淺析地面新長Z文件

李 輝

(四川省甘洛縣氣象局，四川 甘洛 616850)

1 引言

地面氣象主要常規(guī)要素觀測從人工觀測進入到自動觀測已有多年，雖然觀測技術進步了，但是業(yè)務模式還沒有改變，已經(jīng)漸漸不適應觀測技術的發(fā)展。2012年3月31日20時起全國2 419個地面氣象站觀測業(yè)務改革調整，自此我國氣象事業(yè)基本結束了人工觀測與自動觀測并存的時代。氣象部門發(fā)送幾十年的天氣報被地面新長Z文件代替，而新長Z文件的質控，傳輸將納入業(yè)務考核，這對地面氣象觀測工作，是一次全新的變革。

2 地面新長Z文件的質控

地面氣象觀測業(yè)務改革后，對數(shù)據(jù)的質控要求更為嚴格，因此，在守班期間值班員應嚴格遵守《地面氣象觀測業(yè)務工作流程》，按時檢查自動站運行狀態(tài)和實時數(shù)據(jù)是否正常。

2.1 正點地面觀測數(shù)據(jù)維護

正點地面觀測數(shù)據(jù)維護是為適應地面氣象觀測數(shù)據(jù)和報文調整，取消天氣(加密)報而設置的功能，以實現(xiàn)人工定時觀測數(shù)據(jù)維護和自動氣象站觀測數(shù)據(jù)異常時的人工干預。

正點地面觀測數(shù)據(jù)維護的內(nèi)容包括當前時次的自動氣象站觀測數(shù)據(jù)、人工觀測數(shù)據(jù)以及本時次的有關統(tǒng)計值，考慮到應急加密觀測和對累積降水量的需要，設置了指定時段累積降水量的輸入功能。為方便對自動氣象站觀測數(shù)據(jù)的人工監(jiān)視，同時以表格滾動的方式列出與本時次統(tǒng)計值相關的全部自動氣象站觀測數(shù)據(jù)。

在定時觀測時次，必須在正點后5 min內(nèi)通過“正點地面觀測數(shù)據(jù)維護”輸入人工觀測要素和自動氣象站數(shù)據(jù)異常時的人工干預數(shù)據(jù)，完成“質控與數(shù)據(jù)保存”，形成新長Z文件，該文件寫入“AWSNet”，同時備份在“AWSNet_BackMM”文件夾，該時次的內(nèi)容要打印保存［1］。

2.2 微量降水的處理

由于地面新長Z文件雨量的發(fā)送包括了1 h、3 h、6 h 、12 h、24 h 的雨量，這與天氣報中不同，而對于微量降水的處理，由于目前自動氣象站不能觀測到微量降水，在規(guī)定時段的累積降水量從各小時降水量統(tǒng)計時，無法得到微量降水量，此時需在“編報降水量”的相應規(guī)定記錄時段輸入“00”或“0”，為了與自動氣象站采集數(shù)據(jù)文件的一致，小時降水量和分鐘降水量不應修改為“00”或“0”［2］。

當“編報降水量”的記錄時段為過去6 h時，若不從天氣現(xiàn)象判斷，是不能確定過去3 h是否也有微量降水量的，所以此時軟件形成的長Z文件中過去3 h降水量作無降水處理。

2.3 某數(shù)據(jù)超過極值時新長Z文件的質控

如果正點某數(shù)據(jù)超過極值(極值正確)，在進入“正點地面觀測數(shù)據(jù)維護”時軟件自動當缺測處理，人工干預不了，進而造成在正點進行地面新Z文件質控時，數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測的情況，而為了避免這種情況的出現(xiàn)，觀測員在值班期間要注意巡視各要素的變化，當在監(jiān)控軟件上出現(xiàn)要素超極值的情況，值班員應及時記錄該值，在正點觀測前，根據(jù)此值通過及時修改地面審核規(guī)則庫的極值后(需超過極值)，再進行正點質控時軟件就不會當缺測處理了。

2.4 停用雨量傳感器對編報降水量的輸入處理

當臺站參數(shù)的觀測項目“自記降水”設置為“無”或“人工”，即無雨量自動觀測時(冬季或者故障停用)，小時降水量和分鐘降水量記錄均置為缺測(“-”)。編報降水量輸入人工雨量筒的觀測值。對于一般站因夜間不守班，“05-08時降水量”輸入人工雨量筒觀測的20-08時時段累積量，“02時降水量”和“02-05時降水量”應為空［1］。

2.5 重要天氣報在長Z文件代替的問題

在編發(fā)02、08、14、20時整點前30 min內(nèi)觀測到大風、龍卷、冰雹等現(xiàn)象達到發(fā)報標準時，其相關內(nèi)容合并在正點長 Z文件中，不另發(fā)重要天氣報［2］。

