新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)異常因素研究

鐘志概 楊麗英

摘 要：自動(dòng)氣象站是我國(guó)氣象監(jiān)測(cè)的重要手段。氣象觀測(cè)現(xiàn)代化對(duì)于提高防災(zāi)減災(zāi)能力、優(yōu)化氣候變化措施等方面意義重大。文章全面分析了導(dǎo)致新型自動(dòng)氣象站出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的因素，包括硬件設(shè)備故障、儀器維護(hù)不當(dāng)、網(wǎng)絡(luò)異常以及采集軟件問(wèn)題等其他因素，以利于提高業(yè)務(wù)人員在日常工作中的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制能力和排除造成數(shù)據(jù)異常原因的效率。并探討了提升新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量的策略。

關(guān)鍵詞：新型自動(dòng)氣象站；數(shù)據(jù)；異常；處理

中圖分類(lèi)號(hào)： S163.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532071

隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)氣象觀測(cè)現(xiàn)代化也取得了顯著發(fā)展。新型自動(dòng)氣象站是地面氣象觀測(cè)綜合性的氣象觀測(cè)系統(tǒng)，其觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣在很大程度上影響著氣象臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量。因此提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的觀測(cè)數(shù)據(jù)是提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)能力的保證。在實(shí)際觀測(cè)中，如果有異常情況出現(xiàn)，必須由人工負(fù)責(zé)對(duì)故障加以排除，通過(guò)科學(xué)的方法來(lái)完成數(shù)據(jù)異常的分析與處理，

1 新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)異常的分析處理

1.1 硬件設(shè)備故障

儀器性能不佳引起的數(shù)據(jù)異常。如顯示320cm深層地溫?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)間斷性跳躍，進(jìn)行多次測(cè)試排查后，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)閮x器性能影響了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，將該深層的地溫傳感器更換后數(shù)據(jù)恢復(fù)正常；采集器的供電電壓不穩(wěn)定或過(guò)低；數(shù)據(jù)線(xiàn)與傳感器的接線(xiàn)口生銹或松動(dòng)，外部的數(shù)據(jù)線(xiàn)老化開(kāi)裂或破損；恒定型數(shù)據(jù)異常。網(wǎng)絡(luò)異常造成采集數(shù)據(jù)掉包而變成缺測(cè)。因大氣污染使啟動(dòng)風(fēng)速度過(guò)大是風(fēng)速傳感器的主要故障。風(fēng)向記錄不符合實(shí)際風(fēng)向是風(fēng)向傳感器最為常見(jiàn)的故障，次之是長(zhǎng)時(shí)間記錄某風(fēng)向方位的故障現(xiàn)象。由此造成的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)看似正常，具有隱蔽性，難以輕易發(fā)現(xiàn)，必須借助人工檢查加以確定。

1.2 儀器維護(hù)不當(dāng)

近地面層類(lèi)儀器。發(fā)生強(qiáng)降雨停止后，感應(yīng)器裸露地面部分被泥土遮蓋或表面不光潔等都可能造成地溫?cái)?shù)據(jù)異常。當(dāng)深層地溫套管中存在積水時(shí)，會(huì)打破地溫?cái)?shù)據(jù)的變化規(guī)律；有外保護(hù)罩類(lèi)的儀器在浸入水會(huì)使數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性受到影響，若無(wú)視操作規(guī)定，用水對(duì)自動(dòng)站百葉箱加以沖洗，會(huì)降低溫濕度數(shù)據(jù)的真實(shí)性。沒(méi)有定期更換或清潔濕度傳感器頭部濾網(wǎng)罩。雨量筒盛雨器有異物造成堵塞而測(cè)不到雨量或流水不暢而造成滯后。造成蒸發(fā)量數(shù)據(jù)異常的主要是蒸發(fā)桶水質(zhì)的變化和強(qiáng)降水的影響，所以要定時(shí)清洗蒸發(fā)桶和換水。

1.3 其他因素

在硬件設(shè)備運(yùn)行正常的情況下，有病毒會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)卡機(jī)使其采集軟件與采集器時(shí)間誤差在30s以上時(shí)，會(huì)造成觀測(cè)成功率下降而缺測(cè)；昆蟲(chóng)或小動(dòng)物引起的數(shù)據(jù)異常；電磁場(chǎng)干擾因素，在記錄或傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，若自動(dòng)氣象站受到雷暴襲擊，或周?chē)幸苿?dòng)式通信車(chē)發(fā)射電磁波等，均會(huì)對(duì)其正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾，破壞數(shù)據(jù)變化的規(guī)律性，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)有野值出現(xiàn)，針對(duì)這種情況，要加強(qiáng)觀測(cè)環(huán)境的巡視和保護(hù)。

2 新型自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升策略

2.1 注重自動(dòng)氣象站的日常維護(hù)

