業務改革后地面氣象測報中數據異常的分析及處理

張 園 劉 凱

（內蒙古自治區準格爾旗氣象局，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

隨著科技的發展，計算機技術與自動化處理技術都開始被運用到氣象觀測工作中，極大地提升了氣象觀測效率，但觀測受到多種內外因素的影響，仍舊難以杜絕數據異常情況，基于此，本文對地面測報中數據異常的處理進行了簡要分析。

1.地面氣象測報概述

在氣象站工作中，地面氣象數據的觀測和發布是十分基礎的工作，在氣象觀測結構中，地面氣象觀測又是重要組成部分。地面氣象觀測事實上也是最早被廣泛應用的氣象觀測形式，在沒有更為專業的氣象數據測量儀器之前，地面氣象觀測只通過云和風的變化推測溫度、濕度等信息，進而判定天氣的變化情況，隨后開始發展出地面氣象的觀測網絡，在信息網絡通信技術的幫助下構建出成熟的臺站網，后續又在新技術的融入下，地面氣象觀測工作也趨向于自動化發展，其測報的專業水平也更高。目前，在先進技術的推動下，我國氣象觀測業務也出現了重大改革，但改革后仍舊會出現數據異常情況，像是部分測得數據錯誤，對業務改革后數據異常情況加以分析并得到解決對策，有利于提升氣象觀測工作水平，推動氣象站觀測事業更好地發展。

2.地面氣象測報中數據異常的影響因素

地面氣象測報工作中，由于氣象變化具有不確定性，導致測量數據異常的影響因素也較多，具體可劃分為以下四種。一是環境影響因素致使其測量數據出現異常狀況，當前的新型自動氣象站還是很容易受到環境因素影響的，像是站點所處區域的太陽輻射情況、溫度情況、濕度情況以及電磁干擾水平等，都會導致地面氣象測報數據的準確度受到影響，因而在推進氣象站地面數據測量工作運行時，也要綜合考慮環境因素的影響，盡可能確保氣象測報工作的穩步推進；二是硬件設施故障或性能下降導致數據出現異常情況，在地面氣象數據采集時，主要會依靠采集器設備，該設備發生損壞或性能下降，就容易導致數據缺測情況出現，或是發生數據無法顯示的狀況，除此之外，通信線路損壞、電源裝置故障以及計算機設備的故障也會影響到數據采集與正常顯示，都需格外注意；三是系統內部軟件問題因素導致數據出現異常，相關測報工作的實現也依賴于專業測報軟件，而若是軟件本身的參數設定不合理，或是被病毒入侵而出現軟件被破壞情況，就會影響到數據的完整測得，影響到最終數據的分析工作；四是測報人員素質的影響，許多地面氣象測報數據異常情況都是由測報人員本身業務素質不高導致，像是人員未按照規定開展巡視檢查工作，在日常設備維護管理時出現操作不當狀況，對于要求備份的數據沒有完成任務或是對采集器設備沒有及時進行復位，則其測得的數據就會異常，導致地面氣象測報工作質量下降。

3.實施業務改革后的地面氣象測報數據異常分析與處理

3.1 停止降水后自動氣象站仍進行降水記錄的異常與處理

業務改革之后，臺站的測報軟件及系統可能會出現的異常問題較多，其中頗為常見的問題就是外部停止降水后，降水觀測儀器仍有降水量出現，導致測得的降水數據不準確。例如，這種情況是典型的降水傳感器運行使用滯后問題，在某次降水過程中，降水傳感器在降水停止后的兩個小時左右，仍舊會出現降水的相關數據記錄，這些數據差值如果在0.3mm之內，也會被算入到降水期間末小時降水量當中，確保觀測到的降水量數據能夠完整，而工作人員需要將該記錄文件中的降水量實際數值修正，生成一個新的文件，便于后續使用。但是在實際開展工程過程中，常會遇到觀測記錄與實際降水量出現偏差的情況，具體來說主要包含了兩點。一是滯后降水，一般來說，若測報的傳感器裝置翻斗結構中存在部分剩余雨水，則在進行降水記錄時會呈現出0.1-0.3毫米左右的降水數據，若是這類降水記錄出現在停止降水兩小時內的任一時間段，則進行數據的逐日分析維護時，要將該記錄累計加到對應末小時降水量的時間段當中。若是降水記錄出現在停止降水后的2-3小時時間段或者更久的時間段，則不需要進行數據累加，應當將該記錄部分的數據刪除。若是夜間出現該情況，則不需要修改新建立的文件，保持原本的數據記錄即可，針對夜間降水的情況，假設夜間八到九點時降水已經停止且沒有相關數據記錄，則傳感器產生的偏差降水記錄應當累計加入夜間七到八點的時間段內。二是維護不力造成的降水記錄情況，有時也可能是雨量測報的相關傳感器裝置由于維護工作不到位出現了故障問題，致使降雨量數據出現偏差，遇到這種情況時，需要對雨量測報的相關傳感器裝置進行檢查，比如說使用萬用表來連接裝置的輸出端并進行檢查測，在傳感器當中注入一定的水，觀察萬用表的變化，判斷傳感器元部件是否發生故障。

