淺談2020年新版《地面氣象自動(dòng)觀測規(guī)范》

（江西省氣象信息中心 江西·南昌 330096）

0 引言

《地面氣象觀測規(guī)范》是從事地面氣象觀測工作的業(yè)務(wù)規(guī)則和技術(shù)規(guī)定，觀測工作中必須嚴(yán)格遵守。近幾年來，隨著地面氣象觀測業(yè)務(wù)向自動(dòng)化方向不斷推進(jìn)，許多新方法、新技術(shù)在地面氣象觀測業(yè)務(wù)中得到廣泛應(yīng)用，2003年版《地面氣象觀測規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）從內(nèi)容完整性、業(yè)務(wù)指導(dǎo)性、技術(shù)適應(yīng)性等方面已不能滿足自動(dòng)化的發(fā)展要求，相繼出臺(tái)的一系列儀器觀測規(guī)范、業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定和國家氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)雖對《規(guī)范》進(jìn)行了有益的完善和補(bǔ)充，但仍不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。中國氣象局按照地面氣象觀測自動(dòng)化改革要求，堅(jiān)持“兼顧歷史、立足當(dāng)前、面向未來”的編寫原則，2020年3月完成了《地面氣象自動(dòng)觀測規(guī)范（第一版）》（以下簡稱《自動(dòng)觀測規(guī)范》）的編寫。

《自動(dòng)觀測規(guī)范》主要涵蓋了地面氣象自動(dòng)觀測的業(yè)務(wù)工作、觀測場、觀測儀器以及觀測資料的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和記錄處理方法等方面內(nèi)容。本文結(jié)合當(dāng)前業(yè)務(wù)工作需求，針對《自動(dòng)觀測規(guī)范》修訂和新增的內(nèi)容，與大家共同探討如何深入學(xué)習(xí)和掌握新規(guī)范中的業(yè)務(wù)規(guī)則和技術(shù)規(guī)定。

1 修訂《規(guī)范》中自動(dòng)氣象站的相關(guān)內(nèi)容

1.1 總則

《自動(dòng)觀測規(guī)范》仍然延續(xù)了《規(guī)范》的主要結(jié)構(gòu)，一定程度上保持了連續(xù)性，對總則里的內(nèi)容進(jìn)行了修訂。

（1）《規(guī)范》規(guī)定各臺(tái)站均須觀測的雪深，更改為省級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)自定觀測項(xiàng)目。

（2）新增元數(shù)據(jù)的定義、主要內(nèi)容。

（3）明確要求測量觀測場的經(jīng)緯度精確到秒，標(biāo)注精確到分。

（4）對觀測場防雷系統(tǒng)提出了更高要求，要求接地電阻應(yīng)≤4。處在高山、海島等巖石地面土壤的電阻率＞1000·m的觀測場，接地體的接地電阻值可適當(dāng)放寬。

（5）規(guī)定雙套自動(dòng)氣象觀測系統(tǒng)的儀器安置要求。

（6）修訂遷移國家級(jí)地面氣象觀測站的對比觀測時(shí)間。《自動(dòng)觀測規(guī)范》規(guī)定遷移國家級(jí)地面氣象觀測站，須在新址和舊址之間進(jìn)行至少1年的對比觀測，國家基準(zhǔn)氣候站必要時(shí)進(jìn)行2年對比觀測。

（7）對地面氣象觀測儀器的基本技術(shù)性能要求進(jìn)行修訂。增加了草面溫度、散射輻射、反射輻射、降水現(xiàn)象、能見度、雪深、凍土的儀器技術(shù)性能要求，對《規(guī)范》中地面氣象觀測儀器的分辨力、準(zhǔn)確度、采樣速率要求進(jìn)行了修訂。

（8）增加地面氣象要素值的計(jì)算要求和算法。符合要求的氣象要素采樣值可用于計(jì)算氣象要素的瞬時(shí)值、平均值和累計(jì)值，并挑取極值，重點(diǎn)了解各氣象要素是采用哪種算法，各種算法的具體計(jì)算方式。

