影響自動氣象站數據觀測質量的因素分析及質量控制

黃陽霞，李躍宏

（廈門市氣象局氣象災害與防御技術中心，福建 廈門 361012）

近些年來，隨著氣象觀測技術的快速更新與發展，新型自動氣象站在氣象觀測業務工作中得到廣泛普及與應用，不僅大大提升了氣象觀測能力與服務能力，還為做好防災減災與氣象預報服務工作提供了準確的數據支撐。然而，在實際工作當中，受到儀器設備、人為、環境等多種因素的影響導致新型自動氣象站數據觀測極易出現異常或缺測等現象，嚴重影響了氣象觀測數據質量。如何提高自動氣象站數據觀測質量成為氣象工作者普遍關心的熱點問題。作為氣象觀測工作人員，必須及時查找影響新型自動氣象站數據觀測質量的關鍵因素，并積極探索科學、有效的質量控制對策，對于提高氣象觀測數據的準確性與完整性等具有重要意義。

1 新型自動氣象站的系統結構

DZZ5新型自動氣象站作為一種自動觀測氣象要素的現代化觀測系統，主要包括硬件與軟件兩大重要組成部分，其中軟件由業務軟件和嵌入式軟件兩部分組成，硬件由供電系統、采集系統、傳感器系統與通訊系統四大部分組成。DZZ5新型自動氣象站在實際運行過程中，供電系統主要為自動氣象站的正常運行提供用電需求；采集系統負責所有氣象要素數據的收集、儲存、分析與運算等一系列工作；傳感器系統以不同觀測需要為依據為其配置相對應的傳感器，并對相應的氣象要素進行測量；通信系統的主要功能在于將采集核心處理后的數據傳輸至計算機。

2 影響自動氣象站數據觀測質量的因素分析

2.1 觀測站環境因素

自DZZ5新型自動氣象站投入使用以來，眾多新型的氣象觀測儀器設備在地面測報領域得到廣泛應用。由于大多數氣象觀測儀器設備均由智能化的電子元器件組成，其自身具有較強的敏感性，極易受到外界因素的影響，進而嚴重影響到氣象觀測數據質量。另外，城市化的快速發展，使氣象觀測設施設備與測報環境遭到一定程度的破壞，導致部分影響嚴重的新型自動氣象站不得不進行遷站，進而嚴重影響了氣象觀測數據的完整性與連續性。除此之外，雷電等天氣現象發生時將會產生一定量的電磁脈沖，不僅會導致觀測儀器的性能顯著下降，嚴重影響到氣象觀測數據的準確性。甚至還會損壞氣象觀測儀器設備，進而導致無法順利開展氣象觀測工作。

2.2 硬件設備發生故障

新型自動氣象站硬件設備的安全、正常運行是確保順利開展氣象觀測工作的一項重要前提條件，一旦硬件設備發生故障必然會嚴重影響到氣象觀測數據質量。當通信線路發生故障將會導致無法正常通信與傳統采集到的數據；業務計算機發生故障時將會對采集數據的存儲產生嚴重影響。另外，自動氣象站設備往往位于持續不間斷運行狀態，持續長時間使用過程中其自身的性能將會顯著下降，而且工作強度過大將會導致設備極易發生故障，進而導致氣象觀測數據出現異常或缺測，嚴重影響了氣象觀測數據的準確性。

2.3 自動站儀器維護不夠規范

在氣象觀測工作當中，如果工作人員未能定期做好各儀器設備的維護工作，也將會嚴重影響到新型自動氣象站數據觀測質量。就放置在近地面層的氣象觀測儀器設備而言，暴雨過程發生后，裸露在外的感應器元件的表面極易覆蓋上泥土，一旦雨水進入到深層地溫套管內，往往會將地溫變化規律打破，最終導致地溫觀測數據發生異常或缺測。另外，就雨量傳感器而言，一旦蜘蛛網、小蟲等雜物堵塞雨量筒盛水器，往往會引起滯后降水，進而導致雨量觀測數據與實際雨量存在著一定的差異。因此，氣象觀測人員必須做好各儀器設備的日常維護工作，以提升氣象觀測數據質量。

2.4 氣象觀測人員的業務能力不強

自新型自動氣象站投入使用以來，大部分地面氣象觀測業務均實現了自動化操作，同時也針對氣象觀測人員的業務水平與操作能力提出了嚴格要求。然而，在實際工作當中部分氣象觀測人員未能熟練掌握新型氣象觀測儀器的操作，再加上氣象觀測人員的自學能力不強，且培訓機會較少，進而導致現有氣象觀測工作人員的專業技能水平不高，未能全面掌握儀器操作流程、且缺乏氣象要素數據分析能力與故障應急處理能力，必然會對新型自動氣象站數據觀測質量產生嚴重影響。

3 自動氣象站數據觀測質量控制對策

3.1 優化觀測站的環境

在選擇新型自動氣象站站址時，應當提前針對所選區域開展可行性調研評估工作，盡可能選擇溫濕度與太陽輻射條件比較適宜且電磁干擾較弱的地區建設新型自動氣象站，在此過程中還要嚴格做好相關技術監督工作。另外，氣象部門還可以建設天氣校準站，對比城鎮與其周圍的氣象數據，以期能夠為氣象臺建設提供最為合適的場所，以保障新型自動氣象站各氣象要素數據觀測的準確性。

3.2 制定完善的規章制度

氣象部門應當制定與完善業務規章制度，且嚴格按照各項規章制度開展相關業務工作，以確保氣象觀測業務的規范性。另外，還要制定科學的值班制度，并對其進行嚴格執行。明確指出觀測人員在值班期間不得擅自脫離工作崗位，必須時刻對天氣狀況進行嚴密監測；還要建立有效的監督管理機制，全方位監督與管理工作人員的操作行為，確保測報工作人員能夠嚴格按照相關規范要求規范開展各項業務工作，既能夠減少違規操作現象，還能大大降低錯情率。

3.3 做好新型自動氣象站各儀器設備的日常維護工作

氣象觀測工作人員應當定期做好新型自動氣象站各儀器設備的維修維護工作，以確保各儀器設備始終位于正常運行狀態。主要包括以下幾點：（1）定期對新型自動氣象站的供電系統、采集系統、傳感器等的運行狀態進行檢查，一旦發現異常應當第一時間進行解決處理；（2）定期做好新型自動氣象站各儀器設備的清潔與保養工作，以避免雜物影響到氣象觀測數據質量；（3）雷雨頻發季節及時檢查氣象臺站的防雷裝置，以充分發揮防雷裝置的作用，并保護氣象觀測儀器設備免受雷電災害的襲擊；（4）禁止在業務計算機上安裝與工作無關的應用及程序，定期還要對業務計算機進行升級與病毒查殺，既能夠確保業務計算機位于安全運行狀態，還能為提升新型自動氣象站數據觀測質量提供一定的保障。

3.4 強化業務培訓，提高工作人員的業務技能

首先，氣象部門應當積極從高等院校引進氣象專業的優秀畢業生，以充實氣象觀測隊伍；其次，氣象部門還應當定期組織工作人員參加業務知識學習活動，使氣象觀測人員能夠熟練掌握氣象觀測業務理論知識與操作流程。除此之外，氣象部門還可以定期開展業務技能培訓與實踐演練活動，并邀請氣象專家為氣象觀測人員提供指導，不僅能夠提高氣象觀測工作人員的業務技能，還能實現新型自動氣象站數據觀測質量的顯著提升。