利用ISOS軟件報警功能提高基層觀測和預報服務(wù)業(yè)務(wù)質(zhì)量

吳自越 于勇 謝潔 陳旭 王瑩

摘要：ISOS軟件作為全國基層氣象人員工作中使用的業(yè)務(wù)軟件自2014年以來得到了廣泛的應(yīng)用，本文從需要基層人員質(zhì)量控制數(shù)據(jù)中容易發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)和預報服務(wù)需要的數(shù)據(jù)入手，分析研究如何利用ISOS自帶的報警功能實現(xiàn)提醒功能，減少基層業(yè)務(wù)工作中的疏漏，提高觀測和預報服務(wù)業(yè)務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：ISOS 業(yè)務(wù)軟件;報警;業(yè)務(wù)質(zhì)量

中圖分類號：S163文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190615058

引言

隨著新型自動氣象站在基層氣象臺站的廣泛應(yīng)用和正式運行，新型自動氣象站的硬件和軟件系統(tǒng)也趨于穩(wěn)定，新型自動站業(yè)務(wù)軟件（ISOS軟件）在運行過程中對新型自動站采集器、傳感器故障造成的觀測數(shù)據(jù)缺測、自動站狀態(tài)或通訊網(wǎng)絡(luò)故障等都有監(jiān)控報警功能，但還存在一些問題，如滯后降水等需要人工質(zhì)控的數(shù)據(jù)，以及預報服務(wù)、預警信息發(fā)布等對觀測數(shù)據(jù)有要求需要提醒等問題。本文探討的正是利用ISOS軟件自帶的報警功能，進行合理的設(shè)置，當觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)不合理以及災(zāi)害性天氣時及時提醒業(yè)務(wù)人員采取措施。

1基層常見需要提醒的數(shù)據(jù)類型分析

基層氣象臺站的基本工作中，涵蓋了地面氣象觀測、預報服務(wù)、儀器維護維修、數(shù)據(jù)查詢處理等不同類型的工作，基層業(yè)務(wù)人員數(shù)量少，工作類型復雜，特別是遇到惡劣天氣時，既需要完成觀測任務(wù)，還需要發(fā)布預警信號及完成各類預報服務(wù)工作，容易造成疏漏。

1.1地面氣象觀測要求處理的疑誤數(shù)據(jù)

根據(jù)地面氣象觀測相關(guān)要求，基層氣象臺站的地面氣象觀測工作過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)需要人工干預和處理的疑誤數(shù)據(jù)，根據(jù)多年工作經(jīng)驗，基層業(yè)務(wù)人員最容易忽略的數(shù)據(jù)具體有以下幾類：非降水時段出現(xiàn)的降水量，根據(jù)觀測規(guī)范要求需要刪除或提前至降水結(jié)束最后1min[1]。翻斗式雨量計堵塞或損壞和稱重式雨量計故障，根據(jù)觀測規(guī)范要求需要相互進行替代[2]。漏記霜或霜凍、結(jié)冰等。

1.2基層氣象服務(wù)常用災(zāi)害數(shù)據(jù)

根據(jù)《江蘇省災(zāi)害性天氣預報等級用語和預警信號標準》中的規(guī)定，高溫、霧、霾、大風等預警信號的發(fā)布標準對臺站觀測數(shù)據(jù)有明確要求，根據(jù)災(zāi)害的不同種類，所需要的數(shù)據(jù)也不相同，具體如下。

1.2.1高溫

高溫預警信號：預計未來24h內(nèi)預報責任區(qū)將有高溫出現(xiàn)，根據(jù)日最高氣溫分為3級。黃色：最高氣溫將升至37℃以上。橙色：最高氣溫將升至39℃以上。紅色：最高氣溫將升至40℃以上。

1.2.2大霧

大霧預警信號：預計未來12h責任區(qū)將出現(xiàn)大霧，或已經(jīng)出現(xiàn)大霧并將持續(xù)。根據(jù)能見度分為3級。黃色：能見度小于500m。橙色：能見度小于200m。紅色：能見度小于50m。

1.2.3霾

霾預警信號：預計24h內(nèi)責任區(qū)將出現(xiàn)對生產(chǎn)生活有影響且持續(xù)6h以上的霾，或者已經(jīng)出現(xiàn)霾，并將持續(xù)。根據(jù)能見度分為3級。可以與大霧預警信號同時發(fā)布。黃色：能見度小于3000m。橙色：能見度小于2000m。紅色：能見度小于1000m。

1.2.4大風

大風預警信號：預計未來24h責任區(qū)內(nèi)將出現(xiàn)大風，或者已經(jīng)受大風影響，并可能持續(xù)。根據(jù)風力分為3級。黃色：陣風8級以上。橙色：陣風10級以上。紅色：陣風12級以上。