（9）增加對觀測業(yè)務(wù)軟件的主要功能、性能要求、日常維護(hù)、軟件管理的規(guī)定。

1.2 資料處理

（1）刪除月地面氣象記錄處理和報(bào)表編制、月氣象輻射記錄處理和報(bào)表編制、年地面氣象資料處理和報(bào)表編制內(nèi)容。

（2）新增數(shù)據(jù)質(zhì)量控制內(nèi)容。儀器自動(dòng)觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制包括設(shè)備端質(zhì)量控制、業(yè)務(wù)終端軟件質(zhì)量控制、省級(jí)質(zhì)量控制和國家級(jí)質(zhì)量評估。

（3）修訂異常記錄處理原則與方法。詳細(xì)闡述了異常記錄處理原則，規(guī)定了各氣象要素小時(shí)正點(diǎn)值、小時(shí)極值、日極值異常記錄的具體處理方法，是《自動(dòng)觀測規(guī)范》的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，必須認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)規(guī)定，并在業(yè)務(wù)工作中熟練運(yùn)用。

（4）修訂地面觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法，新增氣象輻射數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法。

2 新增云、能見度、降水現(xiàn)象、日照等自動(dòng)觀測儀器

2.1 云

刪除云狀、云量、云高的人工判定與記錄規(guī)定。修訂激光云高儀的內(nèi)容，詳細(xì)闡述了激光云高儀的組成結(jié)構(gòu)、安裝和日常維護(hù)要求。新增全天空成像儀、毫米波云雷達(dá)的原理、組成結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)試、日常維護(hù)要求。

2.2 能見度

刪除能見度人工觀測的方法和相關(guān)規(guī)定。新增前向散射能見度儀內(nèi)容，對其原理、組成結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)試、日常維護(hù)、現(xiàn)場核查進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。增加介紹透射式能見度儀的類型。

2.3 降水現(xiàn)象

刪除天氣現(xiàn)象的特征、符號(hào)和人工觀測、記錄等技術(shù)規(guī)定。新增自動(dòng)觀測降水現(xiàn)象的儀器內(nèi)容。自動(dòng)觀測降水現(xiàn)象的儀器主要有降水現(xiàn)象儀、二維激光雨滴譜儀等，可觀測毛毛雨、雨、雪、雨夾雪和冰雹5種降水現(xiàn)象?！蹲詣?dòng)觀測規(guī)范》對降水現(xiàn)象的觀測記錄進(jìn)行了修訂，詳細(xì)介紹了降水現(xiàn)象儀的原理、組成結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)試、日常維護(hù)、現(xiàn)場核查要求。

2.4 雷電

刪除雷電現(xiàn)象人工觀測和記錄等技術(shù)規(guī)定。修改雷電現(xiàn)象的基本概念，新增閃電定位儀的儀器內(nèi)容，包括閃電定位儀的原理、組成結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)試、日常維護(hù)要求。

2.5 降水

刪除使用雨量器人工觀測、記錄降水的技術(shù)規(guī)定。新增稱重式降水傳感器的儀器內(nèi)容，包括稱重式降水傳感器的原理、組成結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)試、日常維護(hù)。

2.6 雪深

刪除雪深、雪壓人工觀測和記錄等技術(shù)規(guī)定。新增自動(dòng)觀測雪深的儀器內(nèi)容，包括雪深儀的原理、組成結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)試、日常維護(hù)。

2.7 日照

刪除日照人工觀測和記錄等技術(shù)規(guī)定。新增光電式數(shù)字日照計(jì)的儀器內(nèi)容，包括光電式數(shù)字日照計(jì)的原理、組成結(jié)構(gòu)、安裝、調(diào)試、日常維護(hù)。

2.8 凍土

刪除凍土人工觀測和記錄等技術(shù)規(guī)定。增加凍土自動(dòng)觀測儀內(nèi)容。

2.9 輻射

闡述22個(gè)輻射測量的基本概念，對輻射觀測要素和單位、性能指標(biāo)、測量輻射的基本原理與方法、儀器的性能進(jìn)行了修訂。

3 新增氣象要素的綜合判識(shí)或圖像識(shí)別

3.1 視頻智能觀測

自動(dòng)觀測識(shí)別的儀器主要有天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀等，自動(dòng)判識(shí)的要素包括霜、露、雨凇、霧凇、結(jié)冰、積雪等天氣現(xiàn)象，和總云量、云狀、雪深等氣象要素。

