張 園 劉 凱

（內蒙古自治區(qū)準格爾旗氣象局，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

隨著科技的發(fā)展，計算機技術與自動化處理技術都開始被運用到氣象觀測工作中，極大地提升了氣象觀測效率，但觀測受到多種內外因素的影響，仍舊難以杜絕數(shù)據(jù)異常情況，基于此，本文對地面測報中數(shù)據(jù)異常的處理進行了簡要分析。

1.地面氣象測報概述

在氣象站工作中，地面氣象數(shù)據(jù)的觀測和發(fā)布是十分基礎的工作，在氣象觀測結構中，地面氣象觀測又是重要組成部分。地面氣象觀測事實上也是最早被廣泛應用的氣象觀測形式，在沒有更為專業(yè)的氣象數(shù)據(jù)測量儀器之前，地面氣象觀測只通過云和風的變化推測溫度、濕度等信息，進而判定天氣的變化情況，隨后開始發(fā)展出地面氣象的觀測網(wǎng)絡，在信息網(wǎng)絡通信技術的幫助下構建出成熟的臺站網(wǎng)，后續(xù)又在新技術的融入下，地面氣象觀測工作也趨向于自動化發(fā)展，其測報的專業(yè)水平也更高。目前，在先進技術的推動下，我國氣象觀測業(yè)務也出現(xiàn)了重大改革，但改革后仍舊會出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況，像是部分測得數(shù)據(jù)錯誤，對業(yè)務改革后數(shù)據(jù)異常情況加以分析并得到解決對策，有利于提升氣象觀測工作水平，推動氣象站觀測事業(yè)更好地發(fā)展。

2.地面氣象測報中數(shù)據(jù)異常的影響因素

地面氣象測報工作中，由于氣象變化具有不確定性，導致測量數(shù)據(jù)異常的影響因素也較多，具體可劃分為以下四種。一是環(huán)境影響因素致使其測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常狀況，當前的新型自動氣象站還是很容易受到環(huán)境因素影響的，像是站點所處區(qū)域的太陽輻射情況、溫度情況、濕度情況以及電磁干擾水平等，都會導致地面氣象測報數(shù)據(jù)的準確度受到影響，因而在推進氣象站地面數(shù)據(jù)測量工作運行時，也要綜合考慮環(huán)境因素的影響，盡可能確保氣象測報工作的穩(wěn)步推進；二是硬件設施故障或性能下降導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況，在地面氣象數(shù)據(jù)采集時，主要會依靠采集器設備，該設備發(fā)生損壞或性能下降，就容易導致數(shù)據(jù)缺測情況出現(xiàn)，或是發(fā)生數(shù)據(jù)無法顯示的狀況，除此之外，通信線路損壞、電源裝置故障以及計算機設備的故障也會影響到數(shù)據(jù)采集與正常顯示，都需格外注意；三是系統(tǒng)內部軟件問題因素導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，相關測報工作的實現(xiàn)也依賴于專業(yè)測報軟件，而若是軟件本身的參數(shù)設定不合理，或是被病毒入侵而出現(xiàn)軟件被破壞情況，就會影響到數(shù)據(jù)的完整測得，影響到最終數(shù)據(jù)的分析工作；四是測報人員素質的影響，許多地面氣象測報數(shù)據(jù)異常情況都是由測報人員本身業(yè)務素質不高導致，像是人員未按照規(guī)定開展巡視檢查工作，在日常設備維護管理時出現(xiàn)操作不當狀況，對于要求備份的數(shù)據(jù)沒有完成任務或是對采集器設備沒有及時進行復位，則其測得的數(shù)據(jù)就會異常，導致地面氣象測報工作質量下降。

