人工站小時(shí)雨量缺測用自動(dòng)站代替的探討

陳 璟，蒲利榮，林堃儒

1.揭陽市氣象局，廣東 揭陽 522031

2.清遠(yuǎn)市氣象局，廣東 清遠(yuǎn) 511515

3.玉林市氣象局，廣西 玉林 537000

0 引言

目前，多數(shù)地面氣象觀測站處于人工站向自動(dòng)站轉(zhuǎn)軌的過渡期，需要進(jìn)行為期兩年的平行觀測，在人工站與自動(dòng)站平行觀測期，

根據(jù)觀測規(guī)范[1]規(guī)定“降水量自記跡線有缺測，若缺測時(shí)間跨越某一個(gè)或幾個(gè)正點(diǎn)時(shí)，有關(guān)各時(shí)降水量應(yīng)用其它雨量計(jì)的自記記錄代替”。那么，在為期兩年的平行觀測期且在自動(dòng)站小時(shí)雨量記錄正常的情況下，測報(bào)員在遇到人工站小時(shí)雨量缺測時(shí)通常會(huì)采用自動(dòng)站記錄代替。但實(shí)際工作中遇到的缺測問題要復(fù)雜得多，并非簡單的套用規(guī)范的處理方法就可以的，即人工站小時(shí)雨量缺測不一定可以用自動(dòng)站記錄代替。

1 羅列幾種人工站自記降水缺測的特殊處理情況

1.1 虹吸管滴水造成小時(shí)雨量缺測

5月5日，降水時(shí)段13時(shí)3分～20時(shí)。 因雨量計(jì)故障，15時(shí)前當(dāng)雨量達(dá)到虹吸時(shí)不能正常虹吸，浮子下落受阻并有輕微的滴水現(xiàn)象，15時(shí)巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)此情況并采取人工施壓使浮子下落后恢復(fù)正常。該故障造成14時(shí)～15時(shí)的小時(shí)降水量缺測，本應(yīng)用自動(dòng)站相應(yīng)時(shí)次記錄“5.4”代替，但代替后造成8時(shí)～20時(shí)的小時(shí)降水合計(jì)量16.6mm與定時(shí)降水量14.0mm相差較大，差值為2.6mm，高出18.6%。同時(shí)也高出自動(dòng)站8時(shí)～20時(shí)的小時(shí)降水合計(jì)量14.8mm，高出12.2%（見表1），一般省局在關(guān)于儀器技術(shù)性能方面要求降水量人工站與自動(dòng)站差異一般不宜超過4%，所以本例不宜用自動(dòng)站記錄代替?？紤]到該故障發(fā)現(xiàn)及時(shí)，虹吸管滴水較為輕微，故14時(shí)～15時(shí)的小時(shí)降水量按實(shí)有上升跡線統(tǒng)計(jì)，其值為3.0mm，這樣處理后8時(shí)～20時(shí)的小時(shí)降水合計(jì)量14.2mm與定時(shí)降水量差值為0.2mm，較為相符。

1.2 筆尖壓力不夠致跡線跨時(shí)中斷造成小時(shí)雨量缺測

1.2.1 例1

4月21日，因虹吸雨量計(jì)筆尖壓力不夠，造成21日21時(shí)～23時(shí)和3時(shí)～5時(shí)中部分雨量跡線中斷而無法計(jì)算，故用自動(dòng)站相應(yīng)時(shí)次的雨量代替。結(jié)果人工站20時(shí)～8時(shí)小時(shí)降水量合計(jì)量17.6mm比定時(shí)降水量15.4mm偏大較多，差值為2.2mm，偏大14%；與自動(dòng)站小時(shí)降水量20-8時(shí)合計(jì)量15.6mm的差值為2.0mm, 偏大13%。其中3時(shí)～5時(shí)缺測時(shí)段用自動(dòng)站記錄代替是沒問題的，問題出在21時(shí)～23時(shí)缺測時(shí)段，從圖2自記紙可見21時(shí)～23時(shí)的累計(jì)量為5.8mm，明顯比自動(dòng)站21～23合計(jì)量7.6mm少，而20時(shí)～21時(shí)明顯比自動(dòng)站多，出現(xiàn)這樣的明顯差異，原因主要是儀器的靈敏度、時(shí)間常數(shù)[2]和滯差不同所造成。再者人工站自記降水的時(shí)間不如自動(dòng)站自記降水分鐘采集時(shí)間那么精確，須作時(shí)間差訂正，而平均分配法的時(shí)間差訂正是存在誤差的，這也是造成人工站與自動(dòng)站自記降水值差異的原因之一。那么21時(shí)的時(shí)界且當(dāng)時(shí)降水跡線正在急劇上升是個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，即自動(dòng)站的當(dāng)時(shí)量升比人工站滯后。當(dāng)出現(xiàn)這樣的情況，我們的依據(jù)是兩儀器其中總有個(gè)時(shí)段合計(jì)量是接近的。此例可明確一點(diǎn)：20時(shí)～23時(shí)人工站、自動(dòng)站的降水合計(jì)量是接近的，即可用此時(shí)段自動(dòng)站的合計(jì)量減去人工站自記紙的已知量，再而從自動(dòng)站資料可了解到在22時(shí)時(shí)界左右并無明顯突升，從而可得出20時(shí)～22時(shí)人工站、自動(dòng)站的降水合計(jì)量也是接近的。那么人工站22時(shí)～23時(shí)降水量仍可由自動(dòng)站記錄代替，21時(shí)～22時(shí)的降水量由自動(dòng)站20時(shí)～22時(shí)合計(jì)量4.8mm減去人工站20時(shí)～21時(shí)降水量3.0mm所得，結(jié)果為1.8mm。