總云量、結(jié)冰、積雪和雪深等主要采用計(jì)算機(jī)視覺原理，云狀、地面凝結(jié)現(xiàn)象（霜、露、雨凇、霧?。┑戎饕捎蒙疃葘W(xué)習(xí)原理。

3.2 多源觀測數(shù)據(jù)綜合判識(shí)

通過應(yīng)用衛(wèi)星、探空、自動(dòng)氣象站、閃電探測、閃電成像等多源數(shù)據(jù)，結(jié)合模式再分析產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)云量、云高、地面凝結(jié)現(xiàn)象（露、霜、雨凇、霧?。?、視程障礙現(xiàn)象（霧、輕霧、霾、浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴）以及雷暴、積雪、結(jié)冰、雪深和雪壓、凍土等項(xiàng)目的綜合判識(shí)。

所有判識(shí)結(jié)果由國家級(jí)管理部門統(tǒng)一生成，并下發(fā)至各?。▍^(qū)、市）信息中心。

4 結(jié)論

《自動(dòng)觀測規(guī)范》主要適用于儀器自動(dòng)觀測、綜合判識(shí)觀測、圖像識(shí)別觀測等自動(dòng)化觀測業(yè)務(wù)，刪除了《規(guī)范》中人工觀測項(xiàng)目的內(nèi)容，修訂了《規(guī)范》中自動(dòng)氣象站的相關(guān)內(nèi)容，增加了綜合集成硬件控制器、前向散射式能見度儀、稱重式降水傳感器、降水現(xiàn)象儀、閃電定位儀、光電式數(shù)字日照計(jì)等自動(dòng)觀測儀器，新增了露、霜、雨凇、霧凇、輕霧、霧、霾、浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴、總云量、云高、結(jié)冰、積雪、凍土、雷暴等觀測項(xiàng)目的綜合判識(shí)或圖像識(shí)別等內(nèi)容。

根據(jù)中國氣象局工作的部署，2020年4月1日起在全國范圍內(nèi)推行地面氣象觀測自動(dòng)化改革正式業(yè)務(wù)運(yùn)行，各級(jí)氣象臺(tái)站的觀測業(yè)務(wù)工作重心向設(shè)備維護(hù)維修、核查標(biāo)?；驒z測、數(shù)據(jù)處理分析、質(zhì)量管理等轉(zhuǎn)移，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，深入理解和把握《自動(dòng)觀測規(guī)范》內(nèi)容精髓，用正確的理論知識(shí)指導(dǎo)工作實(shí)踐。各級(jí)國家氣象臺(tái)站業(yè)務(wù)人員應(yīng)該做好本站觀測場地、氣象業(yè)務(wù)設(shè)備、支撐保障設(shè)備、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及轄區(qū)內(nèi)其它觀測設(shè)施的運(yùn)行保障工作；每周巡視觀測場和設(shè)備儀器，出現(xiàn)較強(qiáng)降水過程、冰雹、沙塵、大風(fēng)等惡劣天氣前后應(yīng)適當(dāng)增加對儀器設(shè)備的維護(hù)，遇有故障及時(shí)處理；協(xié)助做好本站地面氣象觀測系統(tǒng)計(jì)量工作，按要求開展轄區(qū)內(nèi)其它觀測設(shè)施的現(xiàn)場核查、標(biāo)?；驒z測。各級(jí)業(yè)務(wù)部門應(yīng)對現(xiàn)行各項(xiàng)業(yè)務(wù)規(guī)則制度進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，針對全面實(shí)行自動(dòng)化觀測業(yè)務(wù)運(yùn)行的特點(diǎn)和崗位職責(zé)變化，以《自動(dòng)觀測規(guī)范》為指導(dǎo)，逐步修訂完善各項(xiàng)業(yè)務(wù)規(guī)則、考核辦法、值班制度，提高地面氣象自動(dòng)觀測記錄的準(zhǔn)確性。