2ISOS業(yè)務(wù)軟件報警功能及常規(guī)設(shè)置方法

ISOS軟件自帶有報警功能，自帶的報警功能占用計算機硬件資源小，讀取分鐘數(shù)據(jù)文件時不會因為對數(shù)據(jù)文件的占用而導致無法寫入的情況。點擊主菜單欄“參數(shù)設(shè)置”→“報警設(shè)置”，彈出“報警設(shè)置”頁面。包括“環(huán)境”、“流程”、“質(zhì)控”、“災(zāi)害”、“狀態(tài)”和“編報發(fā)送”等6個標簽頁。本文主要討論的是該功能中的“災(zāi)害”和“狀態(tài)”2項報警設(shè)置的設(shè)置方法。2種報警設(shè)置的設(shè)置方法基本相同，點擊“添加”，彈出窗口，輸入要設(shè)置的“規(guī)則名稱”、“規(guī)則條件”，選擇是否啟用報警并選擇報警方式。[3]

“規(guī)則條件”的設(shè)定是實現(xiàn)報警的關(guān)鍵，其中牽扯到數(shù)據(jù)表、要素、表達式、參數(shù)、判斷、閾值以及條件關(guān)系的選擇和輸入。其中判斷中的符號自上到下分別代表“大于等于、大于、小于等于、小于、等于、不等于、包含、不包含”（圖1），條件關(guān)系中包括“無、并且、或者”3種關(guān)系（圖2），后2種分別可以設(shè)置下一項條件，最多可設(shè)計4項條件。合理的設(shè)置各項規(guī)則條件可以很好的實現(xiàn)各類報警功能。

3通過報警功能對需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控的設(shè)置方法3.1疑誤數(shù)據(jù)類的報警設(shè)置

3.1.1非降水時段出現(xiàn)的降水量

非降水時段出現(xiàn)降水量，無論是自動觀測或者將來的無人值守期間，都是特別容易被忽視處理的問題。針對此類問題的報警的難點在于判斷無降水的同時存在有降水量。

第1項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“天氣現(xiàn)象要素每日逐分鐘質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“降水類天氣現(xiàn)象”，判斷選擇“==”，閾值輸入“無降水”，條件關(guān)系選擇“并且”;第2項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“常規(guī)要素每日逐分鐘質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“分鐘降水量”，判斷選擇“>”，閾值輸入“0”，當2者條件達到時即可實現(xiàn)報警功能。需要注意的是，冬季和其他時節(jié)所選用的降水數(shù)據(jù)源不同，需要在“翻斗式”和“稱重式”中進行切換。

3.1.2翻斗式雨量計堵塞或損壞和稱重式雨量計故障

自動氣象站運行過程中，翻斗式雨量計和稱重式雨量計相互作為備份，需要同時保證兩套儀器正常運行。日常運行中只能選擇其中一種作為數(shù)據(jù)源，容易對另一種儀器的運行狀態(tài)有所忽視。

第1項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“常規(guī)要素每日逐分鐘質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“小時降水量（翻斗式）”，判斷選擇“>”，閾值輸入“0”，條件關(guān)系選擇“并且”;第2項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“常規(guī)要素每日逐分鐘質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“小時降水量（稱重式）”，判斷選擇“=”，閾值輸入“0”，當稱重式雨量計存在疑誤時可以實現(xiàn)報警功能，反向設(shè)置可以對翻斗式雨量計數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。

3.1.3提醒記錄霜或霜凍、結(jié)冰

冬季觀測有時候容易漏記霜、霜凍和結(jié)冰等天氣現(xiàn)象，合理的對氣溫、地溫、草溫數(shù)據(jù)進行設(shè)置，并進行提醒可以避免漏記。

設(shè)置時數(shù)據(jù)表和要素選擇“常規(guī)要素每日逐分鐘質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“氣溫（百葉箱）”（0cm地溫或草面溫度），判斷選擇“<=”，閾值輸入“0”當達到相應(yīng)標準時可以及時的提醒是否出現(xiàn)霜、霜凍或結(jié)冰。

3.2預報服務(wù)類數(shù)據(jù)的報警設(shè)置

3.2.1高溫預警信號服務(wù)報警設(shè)置

高溫預警信號服務(wù)報警設(shè)置的設(shè)置重點主要在于日最高氣溫是否達到37℃、39℃和40℃，設(shè)置時數(shù)據(jù)表和要素可以選擇“常規(guī)要素每日逐分鐘質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“氣溫（百葉箱）”，以及“常規(guī)要素全月逐日每小時質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“日最高氣溫”，其中第2種方法最為合適，避免了長時間高溫報警次數(shù)過多。判斷選擇“>=”，閾值輸入“37（39，40）” ，即可實現(xiàn)了報警功能。

