新型站視程障礙類天氣現(xiàn)象判識(shí)規(guī)定的思考*

焦春霞，陳夢嬌，宋良孌，曹 燕，依再提古麗·米吉提

(1.新疆維吾爾自治區(qū)鄯善縣氣象局，新疆 鄯善 838000；2.新疆維吾爾自治區(qū)哈密地區(qū)氣象局，新疆 哈密 839000；3.新疆維吾爾自治區(qū)吐魯番市氣象局，新疆 吐魯番 838000)

新型站視程障礙類天氣現(xiàn)象判識(shí)規(guī)定的思考*

焦春霞1，陳夢嬌2，宋良孌1，曹 燕1，依再提古麗·米吉提3

(1.新疆維吾爾自治區(qū)鄯善縣氣象局，新疆 鄯善 838000；2.新疆維吾爾自治區(qū)哈密地區(qū)氣象局，新疆 哈密 839000；3.新疆維吾爾自治區(qū)吐魯番市氣象局，新疆 吐魯番 838000)

應(yīng)用鄯善站1981—2013年人工觀測視程障礙類天氣現(xiàn)象和2014—2016年能見度儀自動(dòng)觀測視程障礙類天氣現(xiàn)象資料，對(duì)新型自動(dòng)站ISOS軟件判識(shí)視程障礙類天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié),通過實(shí)例對(duì)比分析視程障礙類天氣現(xiàn)象人工與自動(dòng)觀測存在差異性，同時(shí)就錯(cuò)誤判識(shí)結(jié)果提出合理化修改建議。

自動(dòng)觀測；人工觀測；天氣現(xiàn)象；判識(shí)

1 引言

隨著地面氣象觀測自動(dòng)化的快速發(fā)展，全國大部分臺(tái)站于2014年1月1日起開始運(yùn)行新型自動(dòng)站，同時(shí)能見度也實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集觀測。能見度儀使用前向散射能見度傳感器，在使用過程中由于受地形、日出日落、太陽高度角、局地小氣候等因素的影響，致使能見度自動(dòng)觀測記錄中出現(xiàn)很多問題。

為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，需要及時(shí)進(jìn)行人工干預(yù)，以降低自動(dòng)能見度觀測資料判識(shí)錯(cuò)誤率。根據(jù)氣測函【2013】321號(hào)文及其附件《地面氣象觀測業(yè)務(wù)調(diào)整技術(shù)規(guī)定》等相關(guān)規(guī)定：能見度已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測，霧、輕霧、浮塵、霾、揚(yáng)沙、沙塵暴(以下簡稱視程障礙類天氣現(xiàn)象)由ISOS軟件自動(dòng)判識(shí)，取消該類天氣現(xiàn)象的人工觀測。同時(shí)規(guī)定當(dāng)能見度觀測儀自動(dòng)判別出現(xiàn)明顯錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行人工訂正，能見度記錄仍以自動(dòng)觀測為準(zhǔn)，允許自動(dòng)能見度記錄與該類天氣現(xiàn)象不匹配。本文就鄯善站在新型自動(dòng)站能見度觀測儀數(shù)據(jù)采集過程中出現(xiàn)的問題以及人工觀測訂正記錄進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)提出解決問題的方法。

2 資料

采用鄯善站1981—2013年地面氣象人工觀測視程障礙類天氣現(xiàn)象和2014—2016年能見度儀自動(dòng)觀測視程障礙類天氣現(xiàn)象資料作為分析對(duì)象，并且沿用凡在一日間(20—20時(shí))記載有視程類障礙類天氣現(xiàn)象，則該日作為一個(gè)視程障礙類天氣現(xiàn)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3 視程障礙天氣現(xiàn)象記錄分析