3.實施業(yè)務改革后的地面氣象測報數(shù)據(jù)異常分析與處理

3.1 停止降水后自動氣象站仍進行降水記錄的異常與處理

業(yè)務改革之后，臺站的測報軟件及系統(tǒng)可能會出現(xiàn)的異常問題較多，其中頗為常見的問題就是外部停止降水后，降水觀測儀器仍有降水量出現(xiàn)，導致測得的降水數(shù)據(jù)不準確。例如，這種情況是典型的降水傳感器運行使用滯后問題，在某次降水過程中，降水傳感器在降水停止后的兩個小時左右，仍舊會出現(xiàn)降水的相關數(shù)據(jù)記錄，這些數(shù)據(jù)差值如果在0.3mm之內，也會被算入到降水期間末小時降水量當中，確保觀測到的降水量數(shù)據(jù)能夠完整，而工作人員需要將該記錄文件中的降水量實際數(shù)值修正，生成一個新的文件，便于后續(xù)使用。但是在實際開展工程過程中，常會遇到觀測記錄與實際降水量出現(xiàn)偏差的情況，具體來說主要包含了兩點。一是滯后降水，一般來說，若測報的傳感器裝置翻斗結構中存在部分剩余雨水，則在進行降水記錄時會呈現(xiàn)出0.1-0.3毫米左右的降水數(shù)據(jù)，若是這類降水記錄出現(xiàn)在停止降水兩小時內的任一時間段，則進行數(shù)據(jù)的逐日分析維護時，要將該記錄累計加到對應末小時降水量的時間段當中。若是降水記錄出現(xiàn)在停止降水后的2-3小時時間段或者更久的時間段，則不需要進行數(shù)據(jù)累加，應當將該記錄部分的數(shù)據(jù)刪除。若是夜間出現(xiàn)該情況，則不需要修改新建立的文件，保持原本的數(shù)據(jù)記錄即可，針對夜間降水的情況，假設夜間八到九點時降水已經停止且沒有相關數(shù)據(jù)記錄，則傳感器產生的偏差降水記錄應當累計加入夜間七到八點的時間段內。二是維護不力造成的降水記錄情況，有時也可能是雨量測報的相關傳感器裝置由于維護工作不到位出現(xiàn)了故障問題，致使降雨量數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，遇到這種情況時，需要對雨量測報的相關傳感器裝置進行檢查，比如說使用萬用表來連接裝置的輸出端并進行檢查測，在傳感器當中注入一定的水，觀察萬用表的變化，判斷傳感器元部件是否發(fā)生故障。

3.2 數(shù)據(jù)記錄超標及雨量記錄故障的異常與處理

在進行地面氣象測報工作時，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄超標或雨量記錄故障情況，一般是相關自動記錄儀器發(fā)生故障，對其采取的處理手段為，先使用人工雨量對實際雨量進行替代，在此過程中也會遇到之前的雨量被人工雨量所替代的情況，若是直接對降雨量數(shù)值進行修正，可能會出現(xiàn)整點時氣象數(shù)據(jù)不準確問題，一般會超過極大值，這種狀態(tài)下，即使是使用地面氣象觀測軟件也很難做到降雨量數(shù)值的準確記錄以及處理，借助于人工干預的手段也難達到目的。因此，相關工作人員需要將情況上報給上級部門，通過其氣象觀測的相關審核程序，從而調節(jié)降雨量數(shù)據(jù)的最大值，也保證降雨量數(shù)值可以被地面氣象觀測軟件更為完整地處理。在實際降雨發(fā)生時，若是運用人工雨量的方式將小時降雨量完全替代，則需要保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)當中輸入的相關測量數(shù)據(jù)絕對準確，確保氣象測報的各項設備都能夠良好運行。

3.3 重要天氣報發(fā)報的異常與處理

地面氣象測報工作實施過程中，若重要天氣情況出現(xiàn)在夜間，比如夜間出現(xiàn)龍卷風天氣以及冰雹天氣等，最開始對天氣情況進行精準判斷時，地面氣象測報站點的工作人員一定要保持專業(yè)性，按照相關規(guī)定實施編發(fā)處理重要天氣情況信息。一般來說，這些重要天氣需要在實際發(fā)生后的前十分鐘之內觀測獲得并發(fā)報，但若是發(fā)報的標準時間已經到達或是超過，則應當判斷是否達到續(xù)報告標準，若是達到標準可單獨發(fā)出一次續(xù)報，公布重要天氣情況；另一種情況是8時、14時、20時正點前三十分鐘內通過觀測獲得冰雹重要天氣信息，可以將其合并在整點報里發(fā)送。

