地面氣象觀測數(shù)據(jù)缺測處理分析

摘 要：本文主要結(jié)合牙克石市氣象局使用新型自動氣象站具體情況，對地面氣象觀測數(shù)據(jù)缺測問題綜合探討，闡述導(dǎo)致氣象要素?cái)?shù)據(jù)缺測原因，對缺測問題進(jìn)行分析處理，提出開展地面氣象觀測業(yè)務(wù)的相關(guān)注意事項(xiàng)，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：地面氣象觀測數(shù)據(jù)；缺測原因；缺測處理；分析

地面氣象觀測業(yè)務(wù)是氣象業(yè)務(wù)的重要部分。牙克石市氣象局自開始使用新型自動氣象站以來，在一定程度上提升了地面氣象觀測工作效率。但新型自動氣象站易受到雷電襲擊、電磁干擾、儀器故障、業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)病毒及人為操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?，致使臺站觀測儀器設(shè)備發(fā)生故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測等，影響地面氣象觀測數(shù)據(jù)完整性、有效性和及時(shí)性。因此要加強(qiáng)對地面氣象觀測數(shù)據(jù)缺測原因及處理方法分析探討，確保臺站地面氣象觀測數(shù)據(jù)及時(shí)完整上傳，全面提升自動氣象站地面氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量。

一、地面氣象觀測數(shù)據(jù)缺測的因素

1.人為操作不當(dāng)。因?yàn)槿藶椴僮鞑划?dāng)而致使地面氣象觀測數(shù)據(jù)缺測的現(xiàn)象會經(jīng)常出現(xiàn)。特別是觀測人員如果對業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)等軟件系統(tǒng)進(jìn)行錯(cuò)誤的刪除或格式化等操作，這將會對氣象要素?cái)?shù)據(jù)造成毀滅性缺測。例如對操作系統(tǒng)進(jìn)行重新安裝的過程中若操作不當(dāng)，把分區(qū)錯(cuò)誤刪除或者把存儲有氣象要素?cái)?shù)據(jù)的硬盤格式化了，這些錯(cuò)誤的操作行為均會導(dǎo)致觀測數(shù)據(jù)丟失，一旦出現(xiàn)此類數(shù)據(jù)缺測情況，一般很難進(jìn)行恢復(fù)。另外，在對業(yè)務(wù)軟件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整或者在軟件系統(tǒng)升級之前未及時(shí)將氣象要素?cái)?shù)據(jù)資料信息進(jìn)行備份，還有異常關(guān)機(jī)、突然斷電、內(nèi)存飽和等其他情況，也會造成地面氣象觀測數(shù)據(jù)的缺測，這個(gè)時(shí)候需要即刻進(jìn)行維修維護(hù)。

2.業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)病毒。業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)是地面氣象觀測業(yè)務(wù)的主要設(shè)備，一旦業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)被病毒入侵，那么勢必會導(dǎo)致地面氣象觀測數(shù)據(jù)缺測現(xiàn)象的出現(xiàn)。業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)病毒會對系統(tǒng)文件造成一定程度的破壞，還會自動清除文件資料，甚至?xí)怪靼鍤?，?jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的嚴(yán)重情況。假如業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)病毒給地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件造成破壞之后，若可以及時(shí)采取合理的方法進(jìn)行維修維護(hù)，則會使部分或所有的地面氣象觀測數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

3.觀測儀器設(shè)備故障或電磁干擾。若在自動氣象站運(yùn)行中，采集器、傳感器等地面氣象觀測儀器設(shè)備發(fā)生故障問題，還有因?yàn)槔纂娨u擊或者電磁的干擾等，這些因素均會致使氣象要素觀測數(shù)據(jù)缺測，不過這類故障問題能夠在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)以及排除。但是因?yàn)樽詣託庀笳颈仨毐３?4小時(shí)不間斷運(yùn)行，所以近年來因?yàn)閮x器老化而發(fā)生故障的情況不斷增多，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺測的現(xiàn)象也頻繁出現(xiàn)，為此，觀測人員必須要經(jīng)常對地面氣象觀測儀器設(shè)備進(jìn)行清潔維護(hù)。

二、地面氣象觀測數(shù)據(jù)缺測處理分析

1.氣象要素觀測、發(fā)報(bào)時(shí)次自動觀測記錄缺測的處理。在地面氣象觀測業(yè)務(wù)中，若氣象要素觀測、發(fā)報(bào)時(shí)次自動觀測記錄缺測，為了確保地面天氣報(bào)告以及上傳的觀測數(shù)據(jù)的有效性和完整性，需要即刻采取相關(guān)的應(yīng)急處理方法，可以采用人工補(bǔ)測或者人工觀測數(shù)據(jù)信息替代地面自動氣象觀測業(yè)務(wù)項(xiàng)目。在一般的時(shí)次可以不用補(bǔ)測，只需要在規(guī)定編發(fā)天氣報(bào)告的時(shí)次以及2：00、8：00、14：00、20：00正點(diǎn)的溫度、氣壓、風(fēng)向、降水、濕度以及風(fēng)速等氣象要素?cái)?shù)據(jù)缺測的時(shí)候，采取人工觀測的方式開展補(bǔ)測。若超過正點(diǎn)時(shí)刻之后10min可以不進(jìn)行補(bǔ)測，而該時(shí)的氣象要素?cái)?shù)據(jù)做缺測處理。地面氣象觀測正點(diǎn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)如果缺測，若可以取得非正點(diǎn)時(shí)刻的分鐘數(shù)據(jù)，在A文件內(nèi)，可以使用正點(diǎn)前后10min比較接近正點(diǎn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行替代；假如正點(diǎn)前10min內(nèi)有氣象要素?cái)?shù)據(jù)信息，那么就需要用正點(diǎn)時(shí)刻前10min與正點(diǎn)氣象要素?cái)?shù)據(jù)相接近的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行替代。如果正點(diǎn)時(shí)刻前10min內(nèi)的分鐘氣象要素?cái)?shù)據(jù)缺測，那么要用正點(diǎn)時(shí)刻后10min內(nèi)同正點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄比較接近的數(shù)據(jù)（除了時(shí)累積值以及極值項(xiàng)外）進(jìn)行替代。