根據(jù)鄯善站近年來的資料分析得出自動(dòng)觀測和人工觀測視程障礙類天氣現(xiàn)象差異明顯，從表1可以看出，視程障礙天氣現(xiàn)象自動(dòng)觀測并進(jìn)行人工訂正后，霧、浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴出現(xiàn)日數(shù)與歷年相比差別不大。2014年霾以自動(dòng)觀測為主，霾日數(shù)與歷年相比卻有明顯增多，出現(xiàn)了不連續(xù)，而2015—2016年經(jīng)人工訂正后與歷年資料接近，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。視程障礙類天氣現(xiàn)象的自動(dòng)判別，在各種因素的影響下與過去人工觀測記錄差異明顯，在一定的程度上影響了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率與資料的統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用。

表1 鄯善站歷年與2014—2016年視程障礙類天氣現(xiàn)象出現(xiàn)日數(shù)(單位：d)Tab.1 the number of days of winter weather over the past 2014 years and the period from 2016 to 2008 (unit: day)

3.1 霾、浮塵、霧的記錄分析

鄯善縣以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主，空氣污染不嚴(yán)重，歷年資料中并無霾天氣現(xiàn)象記錄。自2014年安裝能見度觀測儀以來鄯善站出現(xiàn)了149 d的霾，顯然自動(dòng)記錄與實(shí)際不符，出現(xiàn)了明顯的資料不連續(xù)。鄯善站自動(dòng)判識(shí)霾的出現(xiàn)時(shí)間一般出現(xiàn)在冬、春季的清晨或傍晚。局地性煙幕、日出日落等原因?qū)е履芤姸冉档停笽SOS軟件自動(dòng)記錄為霾，需要進(jìn)行人工觀測訂正。2015—2016年根據(jù)《觀網(wǎng)處關(guān)于調(diào)整霧、霾天氣現(xiàn)象觀測規(guī)定和對(duì)2013年霧、霾觀測數(shù)據(jù)訂正的通知》(氣測函[2014]3號(hào)文)和《觀網(wǎng)處關(guān)于地面氣象觀測業(yè)務(wù)運(yùn)行有關(guān)工作的通知》(氣測函[2015]14號(hào)文)等相關(guān)規(guī)定，霾天氣現(xiàn)象以人工觀測為主，進(jìn)行人工訂正后與歷年資料接近，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可用率。

自動(dòng)能見度觀測儀對(duì)浮塵天氣現(xiàn)象的判識(shí)失真較少。根據(jù)對(duì)鄯善站1981—2013年33 a歷史資料統(tǒng)計(jì),大多數(shù)情況下,出現(xiàn)浮塵時(shí)的變溫較小，只有浮塵現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，變溫才能達(dá)到10 ℃或以上，因此浮塵變溫判斷標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步完善。浮塵出現(xiàn)時(shí), 24 h變溫均達(dá)不到10 ℃,軟件自動(dòng)記錄為霾天氣現(xiàn)象，此時(shí)需要由人工判斷后更改為浮塵天氣現(xiàn)象。

鄯善縣歷年霧的出現(xiàn)日數(shù)較少，經(jīng)近3 a對(duì)比分析， ISOS軟件自動(dòng)觀測與人工觀測判斷霧天氣現(xiàn)象基本一致，只有起止時(shí)間略有不同，因此,鄯善站以自動(dòng)觀測為主。

