氣象測(cè)報(bào)地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù)

鄭宇洋，寧菲菲，張　靖（株洲市氣象局，湖南　株洲　412000）

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氣象測(cè)報(bào)地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù)

鄭宇洋，寧菲菲，張靖（株洲市氣象局，湖南株洲412000）

地面測(cè)報(bào)比其他氣象測(cè)報(bào)方法發(fā)明更早，使用范圍廣泛，隨著時(shí)間的推移，地面測(cè)報(bào)技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，并且形成了一個(gè)系統(tǒng)的體系。本文以全國(guó)地面氣象測(cè)報(bào)技能競(jìng)賽中計(jì)算機(jī)綜合處理科目為實(shí)例，詳細(xì)探究地面氣象測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)審核要點(diǎn)和解決方法。

氣象測(cè)報(bào)；信息；數(shù)據(jù)處理

1　引言

地面氣象測(cè)報(bào)所涉及到的信息點(diǎn)多、面廣，處理難度較大，在氣象預(yù)報(bào)中引入地面信息處理技術(shù)，能夠顯著提升氣象預(yù)報(bào)的整體效果。但是，在具體工作中，依然有很多問題阻礙地面氣象測(cè)報(bào)工作的順利開展。因此，詳細(xì)探究氣象文件的處理知識(shí)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2　氣象測(cè)報(bào)競(jìng)賽概況

中國(guó)氣象局在2007年、2009年相繼舉辦了全國(guó)地面氣象測(cè)報(bào)技能競(jìng)賽。在氣象測(cè)報(bào)競(jìng)賽中，具體的競(jìng)賽內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：計(jì)算機(jī)綜合處理、云天觀測(cè)、地面氣象報(bào)告編制以及地面氣象觀測(cè)等等。本文主要以2007年地面氣象測(cè)報(bào)技能競(jìng)賽為研究對(duì)象，結(jié)合實(shí)際審核經(jīng)驗(yàn)，試圖科學(xué)、合理地對(duì)地面氣象信息化A，J數(shù)據(jù)文件的人工和計(jì)算機(jī)審核疑誤信息進(jìn)行深入分析。

3　A文件處理方式

3.1正點(diǎn)的缺測(cè)處理方式

根據(jù)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范技術(shù)問題解答第一號(hào)》中的相關(guān)規(guī)定：如果能夠獲取非正點(diǎn)的分鐘數(shù)據(jù)，則應(yīng)該優(yōu)先考慮用正點(diǎn)前后10min接近正點(diǎn)的記錄來進(jìn)行代替。具體的做法如下：如果在正點(diǎn)前10min內(nèi)有數(shù)據(jù)，則可以用正點(diǎn)前10min接近正點(diǎn)的記錄進(jìn)行代替；如果正點(diǎn)前10min內(nèi)的分鐘數(shù)據(jù)有卻測(cè)的現(xiàn)象，則可以使用正點(diǎn)后10min內(nèi)接近正點(diǎn)的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行代替。在本次競(jìng)賽數(shù)據(jù)中，25日18：00本站氣壓缺測(cè)，對(duì)此，可以根據(jù)相關(guān)規(guī)定，使用自動(dòng)氣象站質(zhì)量控制軟件查取D：OSSMO2004RestoreData口錄下的“逐分鐘地面數(shù)據(jù)文件（AWS*.RTD）”選擇對(duì)應(yīng)時(shí)問文件，查得17：59843.9hPa記錄代替。

3.2臺(tái)站參數(shù)疑誤信息處理

在格式檢查中，常常會(huì)出現(xiàn)參數(shù)錯(cuò)誤的情況，如參數(shù)與參數(shù)間的對(duì)應(yīng)值無法銜接等。要避免這些錯(cuò)誤的發(fā)生，必須仔細(xì)的觀察所有的參數(shù)變化，并且對(duì)于每個(gè)月觀測(cè)任務(wù)的變化進(jìn)行詳細(xì)的記錄和分析，以便更清晰的展現(xiàn)參數(shù)的變化狀況。通過這種方式，就能有效避免參數(shù)錯(cuò)誤的出現(xiàn)，從而避免月與月之間的氣象數(shù)據(jù)錯(cuò)誤現(xiàn)象發(fā)生［1］。