3.2 數據記錄超標及雨量記錄故障的異常與處理

在進行地面氣象測報工作時，可能會出現數據記錄超標或雨量記錄故障情況，一般是相關自動記錄儀器發生故障，對其采取的處理手段為，先使用人工雨量對實際雨量進行替代，在此過程中也會遇到之前的雨量被人工雨量所替代的情況，若是直接對降雨量數值進行修正，可能會出現整點時氣象數據不準確問題，一般會超過極大值，這種狀態下，即使是使用地面氣象觀測軟件也很難做到降雨量數值的準確記錄以及處理，借助于人工干預的手段也難達到目的。因此，相關工作人員需要將情況上報給上級部門，通過其氣象觀測的相關審核程序，從而調節降雨量數據的最大值，也保證降雨量數值可以被地面氣象觀測軟件更為完整地處理。在實際降雨發生時，若是運用人工雨量的方式將小時降雨量完全替代，則需要保證數據系統當中輸入的相關測量數據絕對準確，確保氣象測報的各項設備都能夠良好運行。

3.3 重要天氣報發報的異常與處理

地面氣象測報工作實施過程中，若重要天氣情況出現在夜間，比如夜間出現龍卷風天氣以及冰雹天氣等，最開始對天氣情況進行精準判斷時，地面氣象測報站點的工作人員一定要保持專業性，按照相關規定實施編發處理重要天氣情況信息。一般來說，這些重要天氣需要在實際發生后的前十分鐘之內觀測獲得并發報，但若是發報的標準時間已經到達或是超過，則應當判斷是否達到續報告標準，若是達到標準可單獨發出一次續報，公布重要天氣情況；另一種情況是8時、14時、20時正點前三十分鐘內通過觀測獲得冰雹重要天氣信息，可以將其合并在整點報里發送。

3.4 保存文件和實際觀測結果不一致的異常與處理

地面氣象測報實施時，當天測得的氣象要素數據結果都會自動保存，同時在正點時刻中可以運用觀測系統將數據傳輸到信息中心，信息中心會做好測得數據的統一處理及保管。但需注意的是，相關的測報軟件運行可能會出現保存文件與實際測得數據不一致情況，數據的保存也就失去意義。出現這種異常情況的原因可能是保存時誤將以往文件保存，直接影響到地面氣象觀測的效率與質量，為了解決該項問題，可安排計算機維修的專業人才來調整計算機系統，必要時也可直接安裝，避免出現文件保存不當情況。

3.5 數據采集及顯示方面的故障異常與處理

地面氣象測報系統主要是采集氣象要素數據，再分析數據獲得氣象情況并進行公布。而實際采集時可能會出現時間上的錯亂問題，導致采集數據出現異常，一般在采集器的屏幕中顯示的終端數據獲取是正常的，可是將數據寫入以及“實時數據監控”模塊中卻無法顯示出來，出現故障問題。該類型問題產生的原因在于進行采集數據寫入及“實時數據監控”模塊刷新之前，沒有進行返回值時間格式的有效檢查，因此，對其處理時需保證做到檢查返回值時間格式，若發現了格式錯誤，要將分析時刻內的所有觀測數據修正，按照缺測情況來調整。若是“實時數據監控”模塊界面進行了重新刷新，而此時數據寫入到分鐘數據文件或是正點文件時仍舊有異常情況，但要求中必須要寫入RTD文件，這個時間的基準應當為計算機系統本身時間，要解決異常情況，可以對采集器的軟件進行關閉重啟，校正計算機系統時間與采集器的時間，與此同時，ISOS軟件（自動氣象站監控軟件）也要校正重啟。

