新型自動(dòng)氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測的原因分析及應(yīng)對處理

李坦 吳思雁

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國氣象事業(yè)突飛猛進(jìn)，與此同時(shí)新型自動(dòng)氣象站在氣象觀測領(lǐng)域得到廣泛普及與應(yīng)用。本文結(jié)合湖南省岳陽市新型自動(dòng)氣象站的實(shí)際運(yùn)行狀況，首先針對新型自動(dòng)氣象站進(jìn)行概述，后重點(diǎn)研究了新型自動(dòng)氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測的原因及應(yīng)對處理措施，并在此基礎(chǔ)上提出提高氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的幾點(diǎn)建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：氣象觀測;新型自動(dòng)氣象站;缺測;原因;應(yīng)對處理

引言

岳陽市位于湖南東北部地區(qū)，介于東經(jīng)112°18′31″～114°09′06″及北緯28°25′33″～29°51′00″之間，境內(nèi)地形復(fù)雜多樣，主要包括平原、丘陵、山地等多種地貌類型，并整體呈東高西低的傾斜趨勢。岳陽市位于大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，表現(xiàn)出四季分明、溫暖濕潤、降水充沛、熱量豐富等特點(diǎn)。自新型自動(dòng)氣象站在岳陽市氣象局投入使用以來，不僅大大降低了氣象觀測人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還使地面氣象觀測的工作效率與質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了顯著提升。但是在新型自動(dòng)氣象站運(yùn)行過程中，極易出現(xiàn)降水量、蒸發(fā)量、風(fēng)向風(fēng)速等氣象觀測數(shù)據(jù)缺測等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)的可靠性與完整性水平顯著降低?；诖?，本文重點(diǎn)探討了新型自動(dòng)氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測的原因及應(yīng)對處理措施，以期能夠?yàn)樘岣邭庀笥^測數(shù)據(jù)質(zhì)量提供一定的借鑒與參考。

1新型自動(dòng)氣象站概況

新型自動(dòng)氣象站是一種能夠自動(dòng)觀測與存儲氣象要素?cái)?shù)據(jù)的設(shè)備，主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)開放技術(shù)路線進(jìn)行設(shè)計(jì)。新型自動(dòng)氣象站通常由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，其中前者包括供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、傳感器與采集器等幾大部分，而后者主要包括業(yè)務(wù)軟件與嵌入式軟件兩大組成部分。業(yè)務(wù)軟件主要負(fù)責(zé)對新型自動(dòng)氣象站的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對各氣象要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理，而且還要定時(shí)對各種氣象數(shù)據(jù)資料信息進(jìn)行上傳;而嵌入式系統(tǒng)軟件主要用于對嵌入式系統(tǒng)及外部設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行管理。

2新型自動(dòng)氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測的原因分析

2.1環(huán)境因素

通常情況下，地面氣象觀測工作會(huì)使用眾多觀測儀器設(shè)備，而大多數(shù)氣象觀測設(shè)備的集成度較高，極易受到外界環(huán)境因素的影響與干擾。一旦氣象觀測場周圍存在有電磁場，則極易導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，其中以地溫?cái)?shù)據(jù)缺測出現(xiàn)頻率最高。另外，自動(dòng)氣象站附近的小氣候環(huán)境及其所在區(qū)域內(nèi)的溫濕度、日照等氣象要素一旦發(fā)生變化也極易導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測。

2.2硬件設(shè)備故障

氣象觀測儀器設(shè)備的性能不佳也是導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)缺測的一項(xiàng)重要因素。當(dāng)數(shù)據(jù)線使用時(shí)間較長而斷裂、數(shù)據(jù)線與傳感器之間的連接口出現(xiàn)松動(dòng)、采集器供電電壓異常、網(wǎng)絡(luò)故障等都會(huì)導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，而且以上由氣象觀測儀器性能導(dǎo)致的氣象觀測數(shù)據(jù)缺測現(xiàn)象具有較強(qiáng)的隱蔽性，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因此，必須安排專業(yè)的工作人員逐一對其進(jìn)行檢查后確定。

2.3儀器設(shè)備的不正當(dāng)維護(hù)

就氣象觀測站的近地面觀測設(shè)備而言，強(qiáng)降雨天氣過程發(fā)生之后，泥土極易覆蓋在地面裸露的感應(yīng)器上，進(jìn)而導(dǎo)致感應(yīng)器的表面不光潔，最終導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常甚至缺測。一旦深層地溫套管內(nèi)出現(xiàn)積水還會(huì)破壞地溫?cái)?shù)據(jù)的變化規(guī)律。就外部安裝有保護(hù)罩的氣象觀測儀器設(shè)備而言，當(dāng)雨水浸入到其內(nèi)部后也會(huì)對氣象觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。當(dāng)直接使用清水對百葉箱進(jìn)行沖洗也極易導(dǎo)致溫濕度觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。由此可見，做好氣象觀測儀器設(shè)備的日常維護(hù)工作尤為重要，一旦儀器設(shè)備維護(hù)不當(dāng)也極易導(dǎo)致氣象觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測。

