新型自動氣象站觀測數據缺測的原因分析及應對處理

李坦 吳思雁

摘要：隨著科學技術的飛速發展，我國氣象事業突飛猛進，與此同時新型自動氣象站在氣象觀測領域得到廣泛普及與應用。本文結合湖南省岳陽市新型自動氣象站的實際運行狀況，首先針對新型自動氣象站進行概述，后重點研究了新型自動氣象站觀測數據缺測的原因及應對處理措施，并在此基礎上提出提高氣象觀測數據質量的幾點建議，僅供參考。

關鍵詞：氣象觀測;新型自動氣象站;缺測;原因;應對處理

引言

岳陽市位于湖南東北部地區，介于東經112°18′31″～114°09′06″及北緯28°25′33″～29°51′00″之間，境內地形復雜多樣，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氣候區，表現出四季分明、溫暖濕潤、降水充沛、熱量豐富等特點。自新型自動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強度，還使地面氣象觀測的工作效率與質量實現了顯著提升。但是在新型自動氣象站運行過程中，極易出現降水量、蒸發量、風向風速等氣象觀測數據缺測等現象，進而導致氣象觀測數據的可靠性與完整性水平顯著降低。基于此，本文重點探討了新型自動氣象站觀測數據缺測的原因及應對處理措施，以期能夠為提高氣象觀測數據質量提供一定的借鑒與參考。

1新型自動氣象站概況

新型自動氣象站是一種能夠自動觀測與存儲氣象要素數據的設備，主要依據國家標準開放技術路線進行設計。新型自動氣象站通常由硬件系統和軟件系統兩大部分組成，其中前者包括供電系統、通訊系統、傳感器與采集器等幾大部分，而后者主要包括業務軟件與嵌入式軟件兩大組成部分。業務軟件主要負責對新型自動氣象站的實際運行狀態進行實時監控，對各氣象要素數據進行采集與處理，而且還要定時對各種氣象數據資料信息進行上傳;而嵌入式系統軟件主要用于對嵌入式系統及外部設備的運行進行管理。

2新型自動氣象站觀測數據缺測的原因分析

2.1環境因素

通常情況下，地面氣象觀測工作會使用眾多觀測儀器設備，而大多數氣象觀測設備的集成度較高，極易受到外界環境因素的影響與干擾。一旦氣象觀測場周圍存在有電磁場，則極易導致氣象觀測數據出現缺測，其中以地溫數據缺測出現頻率最高。另外，自動氣象站附近的小氣候環境及其所在區域內的溫濕度、日照等氣象要素一旦發生變化也極易導致氣象觀測數據出現缺測。

2.2硬件設備故障

氣象觀測儀器設備的性能不佳也是導致氣象觀測數據缺測的一項重要因素。當數據線使用時間較長而斷裂、數據線與傳感器之間的連接口出現松動、采集器供電電壓異常、網絡故障等都會導致氣象觀測數據出現缺測，而且以上由氣象觀測儀器性能導致的氣象觀測數據缺測現象具有較強的隱蔽性，難以及時發現。因此，必須安排專業的工作人員逐一對其進行檢查后確定。

2.3儀器設備的不正當維護

就氣象觀測站的近地面觀測設備而言，強降雨天氣過程發生之后，泥土極易覆蓋在地面裸露的感應器上，進而導致感應器的表面不光潔，最終導致氣象觀測數據出現異常甚至缺測。一旦深層地溫套管內出現積水還會破壞地溫數據的變化規律。就外部安裝有保護罩的氣象觀測儀器設備而言，當雨水浸入到其內部后也會對氣象觀測數據的準確性產生嚴重影響。當直接使用清水對百葉箱進行沖洗也極易導致溫濕度觀測數據出現異常。由此可見，做好氣象觀測儀器設備的日常維護工作尤為重要，一旦儀器設備維護不當也極易導致氣象觀測數據出現缺測。

3新型自動氣象站觀測數據缺測問題的應對處理

3.1日極值記錄缺測及處理

在實際的氣象觀測工作當中，一旦極值出現問題將必然會影響到日極值的挑選，因此應當對這一時間段的日極值按照缺測處理。如果經過分析得出該日極值未出現在異常時間段內，則應當從其他正常的時次范圍中對該日的日極值進行挑選;如果無法準確判斷該日極值是否位于異常時間段內，則應當從人工觀測數據、自記紙當中挑選日極值，若日極值選自人工觀測數據或自記紙，則應當對極值出現時間按照缺測處理。如果人工觀測與自動觀測的極值保持一致，則極值出現時間應當以自動觀測記錄的時間為準;若氣象臺站不存在人工觀測記錄，則應當從自動氣象站現有的極值當中對日極值進行挑選。如果全天的自動觀測記錄均缺測，則地面、草面最低與最高溫度應當按照缺測處理，除此之外其他氣象觀測要素的極值應當從人工補測的定時觀測記錄當中挑選。

3.2降水量數據缺測及處理

在實際的地面氣象觀測工作當中，若未發生降水天氣現象而氣象觀測人員卻發現有降水記錄，應當將這一時次內所有的小時與分鐘降水量數據刪除，并在與“時降水量”相對應的單元格當中輸入“——”，而且還要選中該時段內的所有分鐘降水量數據同時輸入“——”，除此之外，還要將相關記錄詳細標注在值班日記當中。若降水天氣結束之后依然出現有降水量數據，且降水時間在2h以內，降水量位于0.1～0.3mm之間，則判斷其為滯后降水。若傳感器故障是導致出現滯后降水的主要原因，則應當對這一時次“時降水量”與滯后降水量數據的差值進行計算，之后再刪除分鐘降水量表格當中的滯后降水，在完成質量控制之后先保存再退出。將降水停止時次相對應的數據選中，將滯后降水量累加到“時降水量”與“分鐘降水量”降雨結束的那分鐘內，否則應當直接刪除滯后降水。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在夜間（20時至08時），由于無法準確地對出現滯后降水的時間進行判斷，因此可以依正常情況進行處理，并在值班日記當中做好備注。

4提高氣象觀測數據質量的幾點建議

4.1健全業務規章制度

為提升氣象臺站氣象觀測數據質量，氣象臺站應當針對各氣象業務建立完善的規章制度，并確保氣象觀測工作人員嚴格按照規章制度開展各項業務操作，并嚴禁在工作期間從事與工作無關的事情。另外，還應當建立健全監督機制，針對違規違章操作的行為加大懲治力度，不僅能夠規范氣象觀測工作人員的實踐操作，還能促進氣象觀測業務實現健康、快速發展。

4.2強化業務培訓

自新型自動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量，同時也降低了觀測人員的工作強度，并為其日常學習提供了一定的時間。氣象觀測人員應當充分利用空閑時間強化自身業務理論知識的學習與掌握，以熟練掌握各氣象觀測儀器設備的工作原理、實踐操作、常見故障處理等。另外，氣象部門也應當定期組織工作人員參加業務培訓，以提升氣象觀測人員的業務技能與水平，以期能夠為大幅提升氣象觀測質量奠定堅實的基礎。

4.3做好自動站儀器設備的維護工作

做好新型自動氣象站氣象觀測儀器設備的日常維護工作也是提升氣象觀測數據質量的關鍵。例如在強降雨天氣發生之后應當第一時間對采集器的運行狀況進行檢查，同時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。就當天記錄的氣象觀測要素數據而言，應當認真對其完整性和準確性進行核對。另外，氣象觀測人員還應當提前做好各觀測數據的備份工作，以避免突發狀況發生時導致數據丟失，進而嚴重影響氣象觀測數據質量。

參考文獻：

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