.長樂市氣象局 .青海省湟中縣氣象局 黃 欣 林麗萱 賈 璇

?

地面氣象要素異常數(shù)據(jù)處理——以國家觀測一般站為例

1.長樂市氣象局 2.青海省湟中縣氣象局 黃 欣1林麗萱1賈 璇2

針對臺站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件中的氣象要素異常數(shù)據(jù)，結(jié)合福州市長樂站多年來實(shí)踐中的處理情況，總結(jié)各要素（氣溫、氣壓、風(fēng)、能見度、降水、地溫）分鐘數(shù)據(jù)、日數(shù)據(jù)疑誤處理措施，以期為類似臺站提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

異常數(shù)據(jù) 氣象要素 處理措施

臺站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件是整個(gè)地面綜合觀測自動(dòng)化系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一，其實(shí)施目的是根據(jù)中國氣象局自動(dòng)化觀測系統(tǒng)發(fā)展要求，立足于自動(dòng)化觀測和自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程，開發(fā)能對多種地面觀測設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理且靈活配置的綜合集成業(yè)務(wù)軟件，以充分發(fā)揮自動(dòng)化觀測設(shè)備效能，節(jié)約臺站人力資源，加強(qiáng)基層臺站氣象服務(wù)保障能力，提升自動(dòng)探測網(wǎng)的建設(shè)效益。其主要功能有數(shù)據(jù)收集顯示、質(zhì)量控制、綜合判別、數(shù)據(jù)傳輸、業(yè)務(wù)監(jiān)控、工作管理等，現(xiàn)用臺站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件_MOI版本為3.0.0.2。

在軟件實(shí)際運(yùn)行過程中，采集器、通訊網(wǎng)絡(luò)等原因會出現(xiàn)要素的疑誤信息，這就要求地面觀測員對其進(jìn)行正確處理。吳明江等探討了自動(dòng)站地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件維護(hù)與審核辦法[1],徐泉麗等介紹了自動(dòng)氣象站異常記錄的處理[2]，李輝等分析了自動(dòng)氣象站缺測數(shù)據(jù)的處理辦法[3]。福州市長樂地面觀測站為國家一般站，自動(dòng)化觀測已運(yùn)行十余年，現(xiàn)將該站在地面氣象觀測業(yè)務(wù)中需注意的業(yè)務(wù)操作規(guī)定和觀測要素?cái)?shù)據(jù)的異?；蛞烧`處理進(jìn)行剖析和歸納，以期今后地面觀測員再遇到此類問題時(shí)，避免盲目或不當(dāng)處理。

1 觀測要素的異常處理

1.1 氣溫異常處理

按如下順序代替：正點(diǎn)時(shí)次的記錄首先查看正點(diǎn)前（51～00分）后（01～10分）十分鐘內(nèi)接近正點(diǎn)[4]的有效數(shù)據(jù)，其次查看備用自動(dòng)站的正點(diǎn)數(shù)據(jù)，最后應(yīng)該在下一個(gè)正點(diǎn)能內(nèi)差的數(shù)據(jù)做內(nèi)差處理后補(bǔ)傳。連續(xù)兩個(gè)或以上正點(diǎn)數(shù)據(jù)缺測時(shí)，不能內(nèi)插，仍按缺測處理。內(nèi)插可跨日界。如以上數(shù)據(jù)都沒有，保留人工觀測的臺站用人工觀測值代替；已取消人工觀測的臺站可啟動(dòng)便攜式自動(dòng)站補(bǔ)測；確實(shí)沒有可替代數(shù)據(jù)時(shí)，按缺測處理。

當(dāng)氣溫為代替值時(shí)，水汽壓和露點(diǎn)溫度均需反查求得。

1.2相對濕度異常處理

⑴與氣溫異常處理的順序代替相同。

⑵相對濕度為代替值時(shí)，水汽壓和露點(diǎn)溫度均需反查求得。

⑶反查時(shí)濕球加U。例如溫度23.1℃、濕度55%，如圖1所示。

圖1

1.3 本站氣壓和海平面氣壓異常處理

⑴與氣溫異常處理的順序代替相同。用備份自動(dòng)站記錄代替或人工補(bǔ)測時(shí)，若感應(yīng)部分高度不一致，應(yīng)將代替或補(bǔ)測的本站氣壓訂正到現(xiàn)用自動(dòng)站氣壓傳感器的高度上來，再以此計(jì)算海平面氣壓[4]。