值班觀測(cè)人員應(yīng)在每小時(shí)觀測(cè)前巡視檢查維護(hù)儀器設(shè)備和查看各要素?cái)?shù)據(jù)有無(wú)異常，并與備份自動(dòng)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，及早發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。定期檢查維護(hù)各要素傳感器及其他設(shè)備。每月檢查各數(shù)據(jù)線(xiàn)是否有破損和接線(xiàn)口是否松動(dòng)。重視網(wǎng)絡(luò)管理。及時(shí)總結(jié)日常工作中發(fā)生的各種故障原因，一旦發(fā)生緊急情況能夠盡快排除故障。加強(qiáng)觀測(cè)環(huán)境的巡視和保護(hù)。

2.2 加強(qiáng)業(yè)務(wù)技術(shù)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)

積極參加每年上級(jí)主管部門(mén)就新的業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定舉辦的專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)班。認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)的規(guī)則制度、觀測(cè)技術(shù)規(guī)定及維護(hù)規(guī)范等。還要定期安排測(cè)報(bào)人員做階段性工作、學(xué)習(xí)和問(wèn)題總結(jié)交流會(huì)共同提高業(yè)務(wù)技能與業(yè)務(wù)知識(shí)和解決問(wèn)題的能力，從而有效提高氣象站的數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)控制能力。

2.3 實(shí)時(shí)質(zhì)量控制與反饋

近幾年，氣象領(lǐng)域開(kāi)始推廣應(yīng)用新型自動(dòng)化氣象設(shè)備，在很大程度上保障了對(duì)各種探測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)控。新型自動(dòng)氣象站全天運(yùn)行，其除了具有監(jiān)控功能，還設(shè)計(jì)有警報(bào)系統(tǒng)，所以一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常或臺(tái)站傳感器發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，為臺(tái)站地面觀測(cè)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供了有力保障。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，維修人員能夠盡快趕到現(xiàn)場(chǎng)并解決問(wèn)題，使自動(dòng)氣象站的運(yùn)行安全性以及工作效率得到了大大提升。發(fā)現(xiàn)已上傳的資料有疑誤的及時(shí)在氣象資料業(yè)務(wù)系統(tǒng)（MDOS）平臺(tái)上質(zhì)詢(xún)和反饋，及時(shí)反饋有關(guān)質(zhì)控信息。

2.4 案例分析

下面以雨量分鐘缺測(cè)的處理為例進(jìn)行分析。

先在正點(diǎn)觀測(cè)編報(bào)中檢查是否有降水量而因有分鐘缺測(cè)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)成功，查看小時(shí)內(nèi)是否有分鐘缺測(cè)，如果有缺測(cè)，先進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)下載并需要打勾覆蓋正常數(shù)據(jù)后，下載數(shù)據(jù)時(shí)間需要選定缺測(cè)的那一分鐘，不要多選。之后再重新補(bǔ)調(diào)該時(shí)次的正點(diǎn)數(shù)據(jù)查看修改里面是否還缺測(cè)，如果沒(méi)有缺測(cè)了就直接保存并上傳，如果還是缺測(cè)則表明采集器本身就沒(méi)有數(shù)據(jù)，所以在補(bǔ)調(diào)還是缺測(cè)的情況下，需要做刪除“-”再按保存并發(fā)更正報(bào)。但需要需要特別注意的是，在5個(gè)點(diǎn)時(shí)時(shí)次（08、11、14、17、20）覆蓋正常數(shù)據(jù)后需要檢查人工輸入的數(shù)據(jù)可能會(huì)覆蓋掉變?yōu)椤?”缺測(cè)，如果沒(méi)有覆蓋則直接上傳了，有就重新輸入數(shù)據(jù)再上傳。

原因分析：如果人工進(jìn)行某分鐘要素歷史數(shù)據(jù)下載成功，有正常的數(shù)據(jù)，說(shuō)明采集器正常，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，采集器到電腦采集軟件的傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)掉包了（因我站的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路連接的）；如果分鐘出現(xiàn)的是比較頻繁的，說(shuō)明計(jì)算機(jī)或采集軟件有時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡的現(xiàn)象，要重啟電腦或重啟測(cè)報(bào)軟件，所以要定時(shí)重啟電腦或重啟測(cè)報(bào)軟件；如果人工進(jìn)行某分鐘要素歷史數(shù)據(jù)下載后，還是缺測(cè)則表明采集器本身就沒(méi)有數(shù)據(jù)，就要檢查采集器是否穩(wěn)定，必要時(shí)重啟采集器，查看采集器電源電壓是否符合要求。

3 總結(jié)

許多原因會(huì)造成新型自動(dòng)氣象站出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，減少數(shù)據(jù)異常的關(guān)鍵就是嚴(yán)格執(zhí)行《新型自動(dòng)氣象站維護(hù)規(guī)范》（試行）和有關(guān)技術(shù)規(guī)定，嚴(yán)格加強(qiáng)觀測(cè)儀器的巡視和檢查維護(hù)，加強(qiáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的監(jiān)控，加強(qiáng)對(duì)觀測(cè)環(huán)境的保護(hù)。根據(jù)氣象要素隨空間、時(shí)間的變化情況與不同要素間的聯(lián)系對(duì)氣象資料的合理性加以分析，以利于提高業(yè)務(wù)人員在日常工作中的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制能力和排除造成數(shù)據(jù)異常原因的效率。

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