自動氣象站數(shù)據(jù)異常的處理

杜紅，李嘵峰

（1.石河子氣象局，新疆石河子 832000；2.黑龍江省氣象臺，黑龍江哈爾濱 150030）

自動氣象站數(shù)據(jù)異常的處理

杜紅1，李嘵峰2

（1.石河子氣象局，新疆石河子 832000；2.黑龍江省氣象臺，黑龍江哈爾濱 150030）

本文以3個國家級氣象觀測站正點數(shù)據(jù)缺測情況處理為基礎(chǔ)，詳細闡述了形成月報數(shù)據(jù)過程中正點地面氣象要素數(shù)據(jù)Z文件、地面氣象觀測數(shù)據(jù)A文件和分鐘觀測數(shù)據(jù)J文件出現(xiàn)異常的原因和處理方法，以及為預(yù)防這些文件出錯所采取的措施，保證氣象資料的完整性和準確性。

自動站氣象站；數(shù)據(jù)資料；異常

1 引言

自動氣象站作為一種先進的地面遙測設(shè)備，在提高觀測的時空密度、改善觀測質(zhì)量上有很大優(yōu)點，自動氣象站各傳感器的感應(yīng)元件輸出電量因氣象要素值的變化而變化，這種變化被采集器采集，經(jīng)過線性化和定量化處理，實現(xiàn)工程量到要素量的轉(zhuǎn)換，再對數(shù)據(jù)進行篩選，得出各個氣象要素值，并按一定的格式存儲在采集器中。采集器中的數(shù)據(jù)通過通訊端口傳輸?shù)接嬎銠C中，先形成實時地面氣象要素數(shù)據(jù)文件ZZ.TXT，同時將分鐘數(shù)據(jù)存入逐分鐘地面數(shù)據(jù)文件AWS*.RTD，然后形成分鐘數(shù)據(jù)文件（P、T、U、R、W）、正點地面氣象要素數(shù)據(jù)文件Z文件。每日通過逐日數(shù)據(jù)維護,讀取Z文件數(shù)據(jù)形成B文件,月底由B文件和5個分鐘要素文件（P、T、U、R、W）轉(zhuǎn)換形成地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件A文件和分鐘觀測數(shù)據(jù)文件J文件[1-3]。但在我們?nèi)粘I(yè)務(wù)工作中，難免因設(shè)備軟硬件故障或誤操作，造成數(shù)據(jù)資料的全部或部分丟失或出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常等情況，給原始氣象資料的積累造成難以挽回的損失，本文根據(jù)多年工作經(jīng)驗，針對異常情況進行分析，找出了解決問題的方法。

2 形成月報數(shù)據(jù)過程中數(shù)據(jù)異常的處理

2.1 Z文件資料缺測時的恢復(fù)

由于地面氣象測報系統(tǒng)軟件內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)不正確、通訊接口接觸不好、通訊線纜破損、自動站受外來因素雷擊、電磁等干擾、計算機系統(tǒng)受到病毒攻擊、計算機與采集器時間不一致等都可以造成采集器中數(shù)據(jù)不能寫入計算機，出現(xiàn)Z文件中無數(shù)據(jù)、Z文件沒有卸載成功，即使采集器卸載數(shù)據(jù)成功，在將數(shù)據(jù)寫入Z文件時也出現(xiàn)錯誤。但是分鐘數(shù)據(jù)ZZ.txt、AWS*.RTD文件不會受此影響，數(shù)據(jù)正常，所以在Z文件出現(xiàn)上述情況應(yīng)按照以下方法處理：

（1）可以通過“常規(guī)數(shù)據(jù)卸載”功能，恢復(fù)和補救Z文件中的數(shù)據(jù)。這里需要注意的是：因采集器存儲容量是有限的，目前大多數(shù)采集器只能保存約15 d的定時數(shù)據(jù)或7 d的定時數(shù)據(jù)和3 d的分鐘數(shù)據(jù)，能夠從采集器中恢復(fù)補救的數(shù)據(jù)是有限的。在進行“常規(guī)數(shù)據(jù)卸載”的過程中，由于數(shù)據(jù)卸載占用了采集器的通訊接口，選取的時次要少一些，減少對正點數(shù)據(jù)的正常采集的影響。