⑵海平面氣壓需反查求得（反查時(shí)本站氣壓加P）。例如氣溫23.1℃，前12小時(shí)氣溫：19.8℃；本站氣壓：1000.1，如圖2所示。

圖2

1.4 風(fēng)的異常處理

正點(diǎn)時(shí)次10分鐘、2分鐘平均風(fēng)首先查看正點(diǎn)前后十分鐘接近正點(diǎn)的有效數(shù)據(jù)，其次查看備用自動(dòng)站正點(diǎn)數(shù)據(jù)。再次查看備用自動(dòng)站正點(diǎn)前后十分鐘有無有效數(shù)據(jù)。如以上數(shù)據(jù)都沒有，保留人工觀測的臺站用人工觀測值代替，已取消人工觀測的臺站可啟動(dòng)便攜式自動(dòng)站補(bǔ)測。確實(shí)沒有可替代數(shù)據(jù)時(shí)，按缺測處理。風(fēng)向、風(fēng)速異常時(shí)，均不能內(nèi)插，瞬時(shí)風(fēng)向和瞬時(shí)風(fēng)速異常時(shí)按缺測處理。10分鐘、2分鐘平均風(fēng)有缺測時(shí)，不能相互代替[4]。

1.5 能見度有明顯差異或錯(cuò)誤

能見度自動(dòng)觀測的臺站，非定時(shí)觀測時(shí)次的正點(diǎn)數(shù)據(jù)中，所有的異?；蝈e(cuò)誤能見度數(shù)據(jù)均按缺測處理，僅對定時(shí)時(shí)次的能見度進(jìn)行人工補(bǔ)測，能見度觀測記錄仍以自動(dòng)觀測為準(zhǔn)，允許自動(dòng)能見度記錄與天氣現(xiàn)象不匹配。人工觀測值存入新長Z文件CW段的能見度段和VV段10分鐘平均能見度段，其他VV段自動(dòng)能見度數(shù)據(jù)按缺測處理。例如人工觀測值：25000米，如圖3所示。如果能見度自動(dòng)觀測記錄缺測時(shí)不能做內(nèi)插處理，不能用正點(diǎn)前后十分鐘接近正點(diǎn)的記錄代替。

圖3

1.6 降水異常處理

自動(dòng)觀測降水量記錄異常時(shí)，首先用備用自動(dòng)站翻斗雨量傳感器代替，其次應(yīng)及時(shí)啟用人工補(bǔ)測，影響到相應(yīng)分鐘降水量，按缺測處理。若翻斗雨量記錄的過程總量與人工雨量筒觀測量的差值百分率與其它正常時(shí)次相當(dāng)，則按正常處理。若翻斗雨量記錄的降水量明顯偏小或滯后嚴(yán)重，該時(shí)段的分鐘和小時(shí)降水量按缺測處理，定時(shí)降水量用人工觀測記錄代替。例如，假設(shè)自動(dòng)觀測降水量從09:35-10:23缺測，10時(shí)和11時(shí)用備用自動(dòng)站數(shù)據(jù)代替，相關(guān)分鐘降水時(shí)段按缺測處理，如圖4所示。

圖4

若無降水現(xiàn)象，因其它原因（昆蟲、風(fēng)沙、樹葉、清洗儀器或翻斗雨量傳感器故障）造成多余記錄時(shí)，應(yīng)刪除該時(shí)段內(nèi)的所有分鐘和小時(shí)降水量。該情況須在值班日記中說明[4]。

在降水現(xiàn)象停止后，仍有降水量，若可以判斷為滯后降水（其量一般為0.1mm、0.2mm、0.3mm，且滯后時(shí)間不超過兩小時(shí)），可以將該量累加到降水現(xiàn)象停止的那一分鐘和小時(shí)時(shí)段內(nèi)，否則將該量刪除。夜間（20-08時(shí)）能夠判斷為滯后降水的，按前述處理；無法判斷的，按正常處理。

降水量與分鐘降水量合計(jì)值不相等時(shí)的處理方法：①能夠確定正確值時(shí)，則用正確值來替代分鐘值或者小時(shí)值。②如若小時(shí)值正確但不能給出正確的分鐘值時(shí)，則將分鐘值缺測。③若分鐘值和小時(shí)值均不能給出正確值時(shí)，則均按缺測處理。

以上情況出現(xiàn)后，如果影響了后續(xù)時(shí)次的降水量統(tǒng)計(jì)，也要對受影響的時(shí)次進(jìn)行處理。

1.7 地溫異常處理

與氣溫異常處理的順序代替相同。

1.8 異常記錄處理注意事項(xiàng)