在本次比賽中，在格式審核競(jìng)賽數(shù)據(jù)A文件中顯示：“文件首部參數(shù)與臺(tái)站參數(shù)表不符”的錯(cuò)誤信息。通過對(duì)文件進(jìn)行檢查，首部參數(shù)標(biāo)識(shí)“y1y2y3...y18y19y20”所對(duì)應(yīng)的數(shù)值為“11111090010000111909”，即凍土標(biāo)識(shí)符（y18）為9，可以用于表示全月數(shù)據(jù)缺測(cè)，而臺(tái)站參數(shù)設(shè)置有凍土觀測(cè)項(xiàng)口，兩者相互矛盾，產(chǎn)生這一問題的根本原因在于凍土觀測(cè)最后月的B文件轉(zhuǎn)換成A文件是在次月初進(jìn)行的，而次月的臺(tái)站參數(shù)己無凍土觀測(cè)項(xiàng)目的設(shè)置了。為了有效解決這一問題，應(yīng)該在測(cè)站中設(shè)置觀測(cè)任務(wù)變動(dòng)進(jìn)行提示，觀測(cè)員在進(jìn)行B文件轉(zhuǎn)A （J）文件時(shí)應(yīng)特別留意需轉(zhuǎn)換月與當(dāng)前月觀測(cè)任務(wù)的變化，對(duì)臺(tái)站基本參數(shù)進(jìn)行正確選擇。

3.3降水量與降水現(xiàn)象不一致疑誤信息處理

在比賽中，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)A文件的降水現(xiàn)象與降水量有很大差距，4～5h的降水量，但是卻沒有出現(xiàn)降水現(xiàn)象，出現(xiàn)這一狀況的主要原因是傳感器失控J傳輸信息出現(xiàn)滯后，最終導(dǎo)致兩個(gè)數(shù)據(jù)的失衡。為了妥善解決這一失衡問題，首先判斷降水量滯后情況，而且應(yīng)該將滯后時(shí)限控制在2h內(nèi)，按照這樣的規(guī)律對(duì)這一期間得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加。但是，如果滯后的時(shí)間已經(jīng)超出 2h，失衡情況比較嚴(yán)重，則應(yīng)該立即刪除這組數(shù)據(jù)，并重新進(jìn)行觀測(cè)。

3.4上跨日期與上月文件不符合的疑誤信息處理

氣象測(cè)報(bào)軟件不僅能夠?qū)缭逻B續(xù)降水日期進(jìn)行挑取，而且還能夠挑取上跨的連續(xù)降水量，但是在實(shí)際挑取過程中，氣象信息也可能出現(xiàn)一定的錯(cuò)誤，通常情況下，錯(cuò)誤信息會(huì)提示為“上跨日期與上月文件不符”。為了妥善解決這一問題，預(yù)審人員應(yīng)該秉持認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，對(duì)上跨日期、連續(xù)降水量以及上月A文件進(jìn)行仔細(xì)審查，確保無誤。

在本次競(jìng)賽中，A文件中顯示“上跨降水日期與上月A文件的30/04/2007不符”的疑誤信息。測(cè)報(bào)軟件雖然能夠自動(dòng)挑取跨月連續(xù)（無）降水開始日期和上跨連續(xù)降水量，但是也不能夠避免出現(xiàn)偏差，對(duì)此，預(yù)審工作人員必須對(duì)上跨日期和連續(xù)降水量與上一個(gè)月的A文件進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)。

