新型自動氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測問題分析處理

摘 要：本文結(jié)合五道梁站使用DZZ4新型自動氣象站的實際，首先簡要概況了新型自動氣象站，接著分析了新型自動氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測問題的處理，最后給出了幾點降低氣象觀測數(shù)據(jù)缺測率的對策，以期提升地面測報質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：新型自動氣象站；觀測數(shù)據(jù)；缺測問題；分析處理；對策

新型自動氣象站是地面氣象綜合性的氣象觀測系統(tǒng)，其觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞直接對氣象臺服務質(zhì)量產(chǎn)生影響。所以，提供及時、準確、可靠的觀測數(shù)據(jù)是提升預報準確率和防災減災服務能力的關(guān)鍵。由于新型自動氣象站需要24h不間斷連續(xù)運行，很容易有觀測數(shù)據(jù)缺測的問題出現(xiàn)，此時需要通過人工的方法來解決數(shù)據(jù)缺測和故障問題，以此增強臺站氣象觀測資料的準確性和真實性水平，確保氣象服務工作的順利進行。

一、新型自動氣象站概況

1.五道梁地理氣候特征。五道梁位于被人們稱為生命禁區(qū)的青藏高原和西部高山地區(qū)，地高天寒，長冬無夏。藏北高原7月平均氣溫低于8℃，五道梁7月平均氣溫為5.5℃，是全國最低值。因海拔和地勢，空氣不流暢，又因這一帶土壤含汞量較高，植被較少，造成空氣中含氧量很低，被認為是青藏線上最難的地段，很容易發(fā)生高原反應。

2.DZZ4新型自動氣象站概況。對于DZZ4新型自動氣象站來說，主采集器、分采集器、傳感器、外部總線以及外圍設備共同組成了其的硬件系統(tǒng)，借助于外部總線，可以隨意對采集器進行裁減和擴展，利用長線實現(xiàn)了采集器和終端計算機之間的數(shù)據(jù)通訊。DZZ4型自動氣象站的系統(tǒng)軟件主要有兩部分組成：嵌入式系統(tǒng)軟件和業(yè)務應用軟件。嵌入式系統(tǒng)軟件的主要負責管理嵌入式系統(tǒng)和外部設備的運行。在終端計算機上安裝有業(yè)務應用軟件，其作用是實時監(jiān)控自動氣象站的運行、采集處理氣象要素數(shù)據(jù)、對觀測數(shù)據(jù)文件進行定時上傳等。

二、新型自動氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測問題分析處理

1.地面溫度數(shù)據(jù)缺測分析及處理。若由于雷擊造成18：00觀測到的5～320cm地溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，而在17：00和19：00觀測到的5～320cm地溫數(shù)據(jù)正常，根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，在自動觀測定時數(shù)據(jù)中，若定時觀測的氣象要素數(shù)據(jù)（風、降水量除外）出現(xiàn)缺測，可以使用前、后定時觀測到的氣象要素數(shù)據(jù)通過內(nèi)插法求得，之后根據(jù)觀測到的正常數(shù)據(jù)進行處理。若海平面氣壓、露點溫度、水汽壓等氣象要素數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，是不能通過內(nèi)插法求得的，需要使用內(nèi)插后的氣溫和內(nèi)插法求出的相對濕度數(shù)據(jù)通過反查法求出。

2.蒸發(fā)量缺測的分析及處理。在出現(xiàn)強降水天氣時，蒸發(fā)量觀測數(shù)據(jù)很容易出現(xiàn)缺測或者異常情況，所以針對這種情況可以根據(jù)公式進行計算：日蒸發(fā)量偏差值=（1-日觀測蒸發(fā)量/歷年蒸發(fā)平均值）*100%，在該式中，如果測出的該日日蒸發(fā)量誤差值在10%以內(nèi)，則該日觀測到的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)就有較高的準確性，也就是由很高的可用性；若當日測出的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)的誤差值在10～20%之間，則很難確保蒸發(fā)量偏差數(shù)據(jù)的準確性，這種情況下仍然具有氣象觀測的應用價值；若當日測出的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)誤差超過20%，此時的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)就失去了可用性，也就要按照缺測處理。為了及時解決，若發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)量的缺測時間不超過1h，可以選擇上個整點與下個正點時刻的蒸發(fā)量觀測數(shù)據(jù)進行替代，之后將替補值計算出來；若蒸發(fā)量的缺測時間超過1h，應將當天測出的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)進行缺測處理。需要引起注意的是，如果臺站內(nèi)有人工站，則缺測的數(shù)據(jù)可以使用人工站觀測到的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)替代缺測數(shù)據(jù)。

