氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)處理方法研究

郝利民 高永華

摘要 天氣狀況會對人們的生產生活產生重大影響，人們普遍比較關注氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)氣象信息決定自己的活動。氣象數(shù)據(jù)還在自然災害的預防中發(fā)揮著至關重要的作用，人們可以結合氣象數(shù)據(jù)信息預判自然災害的發(fā)生風險，進而提前做好相應的預防措施，降低自然災害造成的損失，保障生命財產安全。在此背景下，氣象數(shù)據(jù)的準確性越來越受人們的關注。氣象自動化觀測站要不斷完善自身數(shù)據(jù)處理方法，提升氣象數(shù)據(jù)的準確性。結合實際情況，對提升氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)準確性的處理方法進行研討，以供參考。

關鍵詞 氣象觀測站;自動化;數(shù)據(jù)處理

中圖分類號：P4 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）08–0–02

Abstract Weather conditions will have a significant impact on people's production and life. People generally pay more attention to meteorological data and decide their activities according to the meteorological information. Meteorological data also plays a vital role in the prevention of natural disasters. People can predict the occurrence risk of natural disasters by combining meteorological data and information， so as to take corresponding preventive measures in advance， reduce the loss caused by natural disasters and protect the safety of life and property. In this context， people pay more and more attention to the accuracy of meteorological data. Automated meteorological observation stations should constantly improve their own data processing methods to enhance the accuracy of meteorological data. Combined with the actual situation， the processing method of improving the accuracy of meteorological automatic observation station data is discussed for reference.

Key words Meteorological observation station; Automation; Data processing

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.017

近年來，隨著國家的重視和科學技術的快速發(fā)展，氣象預報工作的質量得到了有效提升，這得益于氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)處理水平的提升。此外，地面氣象觀測自動化在全國試運行后，實現(xiàn)了雙軌運行模式。臺站按現(xiàn)行觀測方式進行觀測并上傳數(shù)據(jù)，按改革后觀測方式獲取的數(shù)據(jù)作為業(yè)務應用數(shù)據(jù)，現(xiàn)行觀測方式獲取的數(shù)據(jù)作為備份。通過試運行期間的總結和改進，我國最終于2020年實現(xiàn)了地面觀測自動化。

1 氣象數(shù)據(jù)管理內容分析

1.1 氣象數(shù)據(jù)庫設計

氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)量十分龐雜，且類型多樣，其中既包括了氣象觀測數(shù)據(jù)和中間數(shù)據(jù)，也包括了預報結果數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)等[1]。氣象數(shù)據(jù)庫可以為氣象信息的共享創(chuàng)造有利條件，為氣象信息管理提供便利條件，更好地為相關部門提供數(shù)據(jù)參考。不同數(shù)據(jù)庫類型也具有不同的作用，就基礎地理數(shù)據(jù)庫而言，主要包括河流、行政邊界等矢量數(shù)據(jù)。因此，可以應用數(shù)據(jù)庫技術構建地理信息數(shù)據(jù)模型，進而在標準數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中對相關數(shù)據(jù)進行存儲和處理。就氣象空間數(shù)據(jù)庫，主要包括衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及雷達數(shù)據(jù)等，該數(shù)據(jù)庫的作用在于可以轉換成為可提供利用的GRID格式、IMG格式及TIF格式，實現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)的處理和存儲。氣象資料信息庫，主要包括臺站原始觀測資料以及雷達的基數(shù)據(jù)等。

1.2 氣象數(shù)據(jù)組織結構

在實際應用過程中，氣象數(shù)據(jù)庫主要采用的是基于分層數(shù)據(jù)組織的方式實現(xiàn)對氣象空間數(shù)據(jù)以及基礎地理數(shù)據(jù)的科學管理，即一個圖層只對一種要素負責。此外，雷達數(shù)據(jù)可以分為回波頂高組合反射率等內容。在對氣象數(shù)據(jù)進行處理過程中，需要依據(jù)不同時次對各個要素進行管理。

