新型自動氣象站數(shù)據(jù)異常因素研究

鐘志概 楊麗英

摘 要：自動氣象站是我國氣象監(jiān)測的重要手段。氣象觀測現(xiàn)代化對于提高防災減災能力、優(yōu)化氣候變化措施等方面意義重大。文章全面分析了導致新型自動氣象站出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的因素，包括硬件設備故障、儀器維護不當、網絡異常以及采集軟件問題等其他因素，以利于提高業(yè)務人員在日常工作中的數(shù)據(jù)質量控制能力和排除造成數(shù)據(jù)異常原因的效率。并探討了提升新型自動氣象站數(shù)據(jù)質量的策略。

關鍵詞：新型自動氣象站；數(shù)據(jù)；異常；處理

中圖分類號： S163.7 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532071

隨著科技的進步，我國氣象觀測現(xiàn)代化也取得了顯著發(fā)展。新型自動氣象站是地面氣象觀測綜合性的氣象觀測系統(tǒng)，其觀測數(shù)據(jù)質量的優(yōu)劣在很大程度上影響著氣象臺的服務質量。因此提供及時、準確、可靠的觀測數(shù)據(jù)是提高預報準確率和防災減災服務能力的保證。在實際觀測中，如果有異常情況出現(xiàn)，必須由人工負責對故障加以排除，通過科學的方法來完成數(shù)據(jù)異常的分析與處理，

1 新型自動氣象站數(shù)據(jù)異常的分析處理

1.1 硬件設備故障

儀器性能不佳引起的數(shù)據(jù)異常。如顯示320cm深層地溫數(shù)據(jù)出現(xiàn)間斷性跳躍，進行多次測試排查后，發(fā)現(xiàn)是因為儀器性能影響了數(shù)據(jù)準確性，將該深層的地溫傳感器更換后數(shù)據(jù)恢復正常；采集器的供電電壓不穩(wěn)定或過低；數(shù)據(jù)線與傳感器的接線口生銹或松動，外部的數(shù)據(jù)線老化開裂或破損；恒定型數(shù)據(jù)異常。網絡異常造成采集數(shù)據(jù)掉包而變成缺測。因大氣污染使啟動風速度過大是風速傳感器的主要故障。風向記錄不符合實際風向是風向傳感器最為常見的故障，次之是長時間記錄某風向方位的故障現(xiàn)象。由此造成的錯誤數(shù)據(jù)看似正常，具有隱蔽性，難以輕易發(fā)現(xiàn)，必須借助人工檢查加以確定。

1.2 儀器維護不當

近地面層類儀器。發(fā)生強降雨停止后，感應器裸露地面部分被泥土遮蓋或表面不光潔等都可能造成地溫數(shù)據(jù)異常。當深層地溫套管中存在積水時，會打破地溫數(shù)據(jù)的變化規(guī)律；有外保護罩類的儀器在浸入水會使數(shù)據(jù)準確性受到影響，若無視操作規(guī)定，用水對自動站百葉箱加以沖洗，會降低溫濕度數(shù)據(jù)的真實性。沒有定期更換或清潔濕度傳感器頭部濾網罩。雨量筒盛雨器有異物造成堵塞而測不到雨量或流水不暢而造成滯后。造成蒸發(fā)量數(shù)據(jù)異常的主要是蒸發(fā)桶水質的變化和強降水的影響，所以要定時清洗蒸發(fā)桶和換水。

1.3 其他因素

在硬件設備運行正常的情況下，有病毒會導致計算機卡機使其采集軟件與采集器時間誤差在30s以上時，會造成觀測成功率下降而缺測；昆蟲或小動物引起的數(shù)據(jù)異常；電磁場干擾因素，在記錄或傳輸數(shù)據(jù)時，若自動氣象站受到雷暴襲擊，或周圍有移動式通信車發(fā)射電磁波等，均會對其正常運行產生干擾，破壞數(shù)據(jù)變化的規(guī)律性，嚴重時還會有野值出現(xiàn)，針對這種情況，要加強觀測環(huán)境的巡視和保護。