3.4 保存文件和實際觀測結果不一致的異常與處理

地面氣象測報實施時，當天測得的氣象要素數(shù)據(jù)結果都會自動保存，同時在正點時刻中可以運用觀測系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒅行?，信息中心會做好測得數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理及保管。但需注意的是，相關的測報軟件運行可能會出現(xiàn)保存文件與實際測得數(shù)據(jù)不一致情況，數(shù)據(jù)的保存也就失去意義。出現(xiàn)這種異常情況的原因可能是保存時誤將以往文件保存，直接影響到地面氣象觀測的效率與質量，為了解決該項問題，可安排計算機維修的專業(yè)人才來調整計算機系統(tǒng)，必要時也可直接安裝，避免出現(xiàn)文件保存不當情況。

3.5 數(shù)據(jù)采集及顯示方面的故障異常與處理

地面氣象測報系統(tǒng)主要是采集氣象要素數(shù)據(jù)，再分析數(shù)據(jù)獲得氣象情況并進行公布。而實際采集時可能會出現(xiàn)時間上的錯亂問題，導致采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，一般在采集器的屏幕中顯示的終端數(shù)據(jù)獲取是正常的，可是將數(shù)據(jù)寫入以及“實時數(shù)據(jù)監(jiān)控”模塊中卻無法顯示出來，出現(xiàn)故障問題。該類型問題產生的原因在于進行采集數(shù)據(jù)寫入及“實時數(shù)據(jù)監(jiān)控”模塊刷新之前，沒有進行返回值時間格式的有效檢查，因此，對其處理時需保證做到檢查返回值時間格式，若發(fā)現(xiàn)了格式錯誤，要將分析時刻內的所有觀測數(shù)據(jù)修正，按照缺測情況來調整。若是“實時數(shù)據(jù)監(jiān)控”模塊界面進行了重新刷新，而此時數(shù)據(jù)寫入到分鐘數(shù)據(jù)文件或是正點文件時仍舊有異常情況，但要求中必須要寫入RTD文件，這個時間的基準應當為計算機系統(tǒng)本身時間，要解決異常情況，可以對采集器的軟件進行關閉重啟，校正計算機系統(tǒng)時間與采集器的時間，與此同時，ISOS軟件（自動氣象站監(jiān)控軟件）也要校正重啟。

3.6 強降水氣象導致深層地溫記錄出現(xiàn)突變的異常與處理

在部分地區(qū)，夏季或秋季可能會出現(xiàn)強降水天氣，這類特殊天氣會直接導致深層地溫發(fā)生突變。一般是先出現(xiàn)了強降水現(xiàn)象，這時的深層地溫還不夠高，但當達到某個時間段后，深層地溫就會出現(xiàn)大幅度提高，像是一個小時內直接提高2℃，這種溫度升高會持續(xù)很久，長則幾天，之后溫度再逐漸下降到原本的溫度值，正常的地溫變化波動都是在0.1-0.3℃之內，但強降水發(fā)生時，深層地溫的變動才會異常，這可能是由于季節(jié)溫度高特點，強降水加持下，促進地表溫度傳導進深層地層，致使溫度急增，這種情況導致的地溫數(shù)據(jù)異常是對地溫情況的真實反映，因此數(shù)據(jù)處理按照正常流程即可，但也不排除相應測量及分析儀器故障導致數(shù)據(jù)異常，因此也要對儀器設備進行嚴格檢查。

4.保證地面氣象測報工作質量的措施

4.1 避免數(shù)據(jù)收集出現(xiàn)錯誤

要保證地面氣象測報工作的質量較好，采集數(shù)據(jù)的準確性與完整性是關鍵，因此，要把握系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集運行，避免出現(xiàn)錯誤問題。例如，技術人員加強對數(shù)據(jù)采集中分鐘數(shù)據(jù)的質量把控，在整點發(fā)報之前，先將準確結果報告給站臺值班人員，避免錯誤數(shù)據(jù)被公布，預控數(shù)據(jù)質量。還要利用網(wǎng)頁服務的開放式體系進一步規(guī)范信息接口，方便于其他系統(tǒng)對信息實施調用。對天氣現(xiàn)象信息進行實時更新時，要做到隨時與氣象局值班人員維持聯(lián)系，及時了解外部天氣的具體變化情況，若有必要，可以運用衛(wèi)星云圖手段或氣象雷達回撥圖像手段來傳遞實時天氣信息，為人們的生產及生活提供更優(yōu)質氣象服務。