2.某一時(shí)次定時(shí)數(shù)據(jù)缺測處理。在對A文件數(shù)據(jù)進(jìn)行處理過程中，若自動觀測某一時(shí)次的定時(shí)數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測現(xiàn)象，那么可以采取前、后兩個(gè)定時(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)插獲取。依據(jù)正常觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，且內(nèi)插的時(shí)候能夠跨日界。如果出現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上的定時(shí)數(shù)據(jù)缺測，就需要作缺測處理，不可以使用內(nèi)插法。針對濕度數(shù)據(jù)信息記錄的內(nèi)插，需要保持水汽壓、露點(diǎn)溫度同氣溫、相對濕度相一致，并依據(jù)以下方法進(jìn)行相應(yīng)處理：一是若濕度數(shù)據(jù)缺測的時(shí)候，需要先采取內(nèi)插法獲取相對濕度，接著使用氣溫與內(nèi)插法獲取的相對濕度進(jìn)行反查從而獲取水汽壓以及露點(diǎn)溫度；二是若人工觀測的濕球溫度存在缺測現(xiàn)象，水汽壓以及露點(diǎn)溫度采用干球溫度與相對濕度反查獲取的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候濕球溫度可以不用采取內(nèi)插法，而依然記作“-”。

3.極值信息缺測處理。由于地面氣象觀測儀器設(shè)備發(fā)生故障問題，而導(dǎo)致地面氣象觀測時(shí)極值出現(xiàn)問題，并對日極值選取造成影響的時(shí)候，需要對該時(shí)時(shí)值進(jìn)行缺測處理。如果分析得出該日極值沒有出現(xiàn)于該時(shí)內(nèi)，那么該日日極值需要從其他正常時(shí)次的數(shù)據(jù)內(nèi)選取；若無法分析日極值是否處于該時(shí)內(nèi)，那么就需要從自記紙或人工觀測數(shù)據(jù)以及現(xiàn)有的氣象要素觀測數(shù)據(jù)中選取，如果這個(gè)時(shí)候日極值是從自記紙或人工觀測數(shù)據(jù)中選取的值，那么出現(xiàn)的時(shí)間需要進(jìn)行缺測處理。如果沒有人工觀測數(shù)據(jù)，那么就需要從自動站測報(bào)業(yè)務(wù)軟件中，借助于“逐日輻射數(shù)據(jù)維護(hù)”以及“逐日地面數(shù)據(jù)維護(hù)”進(jìn)行相應(yīng)處理。

三、地面氣象觀測業(yè)務(wù)注意事項(xiàng)

1.注意對時(shí)。為了確保地面氣象觀測數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)缺失等異常情況，就需要始終保持計(jì)算機(jī)時(shí)間同采集器的時(shí)間相一致。觀測人員需要及時(shí)對業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)時(shí)間與采集器時(shí)間進(jìn)行檢查與修改，在修改時(shí)間時(shí)需要注意：每天17：00-17：01時(shí)段對正點(diǎn)數(shù)據(jù)文件加以傳輸時(shí)間，假如業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)時(shí)間同采集時(shí)間不一致會導(dǎo)致數(shù)據(jù)文件無法正常上傳，觀測人員需及時(shí)檢查網(wǎng)絡(luò)是否連接正?；蛴衅渌收?，并處理，若自身無法解決，則需要通知相關(guān)維修人員及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，隨后采取人工方法對正點(diǎn)數(shù)據(jù)文件加以上傳。

2.注意做好自動氣象站維護(hù)工作。一是要維護(hù)好自動站的觀測環(huán)境，對觀測儀器設(shè)備的安裝進(jìn)行嚴(yán)格要求；二是要定期查看采集器、傳感器以及業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)同電纜之間是否連接正常，防雷裝置是否良好；二是要時(shí)常對觀測儀器設(shè)備巡檢，并清理儀器設(shè)備灰塵、雜質(zhì)等，保持觀測儀器設(shè)備清潔，復(fù)雜天氣狀況時(shí)要及時(shí)檢查儀器設(shè)備是否存在故障并做好處理。三是要定期對業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)殺毒軟件做好升級維護(hù)，并經(jīng)常對業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行殺毒，避免各類病毒的入侵，減少自動站儀器設(shè)備故障發(fā)生頻率，進(jìn)而確保地面氣象觀測數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

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作者簡介：于洋（1988-），男，滿族，內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭浩特市人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事綜合氣象觀測工作。