3.A 文件中正點數(shù)據(jù)異?；蛉睖y的分析處理。在實際的地面氣象測報工作中，如果發(fā)現(xiàn)A文件中的正點氣象要素數(shù)據(jù)出現(xiàn)異?；蛉睖y，測報人員應根據(jù)中國氣象局地面氣象觀測規(guī)范中的相關(guān)要求，首先確認在A文件中能否獲取到正點時刻的分鐘數(shù)據(jù)信息，如果不能獲取，則缺測或異常的數(shù)據(jù)信息應用正點前后10min內(nèi)與整點數(shù)據(jù)相近的數(shù)據(jù)進行替代，之后進行不正常記錄處理；若正點前10min內(nèi)的分鐘數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，則需要使用正點后10min內(nèi)與正點記錄相近的數(shù)據(jù)進行替代。如果在16：51-17：00之間的16：54的分鐘數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，則缺測數(shù)據(jù)應使用16：53的數(shù)據(jù)替代，也就是使用整點向左開始的第一個數(shù)據(jù)替代；如果正點后10min的數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，應使用整點向右的開始的第一個數(shù)據(jù)替代。

4.降水量缺測的分析及處理。在實際的地面氣象觀測工作中，如果沒有降水現(xiàn)象，但是卻有降水量記錄，應將小時和分鐘內(nèi)的降水量數(shù)據(jù)及時刪除，在“時降水量”單元格內(nèi)輸入“-”，將分鐘內(nèi)的降水量數(shù)據(jù)表格全部選中之后，再輸入“-”即可，這種情況需要在值班日記中標注清楚。如果在降水天氣結(jié)束后，仍舊有降水量記錄，如果可以正確判斷是傳感器滯后造成的，則將該時次內(nèi)的“時降水量”單元格內(nèi)的數(shù)據(jù)減去滯后的降水量，之后滯后的分鐘降水量數(shù)據(jù)表格中的內(nèi)容清除，在完成數(shù)據(jù)質(zhì)量控制后保存退出。接著打來降水停止時次的數(shù)據(jù)信息，在“時降水量”單元格及分鐘降水量表格中降水停止的分鐘內(nèi)累加滯后的降水量，否則直接刪除滯后的降水量即可。對于夜間不守班的臺站，若在20：00～08：00這段時間內(nèi)出現(xiàn)有滯后降水，如果不能正確判斷的，可以根據(jù)正常情況處理，需要在備注欄中標明。

當出現(xiàn)固態(tài)或者是混合性降水時，臺站內(nèi)記錄的降水量數(shù)據(jù)偏小或者是出現(xiàn)滯后降水，則該時小時和分鐘的降水量數(shù)據(jù)需根據(jù)缺測情況處理，在“時降水量”單元格內(nèi)輸入“-”，之后將分鐘降水量表格全部選中，并輸入“-”。

三、降低臺站觀測數(shù)據(jù)缺測率的對策

1.加強業(yè)務技術(shù)學習和培訓。對于臺站開展的新業(yè)務技術(shù)規(guī)定培訓工作應積極參與。加強對觀測工作的規(guī)范制度、維護規(guī)范和技術(shù)規(guī)定的學習。為了提升工作人員自身的業(yè)務技能和處理各種故障的能力，氣象部門應不定期組織工作人員進行階段性學習和問題總結(jié)交流會。

2.做好自動氣象站的日常維護。在地面氣象觀測工作還沒有開始之前，值班人員應提前巡查觀測儀器設備的運行情況，查看觀測到的氣象要素數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常，并及時進行處理。對各個觀測儀器定期進行檢查維護。及時查看各個數(shù)據(jù)線是否破損，接線口是否松動等，同時還要將網(wǎng)絡管理工作做好。

3.收集數(shù)據(jù)時避免出錯。為了提升地面氣象觀測數(shù)據(jù)的準確性，將分鐘觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制工作做好十分重要。在整體發(fā)報前，應將觀測結(jié)果提前告知臺站值班人員，不僅可以降低觀測數(shù)據(jù)的錯誤率，還能提前達到數(shù)據(jù)矢量控制的目的。及時更新天氣情況，加強與值班人員的溝通交流，借助于各種觀測資料了解天氣變化。

參考文獻：

[1]畢于健.DZZ4新型自動氣象站觀測數(shù)據(jù)異常分析處理[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（22）.

[2]劉巖，王宗海，王青利.自動氣象站數(shù)據(jù)異?；蛉睖y的處理方法[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（18）.

作者簡介：盛兆海（1985-），男，漢族，青海樂都人，本科學歷，助理工程師，從事地面綜合觀測工作。