差，例如印巴地区等压面高度探测记录系统性偏低，这使高度场的分析在地理边界产生不连续，在诊断分析前必须加以修正。而偶然误差是无法确切知道的，目前采用一些统计方法来估计这种误差值。

    至于观测误差对计算结果的影响，可用资料随机误差的均方根误差

    误差。ef一般也称标准差。由上式可见，一旦已知权重值Wi，则很容

    ②计算误差

    诊断分析中由微分改为差分，进行插值、平滑、拟合等处理过程而发生的误差，可统称为计算误差。采用不同的差分格式、平滑算子、拟合函数，其误差大小也不相同。例如前述之均方根误差表达式中，由于

    减小，而且n愈大，误差减少愈多。此外，误差是随着差分计算次数而放大，每一次微分运算都使原始资料的误差增长一倍。因此，要尽量避免高次微分运算。

    (2)检误

    在气象观测和传递中出现的错误，是与前述误差不同的另一类问题，就是说必须在分析前加以删除的。分析判断错误资料并加以删除订正的过程称为检误。检误的基本方法是比较法，利用气象资料空间(水平的和垂直的)分布的连续性和时间分布的合理性，可以检定资料中出现的错误。其实，在日常天气图分析的全过程中都存在着检误过程。一般小范围的诊断分析可以利用人工方式删除错误记录，在大范围运算中，需要用计算机自动判断和删除错误记录。
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