氣象自動化觀測站數據處理方法管窺

關肖月 楊世昌 陳新

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.055

摘 要：隨著經濟及科技的不斷發展，氣象觀測也逐步從人工觀測轉向自動化，這就對氣象自動化觀測站數據處理提出了更高的要求。該文主要從氣象自動化觀測站數據管理入手，重點對氣象數據類型、氣象數據設計以及氣象數據組織結構進行了分析和闡述，并有針對性地提出了一系列氣象數據處理方法，希望給行業相關人士提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：氣象觀測站 自動化 數據處理

中圖分類號：P41 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（c）-0055-02

天氣現象對人們生產生活產生重要影響。隨著經濟及社會的不斷發展，人們的日常生活以及工農業生產更是離不開氣象觀測。為確保氣象數據的及時性、精準性和有效性，我國相關單位不斷加大對氣象自動化觀測技術的研究力度，切實提升氣象預報工作水平和氣象自動化觀測站數據處理水平，為氣象自動化觀測技術的發展打下堅實基礎。

1 氣象數據管理內容分析

1.1 氣象數據類型

氣象數據可以通過氣象觀測站（探空站、地面站、輻射站以及自動氣象站等）、衛星、雷達等相關的觀測方式獲取，其還包含很多諸如氣候預測分析數據、數值預報數據等相關衍生數據。所以，氣象自動化觀測站中包含多種數據格式和種類，且數量十分龐大。依據觀測方式的不同，可以將氣象數據分為3種類型，具體如下。

第一，臺站觀測數據，主要包含探空數據、輻射站觀測數據以及臺站觀測數據等內容，存儲格式則可以分為A文件、AB報、儀器的數據存儲格式以及Micaps第1類格式等幾種類型。

第二，柵格數據，主要包含衛星影像數據、雷達數據以及數值預報等幾種類型，存儲格式可以分為各類探空資料格式、第13類格式以及Micaps第4類等幾種類型。

第三，要素數據，主要包含臺風路徑、鋒線等類型，存儲類型主要分為文本格式、Micaps格式等類型。

1.2 氣象數據庫設計

氣象自動化觀測站數據包含大量的氣象觀測數據、預報結果數據、中間數據以及衛星遙感影像數據等多種內容，信息量十分龐大。氣象數據庫作為氣象信息共享的一個重要管理平臺，其主要是用戶對不同業務軌道、具有不同屬性和不同空間的氣象信息進行管理，為相關科研機構、政府部門、氣象部門以及公眾等提供重要數據參考。具體來說，主要包含以下幾個方面。

第一，基礎地理數據庫，主要內容有河流、房屋、道路以及行政邊界等矢量數據，運用GeoDataBase方式進行存儲。具體來說，GeoDataBase是通過標準關系數據庫技術的利用來建立相應的地理信息數據模型，進而在標準數據庫管理系統中對相關數據進行存儲和處理。

第二，氣象空間數據庫，主要內容有氣象自動觀測站中經過空間插值的數據、雷達數據以及衛星數據等，通過該數據庫，其能夠轉換成為可提供利用的GRID格式、IMG格式及TIF格式，并通過柵格目錄以及柵格數據實現氣象數據的處理和存儲。

第三，氣象資料信息庫，主要內容有雷達的基數據、臺站原始觀測資料以及臺風路徑等內容，其中臺站觀測數據主要包含日、月、季、年數據集以及實時觀測數據集等，這類氣象觀測數據均是通過關系型數據庫進行存儲的。

1.3 氣象數據組織結構

在實際應用過程中，氣象數據庫主要采用的是基于分層數據組織的方式實現對氣象空間數據以及基礎地理數據的科學管理，即一個圖層只對一種要素負責。此外，雷達數據可以分為回波頂高組合反射率等內容。在對氣象數據進行處理的過程中，需要依據觀測時次對各個要素進行管理，比如常規站點的實時觀測數據集。