3.2 揚(yáng)沙、沙塵暴的記錄分析

鄯善站ISOS軟件自動(dòng)判別記錄揚(yáng)沙或沙塵暴的2 min風(fēng)速閾值為10 m/s。經(jīng)近2 a對(duì)比分析，ISOS軟件自動(dòng)判識(shí)揚(yáng)沙或沙塵暴與人工觀測差異明顯。視程障礙類天氣現(xiàn)象判別均以水平能見度為準(zhǔn)，出現(xiàn)揚(yáng)沙和沙塵暴天氣現(xiàn)象都是局地性、突發(fā)性的天氣現(xiàn)象，一般持續(xù)時(shí)間不長，因此揚(yáng)沙和沙塵暴天氣現(xiàn)象的自動(dòng)觀測判別與人工觀測差異明顯。經(jīng)過對(duì)近2 a的資料進(jìn)行分析，1 min平均能見度與揚(yáng)沙和沙塵暴天氣現(xiàn)象相關(guān)性較好， 瞬時(shí)風(fēng)速閾值設(shè)為10 m/s較為符合實(shí)際。如2014年6月28日和2015年6月29日(表2)出現(xiàn)的揚(yáng)沙天氣，1 min平均能見度<7 500 m出現(xiàn)時(shí)間與人工觀測時(shí)間基本一致，而水平能見度因存在嚴(yán)重滯后性，與實(shí)況差異較大；瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)到10 m/s出現(xiàn)揚(yáng)沙的判識(shí)條件比較合適，否則會(huì)漏記揚(yáng)沙現(xiàn)象。

表2 鄯善站2014年6月28日、2015年6月29日揚(yáng)沙Tab.2 Shanshan Railway Station on June 28, 2014,in the sand in the year of June 29, 2015

4 討論總結(jié)

由于地理環(huán)境、氣候等實(shí)際情況不同，各站在業(yè)務(wù)運(yùn)行中遇到的問題也不一樣。以下討論僅為鄯善站較為有代表性的幾個(gè)問題，供大家在實(shí)際工作中參考。

①能見度自動(dòng)觀測霾與人工觀測記錄差異明顯，需進(jìn)行人工訂正。

②能見度自動(dòng)觀測霧時(shí)與人工觀測基本一致，準(zhǔn)確率較高。

③只有在溫差(鄯善站24 h溫差-10 ℃)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才會(huì)記錄浮塵，然而在極少的情況下溫差會(huì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)情況下需進(jìn)行人工訂正。

④1 min平均能見度和瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)到10 m/s在判識(shí)揚(yáng)沙和沙塵暴時(shí)比水平能見度和2 min風(fēng)速更為準(zhǔn)確，與人工觀測值較為相近。

[1] 中國氣象局綜合觀測司.前向散射能見度儀觀測規(guī)范(試行)[M].2011.09.

[2] 宋良孌，宋水華，焦春霞.CAWS3000型自動(dòng)氣象站能見度觀測儀數(shù)據(jù)記錄規(guī)定[J].沙漠與綠洲氣象,2014,8(增刊)：165-166.

[3] 吳世美, 吳有恒.人工與自動(dòng)大氣能見度觀測的對(duì)比分析[J].貴州氣象,2016,40(4):81-85.

[4] 聶云,周繼先,秦暢暢,等.地面觀測業(yè)務(wù)調(diào)整給氣象觀測工作帶來的變化[J].貴州氣象,2016,40(1):72-75.

Thoughts on the identification of the weather phenomena of the newtype of visual obstruction

JIAO Chunxia1，CHEN Mengjiao2， SONG Liangluan1， CAO Yan1，YIZAITIGULI·Mijiti3

(1.Shanshan Meteorological Bureau of Xinjiang，Shanshan 838000, China;2.Hami Meteorological Bureau of Xinjiang,Hami 839000, China;3.Turpan Meteorological Bureau of Xinjiang, Turpan 838000, China)

The visual obstruction weather phenomena manually observed at Shanshan Station from 1981 to 2013 and the weather data of visual obstruction automatically observed by visibility meter from 2014 to 2016 were utilized to explore and summarize the problems found in using ISOS software to identify visual obstruction weather phenomena. The comparative analysis of examples differences between manual and automatic visibility observation was conducted and in view of the mistaken identification result, optimization suggestion was proposed to improve the visibility and availability of meteorological data of automatic observation.

automatic observation; manual observation; weather phenomena identification

2016-12-13

焦春霞(1989—)，女，助工，主要從事綜合氣象觀測工作，E-mail:916637555@qq.com。

1003-6598(2017)03-0082-03

P412

B