（2）從ZZ.txt、AWS*.RTD文件中獲取，啟動“自動氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制”，打開Z文件，選取缺測的小時正點數(shù)據(jù)，再在“文件”中點擊“數(shù)據(jù)導(dǎo)入”，從RTD文件導(dǎo)入相應(yīng)正點數(shù)據(jù)（見圖1），保存經(jīng)過修改后的文件，再從“AWSDataQCFile”文件夾中將修改后的文件復(fù)制到“AWSSource”文件夾中。

（3）出現(xiàn)一個月內(nèi)存在兩個Z文件，這種情況通常是軟件升級造成，只需用記事本打開這兩個Z文件，將其中一個Z文件的正常數(shù)據(jù)拷貝到另一個Z文件的缺少資料就可以了，注意保持記錄存儲的格式，每條記錄結(jié)束一定不要有多余的空格，否則會造成文件數(shù)據(jù)紊亂，用“自動氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量控制”軟件不能讀取。

2.2 J文件數(shù)據(jù)異常的處理

造成J文件數(shù)據(jù)異常主要是分鐘數(shù)據(jù)的跳變或缺測，容易出現(xiàn)分鐘數(shù)據(jù)跳變的要素主要有氣壓、溫度、濕度。分鐘數(shù)據(jù)跳變按其對正點值的影響，主要分3種情況：

（1）與A文件正點數(shù)據(jù)不一致或缺測，但不影響日極值和正點值，遇到這種情況比較好處理，只需將異常值用A文件中正點值替換就可以了。

（2）跨越正點跳變，影響正點值，甚至影響日極值。遇到這種情況，可根據(jù)《地面氣象規(guī)范技術(shù)解答》，可優(yōu)先用正點前10 min記錄、后用正點后10 min記錄代替00分記錄，A文件用處理后的J文件00分值代替，保持A文件和J文件數(shù)值一致，這些情況都應(yīng)在備注欄注明。

（3）在兩正點之間可能影響日極值也可能不影響。此時J文件如有連續(xù)一分鐘或以上跳變，則分鐘數(shù)據(jù)均缺測，影響日極值的，日極值重新挑取。對分種數(shù)據(jù)跳變應(yīng)及時處理，結(jié)合本站特點，進行分析判斷，既要考慮正常的大氣擾動出現(xiàn)的特殊情況（如颮線過境），又要剔除異常值。

2.3 A文件數(shù)據(jù)異常的處理

A文件中的各正點時次數(shù)據(jù)資料異常時盡量用其它數(shù)據(jù)代替，保持資料的完整性。A文件正點數(shù)據(jù)異常時，可在地面氣象測報業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件（OSSMO 2004）中，通過“逐日地面數(shù)據(jù)維護”處理，處理后不影響日極值挑取，但要在備注欄內(nèi)注明不正常記錄處理方法以及日、旬、月統(tǒng)計方法。

3 采取的主要措施

（1）保持自動站設(shè)備處于正常連續(xù)的運行狀態(tài)，每小時正點前10 min要查看數(shù)據(jù)采集器的顯示屏或計算機顯示的實時觀測數(shù)據(jù)是否正常。

（2）儀器設(shè)備的日常維護。在自動站出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)，并排除故障。

（3）做好數(shù)據(jù)備份。每天20:00后檢查當(dāng)日的記錄是否齊全，并做好當(dāng)日數(shù)據(jù)文件的備份。以免造成丟失數(shù)據(jù)。

（4）每天注意正確的對時。每天19:00將自動站采集器時間與電臺時間進行對時，校準時鐘，使其誤差在30 s之內(nèi)，同時保持計算機和采集器時間的同步。

4 小結(jié)

分鐘要素文件（P、T、U、R、W）相當(dāng)于人工觀測站的壓、溫、濕、雨量、風(fēng)自記紙，分鐘數(shù)據(jù)文件和Z文件構(gòu)成自動站的原始數(shù)據(jù)。一般情況下，觀測員不能修改原始數(shù)據(jù)文件，但對于外來因素（如人工調(diào)試、自動站校準）所造成的數(shù)據(jù)失真或缺測等，要及時處理，以免影響上傳數(shù)據(jù)文件的正確、下個時次的發(fā)報和月報資料的形成。作為觀測員要熟練掌握各個文件的生成原理和文件存儲格式、路徑及內(nèi)容，這樣才能及時發(fā)現(xiàn)問題，并進行補救處理，保持數(shù)據(jù)文件的完整和連續(xù)，避免因原始數(shù)據(jù)的丟失而造成不應(yīng)有的損失。

1002－252X（2011）02－0029－01

2011－3－6

杜紅（1977-）,女，新疆伽師縣人，成都信息工程學(xué)院，本科生，工程師.