數(shù)據(jù)文件格式下天氣現(xiàn)象的起止時(shí)間記錄方法分析

楊國慶

摘要 地面氣象觀測中天氣現(xiàn)象是重要觀測項(xiàng)目，而起止時(shí)間是天氣現(xiàn)象的重要內(nèi)容，隨著觀測自動(dòng)化的發(fā)展，數(shù)據(jù)文件格式不斷規(guī)范，《地面氣象觀測規(guī)范》中對(duì)天氣現(xiàn)象起止時(shí)間的記錄規(guī)定相對(duì)滯后。本文從天氣現(xiàn)象起止時(shí)間存在的問題入手，對(duì)其原因進(jìn)行了分析，并提出了在地面觀測自動(dòng)化不斷發(fā)展、數(shù)據(jù)文件格式不斷規(guī)范下天氣現(xiàn)象起止時(shí)間記錄的解決方案。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)文件格式；天氣現(xiàn)象；起止時(shí)間

中圖分類號(hào) P41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）12-0212-01

天氣現(xiàn)象是氣象觀測臺(tái)站必須觀測的項(xiàng)目之一，也是尚未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測的項(xiàng)目之一，天氣現(xiàn)象記錄的準(zhǔn)確性直接影響氣象資料準(zhǔn)確性。現(xiàn)行《地面氣象觀測規(guī)范》中，對(duì)天氣現(xiàn)象記錄時(shí)間的規(guī)定仍停留在以分鐘計(jì)的階段，其資料的記錄和整理與測報(bào)軟件中數(shù)據(jù)文件的記錄格式不完全一致[1-2]。本文以《地面觀測數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式》、自動(dòng)氣象站采集記錄原理為依據(jù)，詳細(xì)對(duì)照《地面氣象觀測規(guī)范》，探討更加合理、細(xì)致且更能全面反映天氣現(xiàn)象起止時(shí)間的方法。

1 天氣現(xiàn)象的記錄規(guī)定

《地面氣象觀測規(guī)范》中，應(yīng)該記錄起止時(shí)間的天氣現(xiàn)象有23種，颮出現(xiàn)時(shí)間短促，因而只記錄開始時(shí)間，即共有24種天氣現(xiàn)象需要有時(shí)間記錄，其記錄規(guī)定如下。①天氣現(xiàn)象按出現(xiàn)的先后順序記錄。雨、陣雨、毛毛雨、雪、陣雪、雨夾雪、陣性雨夾雪、霰、米雪、冰粒、冰雹、霧、雨淞、霧淞、吹雪、雪暴、龍卷、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵、雷暴、極光、大風(fēng)應(yīng)記錄開始與終止時(shí)間（時(shí)、分）。②颮只記開始時(shí)間。凡規(guī)定記起止時(shí)間的現(xiàn)象，當(dāng)其出現(xiàn)時(shí)間<1 min，則只記開始時(shí)間，不記終止時(shí)間。③冰針、霾、塵卷風(fēng)、閃電、輕霧、露、霜、積雪、結(jié)冰、煙幕不記起止時(shí)間。④若天氣現(xiàn)象正好終止于20：00，則應(yīng)記在當(dāng)日天氣現(xiàn)象欄；若天氣現(xiàn)象正好出現(xiàn)在20：00，不論該現(xiàn)象持續(xù)與否，均應(yīng)記入次日天氣現(xiàn)象欄。⑤夜間不守班的氣象站，觀測簿中的天氣現(xiàn)象欄劃分為“白天（8：00—20：00）”和“夜間（20：00—8：00）”2欄。夜間出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象記入“夜間”欄，只記符號(hào)，不記起止時(shí)間；白天出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象則按上述規(guī)定記錄在“白天”欄。若現(xiàn)象正好出現(xiàn)在8：00，不論該現(xiàn)象持續(xù)與否，均應(yīng)記入“白天”欄；若正好終止于8：00，則應(yīng)記在“夜間”欄；若該現(xiàn)象由夜間持續(xù)至8：00以后，則分別記入2欄[3]。