2 氣象觀測業(yè)務軟件對氣象數(shù)據(jù)的處理分析

2.1 氣象觀測業(yè)務軟件在運行過程中的事項處理

首先，為確保氣象測報業(yè)務的連續(xù)性，需要相關軟件始終處于運行狀態(tài)，并且要確保運行的穩(wěn)定性，這樣才能滿足氣象測報業(yè)務的需求。其次，保證數(shù)據(jù)存儲路徑的安全性與可靠性。在數(shù)據(jù)采集過程中，需要有專門的工作人員對數(shù)據(jù)進行維護和校對;同時還要做好氣象自動化觀測站原始數(shù)據(jù)的備份工作。最后，為保障監(jiān)控軟件的正常運行，需要定期對其進行重啟操作，避免監(jiān)控軟件出現(xiàn)超時工作的情況，這樣才能正常發(fā)揮監(jiān)控軟件性能，保障數(shù)據(jù)采集的成功率。

2.2 氣象觀測業(yè)務軟件在操作過程中的事項處理

首先，對降水量進行記錄的過程中，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小時正點編報過程中使用的以往數(shù)據(jù)進行校對，確保計算編報過程中的精準性。其次，在自動輸入數(shù)據(jù)的過程中，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(shù)據(jù)進行錯誤檢測[2]。所以，在數(shù)據(jù)的輸入過程中，應按照規(guī)定格式進行輸入，確保數(shù)據(jù)輸入的正確性。

3 氣象自動觀測站數(shù)據(jù)處理方法

3.1 強化針對定時數(shù)據(jù)的合理補調處理

為了有效處理地面氣象自動觀測定時數(shù)據(jù)過程當中的缺測難題，應強化針對定時數(shù)據(jù)的合理補調處理。為了得到其中某一時刻相對應的觀測數(shù)據(jù)信息，應該準確改正日期的時間欄，并且點擊“補調”得到相關數(shù)據(jù)信息。假如自動定時數(shù)據(jù)信息產生了空傳問題，應借助“補調”功能完成重新自動生成定時數(shù)據(jù)文件的任務。

3.2 注重定時數(shù)據(jù)的人工替代處理工作

自動站處于10 min內，亦或正點以前產生了定時數(shù)據(jù)缺測的情況，應注重定時數(shù)據(jù)的人工替代處理工作，準確觀測，并且記錄相應溫、濕度、氣壓、風速以及風向等各類數(shù)據(jù)信息。在這個過程中，需要利用人工觀測方法與氣壓傳感器裝置完成觀測任務，同時準確計算氣壓值，以助于規(guī)避產生氣溫、氣壓、風向以及風速等缺測的情況。

3.3 及時開展定時數(shù)據(jù)的補缺處理

依靠“補調”功能難以處理地面氣象自動觀測中呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)缺測時，應充分發(fā)揮“代缺”功能，及時開展定時數(shù)據(jù)的補缺處理。對于這個環(huán)節(jié)，有關人員需要處于10 min以后，亦或正點以前，科學選擇組合數(shù)據(jù)，有效代替相應的氣象自動化觀測數(shù)據(jù)信息，使用“代缺”功能，主要包含了單個要素、全部要素，針對相關要素進行替代并及時補缺。

3.4 盡量避免氣象數(shù)據(jù)信息采集過程中相關因素的干擾

盡量避免氣象數(shù)據(jù)信息采集過程中相關因素的干擾，保證全新的自動氣象站地面觀測業(yè)務軟件順利運作。在此過程中，需要不斷完善和優(yōu)化相關軟件系統(tǒng)，及時采集和控制相關數(shù)據(jù)信息，加大對GPS技術的應用力度，進一步提高氣象綜合觀測設備的觀測水平。在實際運用時，應改進和完善相關氣象保障制度，及時補充觀測技術方面的不足。依靠高效的網(wǎng)絡平臺，迅速發(fā)布相應的氣象信息。與此同時，需要解決各個地區(qū)、各個時間段氣壓檢測缺位的難題，實現(xiàn)對相關工作內容的有效整合，有效融合直接觀測和觀測數(shù)據(jù)的科學分析，保證相關氣象觀測系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。合理應用先進的GPS技術，完成對氣壓數(shù)據(jù)信息、衛(wèi)星云圖的監(jiān)測任務與分析任務，以便得到精準的氣象信息數(shù)據(jù)，進而能夠依靠有關網(wǎng)絡平臺分享氣象服務信息資源。

