新型自动气象站数据异常因素研究

钟志概 杨丽英

摘 要：自动气象站是我国气象监测的重要手段。气象观测现代化对于提高防灾减灾能力、优化气候变化措施等方面意义重大。文章全面分析了导致新型自动气象站出现数据异常的因素，包括硬件设备故障、仪器维护不当、网络异常以及采集软件问题等其他因素，以利于提高业务人员在日常工作中的数据质量控制能力和排除造成数据异常原因的效率。并探讨了提升新型自动气象站数据质量的策略。

关键词：新型自动气象站；数据；异常；处理

中图分类号： S163.7 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160532071

随着科技的进步，我国气象观测现代化也取得了显著发展。新型自动气象站是地面气象观测综合性的气象观测系统，其观测数据质量的优劣在很大程度上影响着气象台的服务质量。因此提供及时、准确、可靠的观测数据是提高预报准确率和防灾减灾服务能力的保证。在实际观测中，如果有异常情况出现，必须由人工负责对故障加以排除，通过科学的方法来完成数据异常的分析与处理，

1 新型自动气象站数据异常的分析处理

1.1 硬件设备故障

仪器性能不佳引起的数据异常。如显示320cm深层地温数据出现间断性跳跃，进行多次测试排查后，发现是因为仪器性能影响了数据准确性，将该深层的地温传感器更换后数据恢复正常；采集器的供电电压不稳定或过低；数据线与传感器的接线口生锈或松动，外部的数据线老化开裂或破损；恒定型数据异常。网络异常造成采集数据掉包而变成缺测。因大气污染使启动风速度过大是风速传感器的主要故障。风向记录不符合实际风向是风向传感器最为常见的故障，次之是长时间记录某风向方位的故障现象。由此造成的错误数据看似正常，具有隐蔽性，难以轻易发现，必须借助人工检查加以确定。

1.2 仪器维护不当

近地面层类仪器。发生强降雨停止后，感应器裸露地面部分被泥土遮盖或表面不光洁等都可能造成地温数据异常。当深层地温套管中存在积水时，会打破地温数据的变化规律；有外保护罩类的仪器在浸入水会使数据准确性受到影响，若无视操作规定，用水对自动站百叶箱加以冲洗，会降低温湿度数据的真实性。没有定期更换或清洁湿度传感器头部滤网罩。雨量筒盛雨器有异物造成堵塞而测不到雨量或流水不畅而造成滞后。造成蒸发量数据异常的主要是蒸发桶水质的变化和强降水的影响，所以要定时清洗蒸发桶和换水。

1.3 其他因素

在硬件设备运行正常的情况下，有病毒会导致计算机卡机使其采集软件与采集器时间误差在30s以上时，会造成观测成功率下降而缺测；昆虫或小动物引起的数据异常；电磁场干扰因素，在记录或传输数据时，若自动气象站受到雷暴袭击，或周围有移动式通信车发射电磁波等，均会对其正常运行产生干扰，破坏数据变化的规律性，严重时还会有野值出现，针对这种情况，要加强观测环境的巡视和保护。

2 新型自动气象站数据质量的提升策略

2.1 注重自动气象站的日常维护

值班观测人员应在每小时观测前巡视检查维护仪器设备和查看各要素数据有无异常，并与备份自动站的数据进行对比，及早发现异常及时处理。定期检查维护各要素传感器及其他设备。每月检查各数据线是否有破损和接线口是否松动。重视网络管理。及时总结日常工作中发生的各种故障原因，一旦发生紧急情况能够尽快排除故障。加强观测环境的巡视和保护。

2.2 加强业务技术的学习与培训

积极参加每年上级主管部门就新的业务技术规定举办的专项培训班。认真学习相关的规则制度、观测技术规定及维护规范等。还要定期安排测报人员做阶段性工作、学习和问题总结交流会共同提高业务技能与业务知识和解决问题的能力，从而有效提高气象站的数据质量与数据控制能力。

2.3 实时质量控制与反馈

近几年，气象领域开始推广应用新型自动化气象设备，在很大程度上保障了对各种探测设备运行情况的监控。新型自动气象站全天运行，其除了具有监控功能，还设计有警报系统，所以一旦网络出现异常或台站传感器发生故障，系统能够第一时间发出警报，为台站地面观测业务的稳定、高效运行提供了有力保障。发现问题后，维修人员能够尽快赶到现场并解决问题，使自动气象站的运行安全性以及工作效率得到了大大提升。发现已上传的资料有疑误的及时在气象资料业务系统（MDOS）平台上质询和反馈，及时反馈有关质控信息。

2.4 案例分析

下面以雨量分钟缺测的处理为例进行分析。

先在正点观测编报中检查是否有降水量而因有分钟缺测没有统计成功，查看小时内是否有分钟缺测，如果有缺测，先进行历史数据下载并需要打勾覆盖正常数据后，下载数据时间需要选定缺测的那一分钟，不要多选。之后再重新补调该时次的正点数据查看修改里面是否还缺测，如果没有缺测了就直接保存并上传，如果还是缺测则表明采集器本身就没有数据，所以在补调还是缺测的情况下，需要做删除“-”再按保存并发更正报。但需要需要特别注意的是，在5个点时时次（08、11、14、17、20）覆盖正常数据后需要检查人工输入的数据可能会覆盖掉变为“-”缺测，如果没有覆盖则直接上传了，有就重新输入数据再上传。

原因分析：如果人工进行某分钟要素历史数据下载成功，有正常的数据，说明采集器正常，网络不稳定，采集器到电脑采集软件的传输过程中数据掉包了（因我站的数据传输是通过光纤网络线路连接的）；如果分钟出现的是比较频繁的，说明计算机或采集软件有时会出现卡的现象，要重启电脑或重启测报软件，所以要定时重启电脑或重启测报软件；如果人工进行某分钟要素历史数据下载后，还是缺测则表明采集器本身就没有数据，就要检查采集器是否稳定，必要时重启采集器，查看采集器电源电压是否符合要求。

3 总结

许多原因会造成新型自动气象站出现数据异常，减少数据异常的关键就是严格执行《新型自动气象站维护规范》（试行）和有关技术规定，严格加强观测仪器的巡视和检查维护，加强观测数据的监控，加强对观测环境的保护。根据气象要素随空间、时间的变化情况与不同要素间的联系对气象资料的合理性加以分析，以利于提高业务人员在日常工作中的数据质量控制能力和排除造成数据异常原因的效率。

参考文献

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