2 存在的問題

《地面氣象觀測規(guī)范》中有關(guān)天氣現(xiàn)象記錄的規(guī)定中，只有小時(shí)和分鐘的概念，并沒有秒的概念，在觀測記錄天氣現(xiàn)象中容易產(chǎn)生歧義，各臺(tái)站遵循慣例或上級(jí)省市業(yè)務(wù)主管部門解釋規(guī)定進(jìn)行記錄，其標(biāo)準(zhǔn)不能得到完全統(tǒng)一，不但給觀測員日常的觀測記錄帶來了不便，也對(duì)氣象觀測資料的代表性產(chǎn)生了影響，不適應(yīng)當(dāng)前觀測自動(dòng)化發(fā)展趨勢下，以秒為單位采集、以分鐘為單位記錄的數(shù)據(jù)文件格式化的處理方法。

2.1 天氣現(xiàn)象出現(xiàn)、終止時(shí)間記錄

《地面氣象觀測規(guī)范》中規(guī)定天氣現(xiàn)象按出現(xiàn)的先后順序記錄，對(duì)時(shí)間的記錄只是精確到了分鐘，并沒有明確秒的舍棄方式，因而會(huì)出現(xiàn)歧義。如某一天氣現(xiàn)象在15：20′15″出現(xiàn)，按照日常生活慣例，應(yīng)記為15：20，而依照氣象數(shù)據(jù)文件格式規(guī)定，則應(yīng)記為15：21。

2.2 天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間<1 min

《地面氣象觀測規(guī)范》中規(guī)定，天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間<1 min，則只記開始時(shí)間，不記終止時(shí)間。對(duì)于出現(xiàn)時(shí)間<1 min的規(guī)定存在歧義，如天氣現(xiàn)象于15：20′15″出現(xiàn)，于15：21′05″結(jié)束，持續(xù)時(shí)間只有50 s，但分鐘數(shù)值上又相差1 min，是否符合天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)間<1 min的情況。另外，若天氣現(xiàn)象于15：20′15″出現(xiàn)，于15：20′55″結(jié)束，則觀測簿上的時(shí)間應(yīng)記為15：20還是15：21？

2.3 天氣現(xiàn)象跨日界（晝夜界）

《地面氣象觀測規(guī)范》中6.3.2（4）（5）規(guī)定了天氣現(xiàn)象跨日界（晝夜界）的起始時(shí)間記錄方法，如若天氣現(xiàn)象正好終止于20：00，則應(yīng)記在當(dāng)日天氣現(xiàn)象欄；若天氣現(xiàn)象正好出現(xiàn)在20：00，不論該現(xiàn)象持續(xù)與否，均應(yīng)記入次日天氣現(xiàn)象欄。所規(guī)定的正好出現(xiàn)在20：00或正好終止在20：00是否是必須在20：00′00″這一時(shí)間開始或結(jié)束的現(xiàn)象才適用于這條規(guī)定，還是天氣現(xiàn)象出現(xiàn)在19：59′00″—19：59′60″或終止于20：00′00″—20：00′60″也適用該規(guī)定，《地面氣象觀測規(guī)范》中并未明確說明。

3 數(shù)據(jù)文件格式時(shí)間記錄

在早已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的常規(guī)氣象要素（如溫度、濕度、氣壓、風(fēng)等）中，《地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式》都規(guī)定了詳細(xì)的時(shí)間概念。如正點(diǎn)地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件Z文件中規(guī)定：“Z文件按北京時(shí)計(jì)時(shí)，以北京時(shí)的00′數(shù)據(jù)作為正點(diǎn)定時(shí)數(shù)據(jù)”[4]。根據(jù)這一規(guī)定，如Z文件中1月15日16：00，其時(shí)間范圍為1月15日15：01—15：60（16：00），并且以16：00的記錄作為正點(diǎn)定時(shí)數(shù)據(jù)。分鐘地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)文件（P、T、U、R、W文件）也是以北京時(shí)計(jì)時(shí)，如分鐘數(shù)據(jù)文件中1月15日15：20的時(shí)間范圍為1月15日15：19′01″—15：19′60″（15：20′00″）。