4　J文件信息處理方式

（1）分鐘數(shù)據(jù)缺測(cè)。對(duì)J文件進(jìn)行審核時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)中提示信息某一日正點(diǎn)時(shí)間的氣溫對(duì)應(yīng)A文件中所顯示的正點(diǎn)值不一致，這種錯(cuò)誤的產(chǎn)生原因主要有以下兩個(gè)方面：①采集器在工作狀態(tài)下受到雷擊等外界因素的干擾，因此所采集的數(shù)據(jù)有所偏差。②在傳感器標(biāo)?；蛘邆鞲衅鞲鼡Q過程中，數(shù)據(jù)記錄可能有缺測(cè)。對(duì)于這一問題，應(yīng)該根據(jù)地面觀測(cè)相關(guān)文件規(guī)定的 “當(dāng)自動(dòng)氣象站每小時(shí)正點(diǎn)數(shù)據(jù)與該正點(diǎn)分鐘數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差時(shí)，在確定正點(diǎn)分鐘數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差的基礎(chǔ)上，可以采用正點(diǎn)值進(jìn)行替代。在本次競(jìng)賽中，通過對(duì)J文件進(jìn)行審查，系統(tǒng)提示5日20：00氣溫缺測(cè)，與對(duì)應(yīng)的A文件正點(diǎn)值（14.4）有所偏差。通常情況下，這一問題出現(xiàn)在自動(dòng)站采集器被雷擊、標(biāo)校、更換傳感器等環(huán)節(jié)。根據(jù)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范技術(shù)問題解答第一號(hào)》中的相關(guān)規(guī)定，如果自動(dòng)站每小時(shí)正點(diǎn)數(shù)據(jù)與該正點(diǎn)分鐘數(shù)據(jù)有所偏差，則可以使用正點(diǎn)值進(jìn)行代替，因此，在本次競(jìng)賽中，對(duì)于5日20：00氣溫值，可以使用氣溫正點(diǎn)值14.4℃進(jìn)行代替。

（2）分鐘數(shù)據(jù)異常跳變。計(jì)算機(jī)在對(duì)J文件進(jìn)行審核時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)分鐘間數(shù)據(jù)異常的問題［2］。比如，在本次氣象競(jìng)賽中，J文件機(jī)審顯示，分鐘間數(shù)據(jù)異常的有以下集中：31日20：51本 站 氣 壓 為840.3hPa，20：52為 842.3hPa，20：53為840.3hPa，根據(jù)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，該分鐘值用前后分鐘數(shù)據(jù)內(nèi)插求得為840.3hPa。

5　對(duì)A文件信息進(jìn)行人工審查

由于地面測(cè)報(bào)過程中容易出現(xiàn)很多記錄性問題和技術(shù)性問題，因此，進(jìn)行人工審核顯得非常重要。實(shí)踐中常出現(xiàn)的問題包括云能見度等記錄錯(cuò)誤；天氣現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的順序記錄錯(cuò)誤，如雨天記錄時(shí)間提前；記錄了一些不可能出現(xiàn)的天氣，如夏天下大雪等。比如，比賽當(dāng)天在A文件的天氣現(xiàn)象記錄中出現(xiàn)了六處錯(cuò)誤，20日的晴天和雨天的記錄順序錯(cuò)誤，24日的大雪不可能出現(xiàn)，22日的雷不應(yīng)該記錄在閃電的前面。

5.1審查要求

在信息進(jìn)行審查的過程中，一般會(huì)使用自動(dòng)式的審查設(shè)備，如自動(dòng)氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這一設(shè)備可以提高審查的效率和精確度，但是它審核的范圍有限，無法對(duì)能見度及云等天氣現(xiàn)象進(jìn)行審查，所以其仍然是有缺陷的。為了克服這種缺陷帶來的不必要的麻煩，在審查中，通?？梢圆扇∪斯彶榈姆绞?，這一方式可以充分利用影響天氣現(xiàn)象的各種因素，進(jìn)行綜合分析，從而得出更準(zhǔn)確的結(jié)果。