2 新型自動氣象站數(shù)據(jù)質量的提升策略

2.1 注重自動氣象站的日常維護

值班觀測人員應在每小時觀測前巡視檢查維護儀器設備和查看各要素數(shù)據(jù)有無異常，并與備份自動站的數(shù)據(jù)進行對比，及早發(fā)現(xiàn)異常及時處理。定期檢查維護各要素傳感器及其他設備。每月檢查各數(shù)據(jù)線是否有破損和接線口是否松動。重視網絡管理。及時總結日常工作中發(fā)生的各種故障原因，一旦發(fā)生緊急情況能夠盡快排除故障。加強觀測環(huán)境的巡視和保護。

2.2 加強業(yè)務技術的學習與培訓

積極參加每年上級主管部門就新的業(yè)務技術規(guī)定舉辦的專項培訓班。認真學習相關的規(guī)則制度、觀測技術規(guī)定及維護規(guī)范等。還要定期安排測報人員做階段性工作、學習和問題總結交流會共同提高業(yè)務技能與業(yè)務知識和解決問題的能力，從而有效提高氣象站的數(shù)據(jù)質量與數(shù)據(jù)控制能力。

2.3 實時質量控制與反饋

近幾年，氣象領域開始推廣應用新型自動化氣象設備，在很大程度上保障了對各種探測設備運行情況的監(jiān)控。新型自動氣象站全天運行，其除了具有監(jiān)控功能，還設計有警報系統(tǒng)，所以一旦網絡出現(xiàn)異常或臺站傳感器發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠第一時間發(fā)出警報，為臺站地面觀測業(yè)務的穩(wěn)定、高效運行提供了有力保障。發(fā)現(xiàn)問題后，維修人員能夠盡快趕到現(xiàn)場并解決問題，使自動氣象站的運行安全性以及工作效率得到了大大提升。發(fā)現(xiàn)已上傳的資料有疑誤的及時在氣象資料業(yè)務系統(tǒng)（MDOS）平臺上質詢和反饋，及時反饋有關質控信息。

2.4 案例分析

下面以雨量分鐘缺測的處理為例進行分析。

先在正點觀測編報中檢查是否有降水量而因有分鐘缺測沒有統(tǒng)計成功，查看小時內是否有分鐘缺測，如果有缺測，先進行歷史數(shù)據(jù)下載并需要打勾覆蓋正常數(shù)據(jù)后，下載數(shù)據(jù)時間需要選定缺測的那一分鐘，不要多選。之后再重新補調該時次的正點數(shù)據(jù)查看修改里面是否還缺測，如果沒有缺測了就直接保存并上傳，如果還是缺測則表明采集器本身就沒有數(shù)據(jù)，所以在補調還是缺測的情況下，需要做刪除“-”再按保存并發(fā)更正報。但需要需要特別注意的是，在5個點時時次（08、11、14、17、20）覆蓋正常數(shù)據(jù)后需要檢查人工輸入的數(shù)據(jù)可能會覆蓋掉變?yōu)椤?”缺測，如果沒有覆蓋則直接上傳了，有就重新輸入數(shù)據(jù)再上傳。

原因分析：如果人工進行某分鐘要素歷史數(shù)據(jù)下載成功，有正常的數(shù)據(jù)，說明采集器正常，網絡不穩(wěn)定，采集器到電腦采集軟件的傳輸過程中數(shù)據(jù)掉包了（因我站的數(shù)據(jù)傳輸是通過光纖網絡線路連接的）；如果分鐘出現(xiàn)的是比較頻繁的，說明計算機或采集軟件有時會出現(xiàn)卡的現(xiàn)象，要重啟電腦或重啟測報軟件，所以要定時重啟電腦或重啟測報軟件；如果人工進行某分鐘要素歷史數(shù)據(jù)下載后，還是缺測則表明采集器本身就沒有數(shù)據(jù)，就要檢查采集器是否穩(wěn)定，必要時重啟采集器，查看采集器電源電壓是否符合要求。

3 總結

許多原因會造成新型自動氣象站出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，減少數(shù)據(jù)異常的關鍵就是嚴格執(zhí)行《新型自動氣象站維護規(guī)范》（試行）和有關技術規(guī)定，嚴格加強觀測儀器的巡視和檢查維護，加強觀測數(shù)據(jù)的監(jiān)控，加強對觀測環(huán)境的保護。根據(jù)氣象要素隨空間、時間的變化情況與不同要素間的聯(lián)系對氣象資料的合理性加以分析，以利于提高業(yè)務人員在日常工作中的數(shù)據(jù)質量控制能力和排除造成數(shù)據(jù)異常原因的效率。

參考文獻

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