影響地面氣象觀測數據文件質量的因素及對策

林奕平，黃順幫，葉麗文，周立清

（1.新豐縣氣象局，廣東韶關 511100；2.江門市新會區氣象局，廣東江門 529000）

伴隨著科技的持續發展，更多的先進儀器被廣泛運用于地面氣象觀測工作中，地面氣象觀測無論是在技術方面還是在觀測方法方面均獲得了巨大的進步。地面氣象觀測是氣象服務高效開展的關鍵保證。日常工作中，經常會出現資料不精準、觀測不及時的現象，如何處理這些問題，提高地面氣象觀測數據文件質量，是氣象部門重點關注的問題。

1 地面氣象觀測定義

地面氣象觀測主要是運用儀器對地面的大氣情況進行觀測，即通過地面觀測平臺，應用氣象觀測儀器、設備和相關技術對天氣情況進行測量。其觀測內容包括降水量、氣壓和空氣溫度等。

2 地面氣象觀測數據文件質量控制順序

對地面氣象觀測資料進行質量控制時，一般的順序為格式檢查、缺測檢查、界限值檢查、主要變化范圍檢查、內部一致性檢查、時間一致性檢查、空間一致性檢查、質量控制綜合分析及數據質量標識［1］。1）格式檢查，對數據的結構及長度進行檢查。2）缺測檢查，確定缺測的數據不再進行其他檢查。3）界限值檢查，包括值域檢查和氣候學界限值檢查，超出范圍標為錯誤。4）主要變化范圍檢查，在指定地域和時域范圍內，超出要素主要變化范圍的數據標為可疑，需進一步檢查。5）內部一致性檢查，未通過的數據標為可疑。6）時間一致性檢驗，未通過的數據標為可疑［2］。7）空間一致性檢驗，利用被檢站周圍的自動氣象站來判斷被檢站數據的準確性。8）未通過標為可疑（技術不成熟的條件下，只用對溫度進行空間一致性檢查）。9）質量控制綜合分析，對所有可疑資料進行綜合分析判定數據正確與否。10）數據質量標識，臺站數據量通常較大，地面氣象觀測數據文件的質量控制依據《地面氣象觀測數據簿表格式》《地面氣象觀測規范》及相關技術規定。

在質控過程中，可根據地面氣象觀測資料類別和用戶需求的差異對上述環節進行刪減。

3 地面氣象觀測數據文件質量的干擾因素

3.1 觀測儀器設備

地面氣象觀測工作開展中，直接影響觀測數據精準性和完整性的因素是觀測儀器設備的穩定性，并最終干擾到地面氣象觀測數據文件質量。以深層地溫傳感器為例，傳感器性能不穩定，則會影響觀測到的低溫數據，使其產生間斷性跳躍現象，對低溫數據精準性造成影響，為保障地溫觀測數據能夠盡快恢復正常，應及時更換深層地溫傳感器［3］。1）臺站外部數據線纜產生開裂及破損情況；2）連接采集器與深層地溫傳感器之間的線纜接口產生生銹或松動現象；3）臺站網絡不正常干擾氣象觀測數據資料的傳輸，這些都會對地面觀測數據文件質量造成直接或間接的影響。由于儀器設備不穩定導致的數據不正常現象，在短時間內，相關人員很難探尋出問題的根源，需要進行逐一排查。

3.2 自動氣象站選址

自動氣象站的選址科學性也會干擾到地面氣象觀測數據文件質量，需依據實際觀測資料，考量臺站的安裝是否會對地面氣象觀測數據文件質量造成干擾。在選址期間，應保障臺站周邊空曠，沒有高大的建筑物和樹木，以防小氣候環境變換干擾到地面氣象觀測數據文件質量。