3.6 強降水氣象導致深層地溫記錄出現突變的異常與處理

在部分地區，夏季或秋季可能會出現強降水天氣，這類特殊天氣會直接導致深層地溫發生突變。一般是先出現了強降水現象，這時的深層地溫還不夠高，但當達到某個時間段后，深層地溫就會出現大幅度提高，像是一個小時內直接提高2℃，這種溫度升高會持續很久，長則幾天，之后溫度再逐漸下降到原本的溫度值，正常的地溫變化波動都是在0.1-0.3℃之內，但強降水發生時，深層地溫的變動才會異常，這可能是由于季節溫度高特點，強降水加持下，促進地表溫度傳導進深層地層，致使溫度急增，這種情況導致的地溫數據異常是對地溫情況的真實反映，因此數據處理按照正常流程即可，但也不排除相應測量及分析儀器故障導致數據異常，因此也要對儀器設備進行嚴格檢查。

4.保證地面氣象測報工作質量的措施

4.1 避免數據收集出現錯誤

要保證地面氣象測報工作的質量較好，采集數據的準確性與完整性是關鍵，因此，要把握系統的數據收集運行，避免出現錯誤問題。例如，技術人員加強對數據采集中分鐘數據的質量把控，在整點發報之前，先將準確結果報告給站臺值班人員，避免錯誤數據被公布，預控數據質量。還要利用網頁服務的開放式體系進一步規范信息接口，方便于其他系統對信息實施調用。對天氣現象信息進行實時更新時，要做到隨時與氣象局值班人員維持聯系，及時了解外部天氣的具體變化情況，若有必要，可以運用衛星云圖手段或氣象雷達回撥圖像手段來傳遞實時天氣信息，為人們的生產及生活提供更優質氣象服務。

4.2 做好相關儀器設備的維護工作

在實施業務改革之后，新型自動氣象站地面氣象測報使用的重要儀器設備主要是采集設備，要保證測報質量還需做好儀器設備的維護工作，保證設備的高效、穩定運行，確保測得數據的可靠性。為此，自動站可以安排專業人員定期對采集器設備進行全面檢查，比如說一月一次檢查，排除設備的故障隱患，通常可根據采集器指示燈結構來判斷是否發生故障情況，還有仔細檢查正點觀測的數據值，將計算機系統時間與采集器時間進行對照，保證其一致性，每個星期都應進行一次計算機設備重啟以及采集器軟件的重啟，可保證運行性能更加良好。此外，地溫傳感器裝置由于安裝在地下，很容易受到季節性降水氣候的影響，因而要確認該裝置性能穩定，定期進行檢查，確保外露纜線的絕緣層未受到破壞，地溫支架也要保證狀態良好，尤其是當天氣出現異常時，要查看按照地溫傳感器裝置的地塊是否發生板結，以保證傳感器可以發揮出良好觀測功能，切實滿足地面氣象測報工作的需要。

4.3 注重對時工作

為了避免計算機系統與氣象站采集器時間出現不一致情況，還需注重開展對時工作，在進行地面氣象觀測過程中，基于北京時間，做好氣象臺站計算機與自動采集器的內部時間對時，保證都與北京時間相同，兩者即能夠實現同步。當前的氣象站當中都具有這自動對時軟件，其精確度較高，但為了保證對時準確，還要定期進行維護，為實際測報工作奠定良好基礎。

4.4 提升自動氣象站人員的綜合素質

自動氣象站工作的質量與技術人員素養有著密切聯系，其想要實現高效、穩定的氣象測報，還需提升自動氣象站人員的綜合素質。例如，以保證新型自動站運行性能穩定為目標，組織開展在職技術人員的培訓工作，培訓內容劃分為理論和實踐兩部分，還有對技術人員進行考核，確保其素質達標，全體人員都要具備較高素養，加大崗位競爭的推動力度、采取擇優任職的手段，這樣也能夠保證自動氣象站的人才能夠發揮出特長，還要培養人員的責任心與職業道德水平，增強地面氣象測報數據處理的嚴謹性，減少運行中的故障問題，全面提升工作質量與效率。除此之外，還要全面健全監督機制，制定完善的規范標準及規章制度，確保自動站工作人員嚴格遵循，對相應的業務監督還可采用抽查手段，有效避免違規行為的出現。

5.結論

綜上所述，地面氣象測報業務在實施了改革之后，趨向于自動化、高效化方向發展，其測報質量有所提升，效率也進一步提高，但仍舊存在測報的數據異常問題，影響數據的因素包括環境、人員素質、設備及軟件情況等。由本文分析可知，業務改革后的地面氣象測報數據異常情況類型包括：停止降水后自動氣象站仍進行降水記錄的異常、數據記錄超標及雨量記錄故障的異常與處理、重要天氣報發報的異常與處理、實際保存文件和實際觀測結果不一致的異常等。針對不同的異常問題需采取科學手段，保證氣象站工作的穩定運行。