2.6 降雪加密觀測并入地面新長Z文件

啟動降雪加密觀測時，雪深和降水觀測數(shù)據(jù)輸入正點長Z文件中，不再上傳降雪加密觀測文件，積雪深度以厘米為單位，取1位小數(shù)，其值擴大10倍輸入。若在此窗口輸入的雪深小數(shù)位不為0時，在寫上傳長Z文件時，以窗口界面的實際數(shù)據(jù)為準，但在寫入B文件，則對小數(shù)四舍五入取整［2］。

3 自動站數(shù)據(jù)缺測時地面新長Z文件

3.1 自動站數(shù)據(jù)缺測，前后10 min有數(shù)據(jù)時的處理方法

當前后10 min有數(shù)據(jù)時，用前后10min數(shù)據(jù)代替，在OSSMO4.0.3版本中，為了兼顧當自動氣象站正點數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的交互式自動處理，設置了對自動氣象站采集實時數(shù)據(jù)備份文件(*.RTD)的查閱功能，通過雙擊“自動氣象站觀測數(shù)據(jù)”表格的固定列當前時次的單元格，即會彈出與當時時次正點可替代分鐘的全部數(shù)據(jù)的表格，這些替代的操作過程同時在系統(tǒng)日志中記載［2］。而在實際工作中，由于地面新長Z文件中相關統(tǒng)計值包括各時段的編報降水量、每小時的最高、最低本站氣壓、氣溫、地溫，24 h 最高、最低氣溫，12 h 最低地溫，每 1 h、6 h、12 h的極大風速、風向等內(nèi)容，與天氣報在各個時次編報內(nèi)容有很大不同，不能在短時間內(nèi)統(tǒng)計得到，因此，在質控地面新長Z文件時，常常提示記錄有矛盾，而無法質控當前時刻的地面新長Z文件，此時最好的辦法是臺站應在數(shù)據(jù)上傳規(guī)定時效內(nèi)，通過電話等方式將基本氣象要素(2 min風向、風速、氣溫、本站氣壓、天氣現(xiàn)象、能見度)盡可能完整的傳至省級氣象信息部門，再在逐日數(shù)據(jù)維護中，按照地面新長Z文件的內(nèi)容逐一做好各項數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，在1 h內(nèi)重新人工質控上傳該時數(shù)據(jù)文件。

3.2 當前后10 min數(shù)據(jù)也缺測時的處理辦法

當自動氣象站觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，須用人工觀測值替代時，可直接在相應單元格輸入人工觀測值。對于需要經(jīng)儀器訂正的器測數(shù)據(jù)或需查算得到的要素值(包括氣溫、濕度、最高氣溫、最低氣溫、本站氣壓、地面溫度、地面最高溫度、地面最低溫度、5～320 cm地溫)，按如下方法處理:將焦點移至要處理數(shù)據(jù)的單元格，點擊鼠標的右鍵，則會在窗口中部的左側彈出圖1內(nèi)容。

圖1 人工器測值替代自動氣象站觀測值對話框

在觀測值中，可以輸入儀器的讀數(shù)值，也可輸入經(jīng)過儀器差訂正后的值，這由選取的觀測值類別確定，不再像原“定時觀測”中在輸入值后加入特定標識，對于濕球溫度值，還可以是“讀數(shù)并結冰值”、“結冰經(jīng)器差訂正值”、“相對濕度值”或“毛發(fā)值”，特定標識會在“訂正后值”列的對應單元格的數(shù)據(jù)后自動加入。只要在“觀測值”的“值”的單元格輸入數(shù)據(jù)，當焦點離開此單元格時，則會用此值替代自動氣象站觀測值［2］。對于本站氣壓、海平面氣壓、濕度計算值，則是在關閉此彈出式表格框時，替代自動氣象站觀測值。對于本站氣壓，當氣壓表感應部分海拔高度與自動站氣壓傳感器海拔高度不一致時，在計算得到氣壓表高度上的本站氣壓后，軟件會自動將該值訂正到自動站氣壓傳感器海拔高度上。若自動站相對濕度缺測，需要用人工觀測方式的值代替濕度記錄時，此時軟件會將人工觀測的氣溫、濕度值一并替換到“自動氣象站觀測數(shù)據(jù)”的表格中，按規(guī)定氣溫仍應保留自動站觀測值，此時需再由人工將“自動氣象站觀測數(shù)據(jù)”氣溫單元格中被人工替代的氣溫值改回自動站觀測值，因此會出現(xiàn)相對濕度與自動站氣溫反算水汽壓、露點溫度不一致的情況，按規(guī)定這是允許的。