5.2能見度、云、天氣現(xiàn)象審核要點(diǎn)及疑誤信息處理

對(duì)于天氣現(xiàn)象的記錄，需要把握一個(gè)總的原則，即全面性。要對(duì)天氣中的降水?dāng)?shù)量、降水記錄、霧的濃度等做詳細(xì)的記錄，并結(jié)合空氣的溫度和濕度來分析結(jié)果，這樣得出的結(jié)論才不會(huì)存在片面性的問題。由于云的記錄與其他記錄比較更為復(fù)雜，所以在記錄時(shí)，應(yīng)該做到細(xì)心，不僅要對(duì)云的概念、特點(diǎn)、形成原因非常熟悉，還要注意它和雨、雷、閃電及其他現(xiàn)象的關(guān)系，此外還要注意云的變化過程。由于能見度會(huì)影響人們的出行安全，所以在進(jìn)行能見度的審查時(shí)，要做到及時(shí)、準(zhǔn)確、傳達(dá)到位三原則。在能見度低于10km的情況下，在記錄中往往會(huì)有霧、沙塵、或者煙霧等出現(xiàn)，因?yàn)檫@些現(xiàn)象是造成能見度低的主要原因；相反，在能見度高的情沉下，這些現(xiàn)象將不會(huì)出現(xiàn)在記錄中。

5.3質(zhì)量控制碼疑誤信息處理

根據(jù)地面氣象觀測(cè)文件中的規(guī)定，在控制段中，質(zhì)量控制碼通常表示為3位整數(shù)，從大到小，百、十、個(gè)位分別代表臺(tái)站級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)，如果任何數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，如果臺(tái)站觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)修改或者缺測(cè)的情況，都應(yīng)該對(duì)質(zhì)量控制碼進(jìn)行檢查和更正。

5.4其他人工審核重點(diǎn)

在地面氣象測(cè)報(bào)審查工作中，最為重要的是人工審核，在人工審核過程中，必須堅(jiān)持實(shí)事求是的原則，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)范，獲得具有代表性的氣象數(shù)據(jù)，這樣才能夠?yàn)楹笃跉庀笱芯刻峁┛煽恳罁?jù)。對(duì)此，工作人員應(yīng)該不斷提高作責(zé)任感和進(jìn)取心，快速掌握和應(yīng)用新設(shè)備、新技術(shù)，便于順利的開展氣象測(cè)報(bào)工作［3］。

6　正確備注信息化文件

在處理與修改信息化資料中，可能會(huì)出現(xiàn)不正常的情況下，對(duì)此必須做好備注工作。備注工作應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：①備注內(nèi)容的選擇性。備注內(nèi)容必須詳細(xì)記載影響記錄的說明，比如，儀器安裝是否正常、觀測(cè)方法是否正確、是否更改站名等等。②填寫備注必須簡(jiǎn)明扼要，條理清晰。③如果備注內(nèi)容類型相同，則應(yīng)該進(jìn)行歸納整理，所有的備注都應(yīng)該確保符合一定的規(guī)范，臺(tái)站變動(dòng)歷史或常見的備注事項(xiàng)為記載類型。

7　結(jié)語

本文主要結(jié)合某次比賽，對(duì)氣象測(cè)報(bào)地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù)方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析。氣象觀測(cè)技術(shù)必須對(duì)收集的氣象信息進(jìn)行全面的審核和分析，尤其是要對(duì)A、J文件進(jìn)行系統(tǒng)的分析和處理，另外，工作人員也應(yīng)該秉持認(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度進(jìn)行觀測(cè)，這樣才能確保觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性。隨著這一技術(shù)的進(jìn)一步研究和實(shí)踐運(yùn)用，未來，氣象測(cè)報(bào)地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù)必將大放光彩。

［1］劉蘭芳，關(guān)榮溢，李曉欣，等.地面氣象測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)文件質(zhì)量控制的處理技術(shù)［J］.廣東氣象，2014（01）：73～75.

［2］孫存明.地面測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)審核及疑誤分析［J］.北京農(nóng)業(yè)，2014（24）：37～38.

［3］黃 靖，黃玲芬，鄭東齊.探析如何做好地面氣象測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)審核工作［J］.農(nóng)技服務(wù)，2015（07）：143.

張 靖（1989-），男，湖南婁底人，助理工程師，從事氣象預(yù)報(bào)服務(wù)工作。

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A

2095-2066（2016）11-0214-02

2016-3-8

鄭宇洋（1987-），男，湖南株洲人，助理工程師，從事氣象地面測(cè)報(bào)工作。

寧菲菲（1986-），女，湖南攸縣人，助理工程師，從事公共氣象服務(wù)工作。