新型自动气象站观测数据异常分析处理

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关键词：新型自动气象站异常数据分析处理建议

引言

随着科学技术的进步，我国气象观测现代化工作取得了显著发展。在气象领域中新型自动气象站发挥着十分重要的作用，可以对各个传感器检测到的气象要素数据进行分析和处理，地面气象观测数据质量的高低直接影响气象台站服务质量。郫都区地处川西平原腹心地带，介于东经103°42'-104°2'，北纬30°43'-30°52'之间，位于成都市西北近郊，地势由西北到东南逐步下降。郫都区气候宜人，属亚热带季风性湿润气候，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛。年全年风向频率以东南风最多，具有春早、夏长、秋雨、冬暖、无霜期长、雨量充沛、冬季多雾、日照偏少和四季分明的特点。自郫都区气象局投入使用新型自动气象站以来，在很大程度上推动了气象现代化的发展步伐，再加上地面气象测报工作的改革调整，使得测报工作效率和测报业务质量均有大幅度增强。但是，在新型自动气象站运行过程中经常会有观测数据异常的情况，不利于地面测报工作的顺利开展。一旦发现观测数据异常，就需要借助于人工的方式来排除新型自动气象站出现的故障和异常数据问题，确保观测数据的准确性和真实性水平，为气象服务工作提供科学依据。

1、新型自动气象站概况

新型自动气象站主要有四部分组成，分别为采集器、传感器、电源和通讯接口。新型自动气象站主要使用了当前最为先进的电子信息自动化技术成果，其主要特点是易于维护、自动化水平高、高精确度、可扩展，可以对气温、降水量、风向风速、气压、地温等数据进行采集，观测到的气象要素数据可以精确到每分钟。业务人员可以结合监测数据文件信息判断新型自动气象站是否出现故障或数据异常，降低了测报人员的工作强度。

2、新型自动气象站常见观测数据异常分析处理

2.1分钟降水量与小时降水量不一致

降水量在地面气象自动监测仪器上的参数设置是“有：自动”，在对降水量进行观测的过程中，通常会遇到分钟降水量和小时降水量数据不一致的情况，也就是在地面气象自动监控软件中有分钟降水量数据显示，但是却不能显示小时降水量数据，需要观测人员及时对小时降水量数据采取质量控制，否则会造成分钟降水量和小时降水量出现累积不相等的情况，最终会对地面测报质量产生影响。若小时内的分钟降水量数据出现缺测，应第一时间判断该时间段内是否有降水天气出现，随后使用科学合理的方式对异常分钟数据进行处理。对于可以准确判断该时间段内没有降水天气出现的，可以直接将缺测数据清除，并根据无降水天气现象处理；若该时间段内有降水天气，可以选用台站内的备份数据替代缺测的分钟数据。在地面气象测报工作中，为了确保正点时刻的测报软件可以正常采集气象要素数据信息，禁止台站内的业务人员在接近正点时刻对业务计算机进行其他操作。

2.2降水过程中深层地温记录突变

郫都区年内降水主要在夏季集中，且夏季的气温相对较高，很容易导致深层地温记录发生突变，其主要表现方式是降水天气持续几天后，深层地温会以2℃/h的速度上升，这种情况维持一段时间后地温数据才能逐渐恢复正常。对于距离土壤表面80~320cm的地温不会有太大的变化，其造成的影响可不予以考虑。因夏季外界气温上升，再加上强降水天气的出现，地表温度会迅速增加，短时间内地表热量很难散发，需要不断下传，导致深层地温出现突变。实际上，深层地温这种变化属正常情况，根据正常情况处理即可。

2.3雨量记录异常和数据记录超标

在使用人工观测到记录替代异常降水量数据时，之前自动记录和修正后降水量数据均会被人工雨量值替代，针对修改降水量数据会在正点时刻高于极限值，地面测报软件也很难准确记录和处理降水量数据，即使选用人工方式对异常降水量数据干预也很难达到预期效果。为尽快解决该问题，需要测报人员对地面气象观测审核程序更改，对降水量极值范围适当调整，确保地面气象观测软件可以对降水量数据记录正常处理。若降水量数据使用人工观测值替代，应认真仔细，确保录入到系统内降水量数据准确、完整。

2.4编发气象报告时次的气压数据缺测

若新型自动气象站观测到的气压数据缺测，可以选择正点前10min内接近正点的气压数据替代，若正点前10min内的气压观测数据缺测，此时应考虑到发报时次，水银气压表上主要有附温和调整后气压表读数两个选项，需要使用人工的方法将附温和气压表读数在读数栏中输入，随后在气压数值后添加“H”，就能将获取到本站气压与海平面气压，之后正常编报即可。在利用地面测报软件对缺测的气压数据进行处理时，应首先输入附温项，如果只是在对应栏中输入气压读数，忽略了附温项，此时的气压数据是错误的，附温项不能空白，应输入对应的读数或“-”，需要引起工作人员的重视。

2.5湿度数据异常

若发现湿度数据异常，输入相应命令检查采集器中是否有原始数据，若没有则说明湿度传感器故障，重新更换。湿度传感器在输出时主要选用模拟信号，输出电压值在0~1V之间，对应的湿度数值也在0~100%范围内，可以使用万用表测量湿度传感器与大地之间的电压值，若测出的电压值不在0~1V之间，则可能是湿度传感器故障，可直接更换；若电压值在0~1V之间，则可能是采集器通道故障或其他原因造成的。

3、增强新型自动气象站观测数据质量建议

3.1加强新型自动气象站日常维护

一是经常对采集器、传感器等仪器设备加强检查，保证仪器设备表现清洁干净，且能正常运行；二是经常查看业务计算机上显示的气象要素数据是否正常；三是认真检查电缆线台站内的电缆线是否破损且接触是否良好，各部件的连接情况，检查交流供电情况，UPS蓄电池、发电机等设备能否正常工作；四是对新型自动气象站防雷情况检测，并利用万用表对接地电阻值进行测量。

3.2健全业务规章制度

郫都区气象局应根据实际情况对规章制度完善，适当增加规范要求，并要求每位工作人员严格按照规章制度进行，认真负责，在值班过程中不做与观测工作无关的事情，降低异常数据出现；制定科学有效交接班制度；加强测报业务监督管理，为了激发测报人员工作积极性水平，应尽快落实奖惩制度，将测报人员工作积极性充分发挥出现，不断增强地面测报质量。

3.3及时处理异常数据

若气象要素数据出现明显错误，应结合实际处理错误情况；在发现异常气象要素数据后，对比分析前后多组数据，并结合天气变化规律，综合判断异常数据并对其进行处理，对于异常数据不能正确判断的，可以在判断完疑似记录后，对正点长Z文件内容进行修改，并重新上传。

4结论

新型自动气象站的异常观测数据问题，会对地面测报质量产生影响。应加强观测人员日常业务培训，增强自身处理异常数据的能力；将自动观测同人工审核结合起来，以了解异常数据的处理办法，增强观测数据的准确性。同时还要做好台站运行监控管理，将数据文件备份工作做好，在解决异常数据的同时，还能增强测报质量。

参考文献

[1]李林,高宇翔.新型自动气象站异常数据的分析与处理[J].农业气象,2015(5).

[2]陈素莲.探析业务改革后地面测报异常数据处理措施[J].农业与技术,2014(1).

第一作者简介：陈思济（1992-），女，汉族，四川省成都市人，本科学历，助理工程师，从事预报、测报工作。