1.2.2 例2

6月2日20時(shí)～6時(shí)降水自記跡線中斷，從前后跡線可判斷，此時(shí)段內(nèi)有0.1mm的雨量，而自動(dòng)站在此時(shí)段內(nèi)無雨量記錄，因自記紙上中斷跨多個(gè)時(shí)次，無從知道該0.1mm的雨量出現(xiàn)在何時(shí)次，所以此例仍應(yīng)以自動(dòng)站的記錄代替，作微量，即0.05mm的量處理。

1.2.3 例3

6月8日0時(shí)～4時(shí)降水自記跡線中斷，從前后跡線可判斷，此時(shí)段內(nèi)有0.1mm的雨量，而自動(dòng)站在此時(shí)段3時(shí)～4時(shí)有0.2mm的雨量，在這種情況下測報(bào)員直接用自動(dòng)站記錄代替是最為普遍的，也覺得相差0.1mm沒什么，但筆者認(rèn)為從自記紙上能明確看到上升量，且是筆尖壓力不夠未能記錄到跡線，并無其它影響跡線上升的故障，而自動(dòng)站在該時(shí)段的上升量并無跨時(shí)次，則可參考自動(dòng)站此時(shí)段有降水量的那一個(gè)時(shí)次來確定人工站自記紙上升量0.1mm所在的時(shí)次。

1.2.4 例4

6月16日23～6時(shí)降水自記跡線中斷，從前后跡線判斷，此時(shí)段內(nèi)無降水量，而自動(dòng)站在此時(shí)段5～6有0.1mm的降水量，因人工站虹吸雨量計(jì)并無其它影響跡線上升的故障，所以保持其原有降水無上升量的記錄，不再用自動(dòng)站的記錄代替。

2 結(jié)論

1）人工站自記降水缺測時(shí)段無降水上升量（無阻礙降水跡線上升的故障），而自動(dòng)站在該時(shí)段有降水上升量，不需用自動(dòng)站記錄代替，作無上升量處理；

2）人工站自記降水缺測時(shí)段（跨時(shí)）有0.1mm降水量，而自動(dòng)站在該時(shí)段無降水上升量（儀器記錄正常），仍應(yīng)用自動(dòng)站記錄代替，作無上升量處理；

3）人工站自記降水缺測時(shí)段（跨時(shí)）所要代替的自動(dòng)站記錄只有一個(gè)時(shí)次是有量時(shí)，即可用自動(dòng)站的記錄確定是哪個(gè)時(shí)次有量，其量則用自記紙前后跡線上升累計(jì)量所得；

4）當(dāng)人工站出現(xiàn)小時(shí)雨量缺測，缺測時(shí)段人工站與自動(dòng)站均有≥0.1mm的降水上升量且自動(dòng)站降水上升量跨時(shí)次時(shí),若不因使用自動(dòng)站相應(yīng)記錄代替后而造成08-20合計(jì)量或20-08合計(jì)量與自動(dòng)站相差＞4%的，一般可用自動(dòng)站記錄代替；若因代替后使合計(jì)量超過4%，則應(yīng)分析原因，尋找更為合適的“代替量”。若無合適的代替量則應(yīng)按缺測處理。

日常工作中，我們?cè)谝砸?guī)范為總則的前提下，應(yīng)盡量保全發(fā)生故障儀器原記錄的特性連續(xù)，出現(xiàn)缺測了要尋找能與原記錄值較為接近、能較為合適反應(yīng)原記錄趨向的處理方案，如果盲目采用另一儀器記錄代替致使記錄產(chǎn)生較大的失真，那就沒有代替的必要，只要多思考多觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障儀器的記錄缺測時(shí)段前后一些局部條件，局部記錄仍是有利用價(jià)值的，不要輕易忽略掉。

[1]地面氣象觀測規(guī)范[S].北京：氣象出版社，2003.

[2]張靄琛.現(xiàn)代氣象觀測[M].北京：北京大學(xué)出版社，2000