4.2 做好相關儀器設備的維護工作

在實施業(yè)務改革之后，新型自動氣象站地面氣象測報使用的重要儀器設備主要是采集設備，要保證測報質量還需做好儀器設備的維護工作，保證設備的高效、穩(wěn)定運行，確保測得數(shù)據(jù)的可靠性。為此，自動站可以安排專業(yè)人員定期對采集器設備進行全面檢查，比如說一月一次檢查，排除設備的故障隱患，通?？筛鶕?jù)采集器指示燈結構來判斷是否發(fā)生故障情況，還有仔細檢查正點觀測的數(shù)據(jù)值，將計算機系統(tǒng)時間與采集器時間進行對照，保證其一致性，每個星期都應進行一次計算機設備重啟以及采集器軟件的重啟，可保證運行性能更加良好。此外，地溫傳感器裝置由于安裝在地下，很容易受到季節(jié)性降水氣候的影響，因而要確認該裝置性能穩(wěn)定，定期進行檢查，確保外露纜線的絕緣層未受到破壞，地溫支架也要保證狀態(tài)良好，尤其是當天氣出現(xiàn)異常時，要查看按照地溫傳感器裝置的地塊是否發(fā)生板結，以保證傳感器可以發(fā)揮出良好觀測功能，切實滿足地面氣象測報工作的需要。

4.3 注重對時工作

為了避免計算機系統(tǒng)與氣象站采集器時間出現(xiàn)不一致情況，還需注重開展對時工作，在進行地面氣象觀測過程中，基于北京時間，做好氣象臺站計算機與自動采集器的內部時間對時，保證都與北京時間相同，兩者即能夠實現(xiàn)同步。當前的氣象站當中都具有這自動對時軟件，其精確度較高，但為了保證對時準確，還要定期進行維護，為實際測報工作奠定良好基礎。

4.4 提升自動氣象站人員的綜合素質

自動氣象站工作的質量與技術人員素養(yǎng)有著密切聯(lián)系，其想要實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的氣象測報，還需提升自動氣象站人員的綜合素質。例如，以保證新型自動站運行性能穩(wěn)定為目標，組織開展在職技術人員的培訓工作，培訓內容劃分為理論和實踐兩部分，還有對技術人員進行考核，確保其素質達標，全體人員都要具備較高素養(yǎng)，加大崗位競爭的推動力度、采取擇優(yōu)任職的手段，這樣也能夠保證自動氣象站的人才能夠發(fā)揮出特長，還要培養(yǎng)人員的責任心與職業(yè)道德水平，增強地面氣象測報數(shù)據(jù)處理的嚴謹性，減少運行中的故障問題，全面提升工作質量與效率。除此之外，還要全面健全監(jiān)督機制，制定完善的規(guī)范標準及規(guī)章制度，確保自動站工作人員嚴格遵循，對相應的業(yè)務監(jiān)督還可采用抽查手段，有效避免違規(guī)行為的出現(xiàn)。

5.結論

綜上所述，地面氣象測報業(yè)務在實施了改革之后，趨向于自動化、高效化方向發(fā)展，其測報質量有所提升，效率也進一步提高，但仍舊存在測報的數(shù)據(jù)異常問題，影響數(shù)據(jù)的因素包括環(huán)境、人員素質、設備及軟件情況等。由本文分析可知，業(yè)務改革后的地面氣象測報數(shù)據(jù)異常情況類型包括：停止降水后自動氣象站仍進行降水記錄的異常、數(shù)據(jù)記錄超標及雨量記錄故障的異常與處理、重要天氣報發(fā)報的異常與處理、實際保存文件和實際觀測結果不一致的異常等。針對不同的異常問題需采取科學手段，保證氣象站工作的穩(wěn)定運行。