3.2.2大霧預警信號服務(wù)報警設(shè)置

大霧預警信號服務(wù)報警設(shè)置的設(shè)置難點在于如何判斷是否出現(xiàn)大霧天氣以及能見度是否下降到500m、200m和50m。從大霧的判定標準入手可以得知，根據(jù)地面氣象觀測現(xiàn)行規(guī)范，視程障礙現(xiàn)象自動判別中判斷輕霧（含大霧）和霾的指標為10min滑動相對濕度和10min滑動水平能見度，2個指標必須同時滿足，所以在設(shè)置報警參數(shù)時規(guī)則條件須選擇“并且”，并分開設(shè)定2項參數(shù)。

第1項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“天氣現(xiàn)象綜合判斷每日逐分鐘數(shù)據(jù)表”和“相對濕度”，判斷選擇“>=”，閾值輸入“80”;第2項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“天氣現(xiàn)象綜合判斷每日逐分鐘數(shù)據(jù)表”和“水平能見度”，判斷選擇“<”，閾值輸入“500（200、50）”，當2者條件達到時即可實現(xiàn)報警功能。

3.2.3霾預警信號服務(wù)報警設(shè)置

霾預警信號服務(wù)報警設(shè)置與大霧預警信號服務(wù)報警設(shè)置思路近似，只需將第1項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“天氣現(xiàn)象綜合判斷每日逐分鐘數(shù)據(jù)表”和“相對濕度”，判斷選擇“<”，閾值輸入“80”;第2項參數(shù)中數(shù)據(jù)表和要素根據(jù)規(guī)范要求選擇“天氣現(xiàn)象綜合判斷每日逐分鐘數(shù)據(jù)表”和“水平能見度”，判斷選擇“<”，閾值輸入“3000（2000、1000）”，當2者條件達到時即可實現(xiàn)報警功能。

3.2.4大風預警信號服務(wù)報警設(shè)置

大風預警信號服務(wù)報警設(shè)置與高溫預警信號服務(wù)報警設(shè)置相似，設(shè)置重點主要在于分鐘內(nèi)瞬時風速是否達到17.2m/s、24.5m/s和32.7m/s，設(shè)置時數(shù)據(jù)表和要素選擇“常規(guī)要素每日逐分鐘質(zhì)控數(shù)據(jù)表”和“分鐘內(nèi)最大瞬時風速”最為合適，判斷選擇“≥”，閾值輸入“17.20（24.50，32.70）”當分鐘內(nèi)瞬時風速達到相應(yīng)標準時可以及時的提醒發(fā)布大風預警信號。

4業(yè)務(wù)應(yīng)用

ISOS軟件報警設(shè)置已經(jīng)在浦口國家氣象站、儀征國家氣象站和吳中國家氣象站投入業(yè)務(wù)運行，在不影響新型自動站業(yè)務(wù)軟件運行的情況下對觀測數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。在運行過程中，運行良好，能夠正確監(jiān)控自動站數(shù)據(jù)是否有異常、是否達到氣象災(zāi)害服務(wù)標準等情況，當監(jiān)控到數(shù)據(jù)異?；蛘哌_到氣象災(zāi)害服務(wù)標準時時能及時以響鈴方式來告警，提醒工作人員第一時間對疑誤數(shù)據(jù)進行檢查和處理。

5總結(jié)

在新型自動站運行過程中，為了及時發(fā)現(xiàn)需要處理的疑誤數(shù)據(jù)，通過利用 ISOS自帶的報警功能進行合理設(shè)置來設(shè)計監(jiān)控數(shù)據(jù)信息，在投入業(yè)務(wù)運行的過程中，能正常實現(xiàn)提醒功能，監(jiān)控和報警及時，讓觀測人員及時采取有效措施處理疑誤數(shù)據(jù)，進行預報服務(wù)，提高了觀測數(shù)據(jù)的傳輸率、準確性與完整性，加快了預警信息發(fā)布速度，有效地保障了基層氣象業(yè)務(wù)工作開展。

6結(jié)語

作為基層氣象工作中至關(guān)重要的工作，地面氣象觀測工作和預報服務(wù)工作必須得到相當?shù)闹匾?，合理利用ISOS軟件的報警功能，可以有效提高觀測質(zhì)量，及時進行氣象服務(wù)，不斷促進我國氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 中國氣象局氣象探測中心.地面氣象觀測業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定[M].北京：氣象出版社，2017：15-16.

[2] 中國氣象局氣象探測中心.地面氣象觀測業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定[M].北京：氣象出版社，2017：21-22.

[3] 中國氣象局探測中心等.地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件用戶操作手冊[M].北京：氣象出版社，2017：30-33.

作者簡介：吳自越（1983-）女，理學士，研究方向：縣級綜合業(yè)務(wù);于勇（1979-）男，博士，研究方向：氣溶膠。