結(jié)合自動(dòng)氣象觀測的采樣原理分析，氣溫、濕度、氣壓、地溫、輻射的采樣速率為6次/min，去除最大值和最小值，取余下4次采樣值的算術(shù)平均值為瞬時(shí)值。風(fēng)向、風(fēng)速的采樣速率為1次/min，分別求3 s、2 min、10 min的滑動(dòng)平均值，3 s平均值為瞬時(shí)值。降水量、蒸發(fā)量和日照時(shí)數(shù)的采樣速率為1次/min[3]。

如1月15日15：20氣溫瞬時(shí)值，實(shí)際上是1月15日15：19′10″、15：19′20″、15：19′30″、15：19′40″、15：19′50″、15：19′60″（15：20′00″）6個(gè)采樣數(shù)據(jù)，去掉1個(gè)最大值和1個(gè)最小值，余下的4次求算術(shù)平均而得。1月15日15：20的風(fēng)向風(fēng)速瞬時(shí)值，實(shí)際上是1月15日15：19′58″—15：19′60″（15：20′00″）的滑動(dòng)平均求得。而15：20的極大風(fēng)速，實(shí)際上是在15：19′01″—15：19′60″（15：20′00″）的60個(gè)滑動(dòng)平均值中的最大值。1月15日15：20雨量瞬時(shí)值，實(shí)際上是15：19′01″—15：19′60″（15：20′00″）這60 s內(nèi)翻斗翻動(dòng)次數(shù)的累加值[4]。通過分析溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速、降水量等氣象要素分鐘概念可知，在自動(dòng)采集狀態(tài)下，分鐘概念均為前1分鐘01″至當(dāng)前分鐘00″。如分鐘數(shù)據(jù)文件中1月15日15：20的時(shí)間范圍，則應(yīng)為1月15日15：19′01″—15：19′60″（15：20′00″）。

4 對(duì)策

通過分析《地面氣象觀測規(guī)范》中存在的問題，借鑒分鐘數(shù)據(jù)文件的采集、記錄規(guī)定，對(duì)《地面氣象觀測規(guī)范》中對(duì)天氣現(xiàn)象的記錄時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)充，使其更為合理，做到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，有利于觀測員觀測記錄、數(shù)據(jù)文件處理。

4.1 明確以秒為觀測單位的時(shí)間概念

如在1月15日15：19′01″—15：19′60″（15：20′00″）出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象，均記為15：20，以此類推，15：20′01″出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象，則應(yīng)記為15：21。

4.2 明確1 min的時(shí)間范圍

如1月15日15：20的1 min之內(nèi)，就是15：19′01″—15：19′60″（15：20′00″），以此規(guī)定，一種天氣現(xiàn)象于15：19′05″開始，15：19′55″結(jié)束，持續(xù)時(shí)間為50 s，在觀測簿上應(yīng)只記錄開始時(shí)間15：20。一種天氣現(xiàn)象在15：19′55″開始，15：20′05″結(jié)束，持續(xù)時(shí)間只有10 s，在觀測簿上也應(yīng)記錄起止時(shí)間15：20—15：21。

4.3 明確日界（晝夜界）的劃分界線

如一種天氣現(xiàn)象在19：59′01″—19：59′60″（20：00′00″）之內(nèi)結(jié)束，則只記入當(dāng)日天氣現(xiàn)象欄，如一種天氣現(xiàn)象在20：00′01″—20：00′60″（20：01′00″）之內(nèi)開始，則記入次日天氣現(xiàn)象欄。如一種天氣現(xiàn)象在7：59′01″—7：59′60″（8：00′00″）之內(nèi)結(jié)束，則只記入“夜間（20：00—8：00）”天氣現(xiàn)象欄，如一種天氣現(xiàn)象在8：00′01″—8：00′60″（8：01′00″）之內(nèi)開始，則只記入“白天（8：00—20：00）”天氣現(xiàn)象欄；如現(xiàn)象由夜間持續(xù)至8：00以后，則按規(guī)定分別記入2欄。

5 參考文獻(xiàn)

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