2 氣象觀測業務軟件對氣象數據的處理分析

2.1 氣象觀測業務軟件在運行過程中的事項處理

第一，為確保氣象觀測業務軟件的連續性打下堅實基礎。在氣象自動化觀測站中，為有效實現氣象測報業務的連續性，必須保持氣象測報業務軟件處于連續使用的狀態以及數據采集和傳輸的正常。

第二，對地面數據進行逐日維護。所謂逐日數據維護指的是每天定時對已經編報保存到文件B中的數據進行觀測和維護，并合理輸入相應的人工觀測記錄。

第三，確保數據存儲路徑的可靠性與安全性。通常，工作人員應對當天數據記錄予以定時瀏覽、校對和維護。同時，還需要在對天氣實際情況進行考慮的基礎上，輸入相應的人工觀測數據，并進行保存，最后將氣象自動化觀測站的原始數據以及文件B予以備份，并采取合理措施，為確保數據的可靠性與安全性打下堅實基礎。

第四，對氣象自動化觀測站監控軟件進行重啟。一旦自動站監控軟件的運行時間超過規定范圍，則會大大降低數據采集的成功率，因此，相關工作人員需要在每天8點之后對自動站的監控軟件實行重啟操作，有效提升數據采集的成功率。

2.2 氣象測報業務軟件在操作過程中的事項處理

第一，記錄存在異常或者缺測問題。若時間出現在正點，可以對正點前后10 min的可用數據進行判定，如果可用數據能夠替代正點前后10 min的數據，那么就對正點前10 min予以優先考慮。在進行人工補測的過程中，需要觀測的項目包含干濕球、氣壓、降水、兩分鐘風向風速、地溫等項目，其他自動觀測要素則全部按照缺測進行處理。

第二，對降水量進行記錄的過程中需要注意的問題。通常情況下，在觀測編報菜單中有一個專門校對氣溫、氣壓以及降水量的選項，該選項的主要功能是對定時觀測及編報過程中使用的以往數據進行校對，確保計算編報過程中的精準性。

第三，在對數據進行傳輸和維護過程的處理方式。因在輸入數據過程中，計算機軟件只是對單一記錄及格式的正確與否進行判別，并未對全部數據進行錯誤檢測。因此，在輸入數據的過程中，需要對操作記錄予以嚴格規定，確保數據輸入的正確性。

第四，當地溫傳感器被大雪覆蓋時，則不需要對其進行特別處理，只需要依據正常流程記錄即可，但是在記錄表中需要予以特殊備注。

3 數據審核疑誤信息的處理方法

隨著人們對氣象信息精準性要求的提升，氣象數據在氣象預報及氣象災害服務過程中的重要性日益提高。但是由于人工操作或者環境的影響，使得某些數據記錄出現一定偏差。具體來說，主要表現為以下幾個方面。

第一，利用計算機對疑誤信息進行審核，主要內容包含文件正點記錄缺失、臺站參數疑誤信息、降水量與降水情況不符、文件信息與日期不符等方面，其中，臺站參數疑誤最為常見。因此，一旦出現這種情況，工作人員需要對系統提示文件予以嚴格檢查，找出錯誤原因，以免同類錯誤再次發生。

第二，人工記錄相關信息出現相應的審核問題。其中，云、能見度等天氣現象的記錄極易出現這類問題。在對能見度進行記錄的過程中，應與當時實際天氣狀況進行有效結合，如果能見度過低，則需要對霧霾情況予以詳細記錄。在對云予以記錄的過程中，需要對云的定義、成因、特點及伴隨的天氣情況予以充分掌握，以便對云的狀況予以詳細記錄。同時，在對天氣狀況進行記錄的過程中，應確保記錄的客觀性和規范性，以便日后參考。

4 結語

總而言之，隨著經濟及社會的不斷發展，人們對氣象監測技術水平的要求也越來越高，氣象數據資料的處理難度也不斷加大。因此，在實際工作過程中，氣象工作人員應不斷提升自身技術，對氣象自動化觀測站數據處理技術予以充分掌握，為確保氣象數據資料的客觀性、全面性和精準性打下堅實基礎。

參考文獻

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