此外，還能夠進行自定義操作，并準確編輯相關信息，規(guī)劃有關氣象信息服務欄目，凸顯氣象服務工作的規(guī)范性，充分發(fā)揮全新氣象站地面觀測工作的良好作用，實現(xiàn)采集器和計算機的密切協(xié)作，然后參考具體時間情況。在開展計算機系統(tǒng)時間校對時，參考采集器裝置信息，將其調整為計算機的時間。在進行全新氣象站數(shù)據(jù)監(jiān)測時，有關技術人員要保證每日定時定點完成相關數(shù)據(jù)信息的采集任務，并做好采集數(shù)據(jù)信息的查看和跟蹤工作，及時校準和維護氣象數(shù)據(jù)信息，參考既定項目具體的輸出結果情況進行合理分析。當全新自動化檢測站運作時，有關技術人員應及時保存并備份數(shù)據(jù)結果，保證氣象數(shù)據(jù)文件更加安全。

3.5 數(shù)據(jù)審核疑誤信息的處理方法

氣象信息精準性會受到人工操作或者環(huán)境的影響，使某些數(shù)據(jù)記錄出現(xiàn)一定的偏差，導致數(shù)據(jù)信息準確性降低。為轉變這一狀況，可以利用計算機審核疑誤信息。通過這種方式能夠審核出文件正點記錄缺失、臺站參數(shù)疑誤信息、降水量與降水情況不符等問題。針對這些問題，工作人員需要嚴格檢查系統(tǒng)提示文件找出錯誤原因，以免同類錯誤再次發(fā)生[3]。

4 結語

據(jù)初步評估，在2020年氣象臺站實現(xiàn)自動化后，我國氣象觀測現(xiàn)代化水平得到了大幅度提升，目前已經(jīng)達到國際較高水平，為氣象觀測實現(xiàn)綜合化、智能化、信息化、社會化提供了堅實的基礎。此外，應用重心轉向數(shù)據(jù)，能夠更好地履行預報、服務等職能。未來局站分離將成為常態(tài)，要求所有臺站業(yè)務人員實現(xiàn)轉型發(fā)展，工作內容也會發(fā)生巨大轉變，由原來以業(yè)務值守為主逐漸轉變?yōu)橐员菊居^測系統(tǒng)運行保障、數(shù)據(jù)處理分析和轄區(qū)內其他觀測設施維護保障等工作為主。同時，應用“天鏡”系統(tǒng)可以實現(xiàn)對臺站的自動化監(jiān)控，提升監(jiān)控質量和維護效率。以上改革措施對于推動全面實現(xiàn)氣象現(xiàn)代化、建成現(xiàn)代化氣象強國具有十分重要的作用和意義，同時也是適應國際、國內科技發(fā)展趨勢的必然選擇。完成氣象臺站自動化后，我國氣象觀測現(xiàn)代化水平達到了先進國家的水平，臺站業(yè)務人員也將實現(xiàn)轉型發(fā)展，進而更好地履行預報、服務等職能。

參考文獻

[1] 伍光勝，敖振浪，李源鴻，等.大型自動氣象監(jiān)測網(wǎng)及數(shù)據(jù)采集中心的設計及應用[J].氣象，2010（3）：89–90.

[2] 張奎松，鄒士鋒，顏秉芝，等.區(qū)域氣象自動觀測站的管理與維護[J].寧夏農林科技，2012（9）：112–113.

[3] 張雪芬，薛紅喜，孫涵，等.自動農業(yè)氣象觀測系統(tǒng)功能與設計[J].應用氣象學報，2012（1）：145–146.

責任編輯：黃艷飛