3.3 自動氣象站降水量缺測或不正常的處理

3.3.1 小時與分鐘降水量不一致如何處理 在讀取B和Z、R文件后，當小時降水量與分鐘降水量從兩類文件中讀取的不一致時，若屬B文件中無該時次的記錄，則直接用Z、R文件的記錄填入“自動氣象站觀測數(shù)據(jù)”和“分鐘降水量”的表格中;若屬B和Z、R文件均有數(shù)據(jù)，則在彈出窗口中，B和Z、R文件數(shù)據(jù)不一致的內(nèi)容，相應單元格的背景用黃色給出，此時，應認真分析原因，選擇是繼續(xù)保留B文件中的數(shù)據(jù)，還是用Z或R文件中的數(shù)據(jù)讀取顯示在“自動氣象站觀測數(shù)據(jù)”和“分鐘降水量”的表格中［2］。需要改變讀取的數(shù)據(jù)源時，選取“讀取”行的相應單元格，即會給出下拉列表，對于小時降水量有2個選項，即“B文件”和“Z文件”，對于分鐘降水量也是2個選項，為“B文件”和“R文件”，通過下拉列表給出的內(nèi)容進行選取。確定選取的數(shù)據(jù)源正確后，必須點擊本窗口右上角的“×”按鈕，所選取的數(shù)據(jù)便會填入“自動氣象站觀測數(shù)據(jù)”和“分鐘降水量”的表格中。

3.3.2 自動站雨量故障 若自動站雨量故障，用人工雨量代替的情況下，對于一般站因夜間不守班，“05-08時降水量”輸入人工雨量筒觀測的20-08時時段累積量，“02時降水量”和“02-05時降水量”應為空［1］。

而在14時和20時的前1 h降水量、前3 h降水量、前6 h降水量，為了長Z文件的數(shù)據(jù)完備，應采取每個小時都人工測量雨量的辦法，將各時雨量值輸入到逐日數(shù)據(jù)維護中，到定時觀測質控時各時數(shù)據(jù)就都正常了。

若上述缺測記錄有對應遙測或虹吸雨量計數(shù)據(jù)，則小時降水量用遙測或虹吸雨量計記錄代替，影響到的相應分鐘降水量亦按缺測處理，3 h累積降水量由相應小時的遙測或虹吸雨量計記錄累加得到。

4 地面氣象觀測業(yè)務改革調整后，新增了對數(shù)據(jù)維護、傳輸錯情的考核

4.1 數(shù)據(jù)維護錯情

定時觀測時次前未對上一定時觀測時次及其后的各正點數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)維護(定時觀測時次出現(xiàn)的軟件報警信息應及時處理)，或08時前未對前一日日數(shù)據(jù)、日照數(shù)據(jù)進行檢查，導致錯誤數(shù)據(jù)未進行更正的，按數(shù)據(jù)錯誤的個數(shù)計算錯情，每錯1個算0.1個錯情，超過2個錯情按2個算。數(shù)據(jù)錯誤個數(shù)以相應的數(shù)據(jù)文件為統(tǒng)計依據(jù)［3］。

這就要求值班員在下一次定時觀測前要仔細查看SAWSS軟件的日志文件，如果發(fā)現(xiàn)有異常數(shù)據(jù)，及時啟動軟件進行數(shù)據(jù)維護，發(fā)送更正數(shù)據(jù)文件，以減少錯情的發(fā)生，提高業(yè)務質量。

4.2 數(shù)據(jù)傳輸錯情

4.2.1 缺數(shù)據(jù)文件 定時觀測時次(國家基準氣候站、國家基本氣象站是指 02、05、08、11、14、17、20、23時8個時次，國家一般氣象站是指08、14、20時3個時次。)，各類氣象數(shù)據(jù)文件超過逾限時限未上傳，或非定時觀測時次各類氣象數(shù)據(jù)文件未在下一定時觀測時次前補傳，或日數(shù)據(jù)文件、日照數(shù)據(jù)文件未在次日08時前上傳的，應計算錯情，具體為:定時觀測時次地面氣象要素數(shù)據(jù)文件和航空危險天氣報告文件每發(fā)生1次算5個錯情，其它時次和其它數(shù)據(jù)文件每發(fā)生1次算1個錯情［3］。

4.2.2 逾限 定時觀測時次各類氣象數(shù)據(jù)文件超過及時時限但未超過逾限時限上傳的，地面氣象要素數(shù)據(jù)文件和航空危險天氣報告文件每發(fā)生1次算2個錯情，其它數(shù)據(jù)文件每發(fā)生 1次算 0.5個錯情［3］。

5 結語

地面氣象觀測業(yè)務改革調整后，地面新長Z文件的觀測數(shù)據(jù)將不再用傳統(tǒng)的報文格式，也就是說觀測數(shù)據(jù)不需要進行編碼就可以直接上傳，觀測數(shù)據(jù)更加直觀，內(nèi)容更加翔實，對數(shù)據(jù)、傳輸要求更為嚴格，本文針對此次地面氣象觀測業(yè)務重大的變革，結合工作中出現(xiàn)的一些實際問題，對地面新長Z文件的質控、缺測數(shù)據(jù)的處理、質量考核等方面作了初步總結。

［1］地面測報業(yè)務軟件操作.四川省氣象局.2012.3.

［2］地面氣象觀測質量考核辦法(試行).中國氣象局綜合觀測司 .2012.7.