（1）白天正點(diǎn)記錄異常時(shí)，定時(shí)觀測時(shí)次的記錄應(yīng)及時(shí)處理，其它正點(diǎn)時(shí)次的記錄應(yīng)在下一定時(shí)觀測前完成修改、上傳。夜間正點(diǎn)記錄異常時(shí)，應(yīng)在當(dāng)日10時(shí)前完成修改、上傳。若夜間異常數(shù)據(jù)影響到08、09時(shí)記錄時(shí)，應(yīng)在10時(shí)前對08、09時(shí)相應(yīng)記錄進(jìn)行修改、上傳。

（2）連續(xù)兩個(gè)或以上正點(diǎn)數(shù)據(jù)缺測時(shí)，不能用內(nèi)插處理，仍按缺測處理。內(nèi)插可以跨日界。

（3）任何一種觀測要素分鐘數(shù)據(jù)異常時(shí)均按缺測處理，不進(jìn)行內(nèi)插，不用備份自動(dòng)站記錄替代。

（4）自動(dòng)站每小時(shí)正點(diǎn)數(shù)據(jù)與該正點(diǎn)時(shí)的分鐘數(shù)據(jù)不一致時(shí)，一般維持原紀(jì)錄。對前后記錄進(jìn)行分析，若確認(rèn)正點(diǎn)數(shù)據(jù)有疑誤，可用改正點(diǎn)的分鐘數(shù)據(jù)代替；若確認(rèn)正點(diǎn)分鐘數(shù)據(jù)有疑誤，可用正點(diǎn)值代替。

（5）4次平均值和24次平均值可以互相代替。

（6）自動(dòng)站降水量、日照時(shí)值有缺測時(shí)，連續(xù)缺測2小時(shí)及以上時(shí)，日總量均按缺測處理。

（7）異常數(shù)據(jù)的處理應(yīng)在備注欄注明，并在MDOS中填報(bào)。

2 小時(shí)極值處理

某時(shí)次的氣溫、相對濕度、氣壓、風(fēng)速、地溫因分鐘數(shù)據(jù)異常而影響小時(shí)極值挑取時(shí)，時(shí)極值應(yīng)該從本時(shí)次其他正常分鐘實(shí)有記錄和經(jīng)處理過的正點(diǎn)值中挑取。如若極值從本時(shí)次正常分鐘實(shí)有記錄中挑得，則極值和出現(xiàn)時(shí)間按正常記錄。如若極值是經(jīng)過處理的正點(diǎn)值，而正點(diǎn)值是為正點(diǎn)后十分鐘的代替數(shù)值、備用站的正點(diǎn)記錄值、前后時(shí)次內(nèi)插值記錄值，則極值出現(xiàn)時(shí)間記為正點(diǎn)00分。不能從以上記錄中挑取時(shí)，時(shí)極值按缺測處理。

3 日數(shù)據(jù)異常處理

首先，日照時(shí)值有缺測時(shí)，日總量按缺測處理。

第二，蒸發(fā)量時(shí)值連續(xù)缺測兩個(gè)小時(shí)及以上時(shí)，日總量按缺測處理。

第三，天氣現(xiàn)象霾的記錄。日內(nèi)正點(diǎn)時(shí)次的現(xiàn)在天氣現(xiàn)象（ww段）出現(xiàn)為霾且持續(xù)記錄6個(gè)（含）以上時(shí)次，則當(dāng)日日數(shù)據(jù)文件連續(xù)天氣現(xiàn)象段記錄霾。

4 結(jié)論

長樂大監(jiān)站為國家地面觀測一般站，自動(dòng)觀測項(xiàng)目有氣溫、氣壓、風(fēng)、能見度、降水、地溫等氣象要素，在日常工作中碰到不少疑誤信息，對處理疑誤信息等方法措施給予總結(jié)整理，以期為類似臺站提供借鑒。

[1] 吳明江,宋文英,錢強(qiáng)寒,等.自動(dòng)站地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件維護(hù)與審核辦法[J]. 氣象科技,2011,39(6):814-817.

[2] 徐泉麗,靳小秋,王梅娟,等.淺談自動(dòng)氣象站異常記錄的處理[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2010, 16(2):133.

[3] 李輝.淺析自動(dòng)氣象站缺測數(shù)據(jù)的處理辦法[J].氣象水文海洋儀器, 2011, 28(4):30-32.

[4] 中國氣象局綜合觀測司. 地面氣象觀測業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定(2016版).