3新型自動(dòng)氣象站觀測數(shù)據(jù)缺測問題的應(yīng)對處理

3.1日極值記錄缺測及處理

在實(shí)際的氣象觀測工作當(dāng)中，一旦極值出現(xiàn)問題將必然會(huì)影響到日極值的挑選，因此應(yīng)當(dāng)對這一時(shí)間段的日極值按照缺測處理。如果經(jīng)過分析得出該日極值未出現(xiàn)在異常時(shí)間段內(nèi)，則應(yīng)當(dāng)從其他正常的時(shí)次范圍中對該日的日極值進(jìn)行挑選;如果無法準(zhǔn)確判斷該日極值是否位于異常時(shí)間段內(nèi)，則應(yīng)當(dāng)從人工觀測數(shù)據(jù)、自記紙當(dāng)中挑選日極值，若日極值選自人工觀測數(shù)據(jù)或自記紙，則應(yīng)當(dāng)對極值出現(xiàn)時(shí)間按照缺測處理。如果人工觀測與自動(dòng)觀測的極值保持一致，則極值出現(xiàn)時(shí)間應(yīng)當(dāng)以自動(dòng)觀測記錄的時(shí)間為準(zhǔn);若氣象臺站不存在人工觀測記錄，則應(yīng)當(dāng)從自動(dòng)氣象站現(xiàn)有的極值當(dāng)中對日極值進(jìn)行挑選。如果全天的自動(dòng)觀測記錄均缺測，則地面、草面最低與最高溫度應(yīng)當(dāng)按照缺測處理，除此之外其他氣象觀測要素的極值應(yīng)當(dāng)從人工補(bǔ)測的定時(shí)觀測記錄當(dāng)中挑選。

3.2降水量數(shù)據(jù)缺測及處理

在實(shí)際的地面氣象觀測工作當(dāng)中，若未發(fā)生降水天氣現(xiàn)象而氣象觀測人員卻發(fā)現(xiàn)有降水記錄，應(yīng)當(dāng)將這一時(shí)次內(nèi)所有的小時(shí)與分鐘降水量數(shù)據(jù)刪除，并在與“時(shí)降水量”相對應(yīng)的單元格當(dāng)中輸入“——”，而且還要選中該時(shí)段內(nèi)的所有分鐘降水量數(shù)據(jù)同時(shí)輸入“——”，除此之外，還要將相關(guān)記錄詳細(xì)標(biāo)注在值班日記當(dāng)中。若降水天氣結(jié)束之后依然出現(xiàn)有降水量數(shù)據(jù)，且降水時(shí)間在2h以內(nèi)，降水量位于0.1～0.3mm之間，則判斷其為滯后降水。若傳感器故障是導(dǎo)致出現(xiàn)滯后降水的主要原因，則應(yīng)當(dāng)對這一時(shí)次“時(shí)降水量”與滯后降水量數(shù)據(jù)的差值進(jìn)行計(jì)算，之后再刪除分鐘降水量表格當(dāng)中的滯后降水，在完成質(zhì)量控制之后先保存再退出。將降水停止時(shí)次相對應(yīng)的數(shù)據(jù)選中，將滯后降水量累加到“時(shí)降水量”與“分鐘降水量”降雨結(jié)束的那分鐘內(nèi)，否則應(yīng)當(dāng)直接刪除滯后降水。若夜間氣象臺站未安排工作人員值守，且滯后降水恰好出現(xiàn)在夜間（20時(shí)至08時(shí)），由于無法準(zhǔn)確地對出現(xiàn)滯后降水的時(shí)間進(jìn)行判斷，因此可以依正常情況進(jìn)行處理，并在值班日記當(dāng)中做好備注。

4提高氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的幾點(diǎn)建議

4.1健全業(yè)務(wù)規(guī)章制度

為提升氣象臺站氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，氣象臺站應(yīng)當(dāng)針對各氣象業(yè)務(wù)建立完善的規(guī)章制度，并確保氣象觀測工作人員嚴(yán)格按照規(guī)章制度開展各項(xiàng)業(yè)務(wù)操作，并嚴(yán)禁在工作期間從事與工作無關(guān)的事情。另外，還應(yīng)當(dāng)建立健全監(jiān)督機(jī)制，針對違規(guī)違章操作的行為加大懲治力度，不僅能夠規(guī)范氣象觀測工作人員的實(shí)踐操作，還能促進(jìn)氣象觀測業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)健康、快速發(fā)展。

4.2強(qiáng)化業(yè)務(wù)培訓(xùn)

自新型自動(dòng)氣象站在岳陽市氣象局投入使用以來，大大提升了氣象觀測效率與質(zhì)量，同時(shí)也降低了觀測人員的工作強(qiáng)度，并為其日常學(xué)習(xí)提供了一定的時(shí)間。氣象觀測人員應(yīng)當(dāng)充分利用空閑時(shí)間強(qiáng)化自身業(yè)務(wù)理論知識的學(xué)習(xí)與掌握，以熟練掌握各氣象觀測儀器設(shè)備的工作原理、實(shí)踐操作、常見故障處理等。另外，氣象部門也應(yīng)當(dāng)定期組織工作人員參加業(yè)務(wù)培訓(xùn)，以提升氣象觀測人員的業(yè)務(wù)技能與水平，以期能夠?yàn)榇蠓嵘龤庀笥^測質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.3做好自動(dòng)站儀器設(shè)備的維護(hù)工作

做好新型自動(dòng)氣象站氣象觀測儀器設(shè)備的日常維護(hù)工作也是提升氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵。例如在強(qiáng)降雨天氣發(fā)生之后應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間對采集器的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，同時(shí)還要不定期檢查雨量傳感器，以避免雜物、灰塵等堵塞雨量傳感器的漏斗。就當(dāng)天記錄的氣象觀測要素?cái)?shù)據(jù)而言，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真對其完整性和準(zhǔn)確性進(jìn)行核對。另外，氣象觀測人員還應(yīng)當(dāng)提前做好各觀測數(shù)據(jù)的備份工作，以避免突發(fā)狀況發(fā)生時(shí)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，進(jìn)而嚴(yán)重影響氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量。

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作者簡介：李坦（1991-），男，漢族，湖南岳陽人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事地面氣象觀測工作。