3.3 外界環境

近年來，雷電、閃電、大風、冰雹、高溫、大雪及大雨等極端災害性天氣的出現增加了地面氣象貫徹業務的難度。目前，氣象站的各種觀測儀器非常敏感，如果遇到復雜的觀測環境，通常會在自動站的氣象要素觀測中造成不穩定或異常偏差，從而導致地面氣象觀測數據異常。尤其是雷電災害是影響氣象站的氣象觀測數據文件最大的因素，不僅會損壞自動氣象站的電源系統，還會影響地面氣象觀測數據的收集和傳輸。與此同時，其也可能因雷擊而引起觀察儀器和設備的損壞，以致自動站無法對各種氣象要素進行常規的觀測服務，從而對地面氣象觀測數據文件的質量造成嚴重影響。

3.4 網絡運行故障

新的自動氣象站對氣象要素觀測數據的實時監測需要通過通信網絡進行，網絡運行的穩定性通常直接影響地面氣象觀測數據文件的質量。通常情況下，通信網絡不會產生異常現象，但如果受到人為破壞或強對流天氣（如雷暴、強風等）的影響，則通信線路可能會中斷，并不能正常收集或上傳實時獲取氣象要素數據。

4 地面氣象觀測數據文件質量的提升對策

4.1 構建完善的規章制度

依據地面觀測工作性質，采用合理手段對地面氣象觀測工作制定規章制度，并嚴格執行。1）不同區域之間氣象觀測流程存在很多不同之處，不同臺站均有專屬的氣象觀測流程，應統一地面氣象觀測流程，進而實現地面氣象觀測數據文件質量的提升［4］。2）測報人員管理方面，應制定獎懲機制并嚴格落實，以減少或避免測報人員工作中不認真及懈怠的情況。獎勵測報工作中表現優秀和作出突出貢獻的工作人員，處罰并口頭警告在測報工作中表現不積極、粗心大意或工作中造成重大損失的工作人員，以此激發測報工作人員的工作熱情，提升地面氣象觀測數據文件質量。

4.2 強化網絡運行監控與管理

地面氣象觀測工作中，監控與短信報警系統得到普及運用，基本可實時監控各個觀測儀器設備，當觀測儀器設備異常時，可通過短信報警方式通知工作人員［5］。監控軟件需24 h 持續運行，當各個傳感器及網絡運行產生故障均會發出短信報警提示，管理者應將網絡運行監管工作做好，以便快速處理產生的故障，順利開展地面氣象觀測工作，保障獲取的數據具備準確性，提升地面氣象觀測數據文件質量。

4.3 強化儀器設備的維護管理

做好觀測儀器設備的日常維護管理工作。1）定期檢查觀測儀器設備［6］，避免損壞，嚴格按照相關規范的要求執行儀器設備的清洗保養，確保儀器設備正常運行；2）做好觀測儀器設備的防雷安全防護工作，定期檢測防雷裝置［7］；3）做好業務計算機的日常維護工作，禁止在業務計算機上安裝與地面測報工作無關的軟件或應用程序，禁止隨意將外部U 盤插入業務計算機。計算機上應安裝防病毒軟件，并定期更新，避免木馬等病毒的入侵，保證業務計算機系統的安全水平，以保證地面氣象觀測工作的順利開展，提高地面氣象觀測數據文件質量。

4.4 加強自動氣象站的監控管理工作

氣象部門還應完善網絡監測平臺，要求觀測員加強數據監測管理工作，以此加強地面氣象觀測數據文件的質量控制。特別是要做好對觀測數據的實時監控，在第一時間發現網絡故障或數據異常，迅速分析判斷異常，并采取相應措施及時處理。如果遇到困難和無法解決的故障，請立即向相關上級部門報告以尋求幫助。在處理故障之前，可以用備用站數據代替，以減少觀測數據的丟失率，并確保地面氣象觀測數據文件的準確性和完整性，提高地面氣象觀測數據文件的質量

5 結語

隨著人們生活質量的提升，對地面氣象觀測數據的要求也逐漸提高，因此，在地面氣象觀測實際工作中，需加快制定相關規章制度，強化儀器設備的維護管理，加強人員培訓工作，增強人員業務技能等，來提升地面氣象觀測數據文件質量，進而高效開展地面氣象觀測工作。