浙江省历史气象资料数字化发展及问题浅析

刘熔熔

(浙江省气象信息网络中心,浙江 杭州 310017)

0 引 言

历史气象资料[1](historical meteorological record)即使用各种观、探测手段获取的大气状态、现象及其变化过程的历史记录,以及各类衍生记录。历史气象资料是天气活动历史的原始观、探测记录,是气象部门进行业务建设、科学研究的基础。数字化[1](digitization)是指用计算机技术将模拟信号转换为数字信号的处理过程。历史气象资料数字化[1]是指将纸质历史气象资料扫描成数字图像；通过键盘录入方式将纸质或数字图像上的数据信息转换为可编辑、处理的数据文件；通过光学字符识别或波形图识别技术将数字图像上的数据信息转换为可编辑、处理的数据文件。对纸质历史气象资料进行数字化既可以保护资料原件,维持其历史凭证价值,又能突破原有载体提供利用时的局限性,提高历史气象资料的应用效率。

我国历史气象资料数字化处理工作开始于20世纪70年代末,从最初的键盘录入地面气象月报表观测要素资料(A0文件)、基准(本)站小时风向风速、降水、日照自记记录月报表(A6文件)到近几年的仪器扫描生成各类报表、自记纸的图像文件及通过图识别技术跟踪自记迹线提取等数字化处理。浙江省历史气象资料数字化工作按照中国气象局的统一安排,根据相关技术规定按照进度完成数字化处理,这些数字化成果在气象业务、科研方面发挥了一定的作用,但是由于气象资料数字化过程是一个繁琐,质量要求高的过程,为了保证数字化成果真实、准确,整个过程进度较慢,不能及时跟上气象业务发展的需求,如何让现有浙江省历史气象资料数字化成果更好的服务全省各级气象部门值得思考。

1 浙江省历史气象资料数字化发展现状

浙江省气象局在中国气象局的统一部署下,有序开展本省历史气象资料数字化处理工作,主要分为3个阶段,第一阶段:1978年底开始的人工录入处理,即按照中国气象局统一下发的《气象观测记录信息化格式》规定和要求,由气候资料工作人员对各类原始气象记录经人工穿孔、手工录入计算机,转换成计算机能够接受和处理的信息化文件[2]。第二阶段:2003-2008年的自记降水迹线提取处理,及2016年继续开展迹线提取处理,即根据中国气象局统一下发的《降水曲线数据文件数据格式》、《降水自记数据(降水强度)标准文件格式》的要求,由气候资料工作人员对降水自记纸图像文件进行自记纸扫描、降水迹线的跟踪处理和数据转换工作,形成分钟和小时降水数据文件[3]。2016年开始由外包公司完成。第三阶段:2009年开始的仪器扫描处理,即按照中国气象局统一下发的《历史气象资料图像扫描处理技术规定》的要求,由外包公司派人在网络中心指定场所通过扫描仪对各类历史气象资料进行图像扫描,形成各类历史气象资料图像文件数据集[3]。

1.1 人工录入数据成果

1978年12月中央气象局下发《全国地面气象资料信息化基本模式暂行规定》,1979年浙江省气象局按照规定格式开始对浙江省国家基本气象站的地面气象记录月报表(气表-1)进行人工录入处理生成A0文件。1982年4月中央气象局下发《关于开展一般气象站地面气象资料信息化等有关问题的函》,同年5月浙江省气象局开始对一般气象站地面气象记录月报表进行人工录入处理生成A0文件。1999年1月中国气象局下发《全国地面气象资料A6、A7文件信息基本模式暂行规定》,同年2月浙江省气象局对国家基本站地面气象记录月报表中逐时观测项目进行人工录入处理生成A6文件、国家基准站气象记录月报表中逐时观测项目进行人工录入处理生成A7文件。2009年在中国气象局气象灾害监测与预警工程项目中网络中心委托外包公司录入浙江省国家站1951—2000年所有未信息化的逐时观测项目生成A6文件。2012年在中国气象局气候变化应对决策支撑系统工程项目中网络中心委托外包公司录入浙江省高空观测站1951—2010年未信息化处理的高表-13(-14)中从地面～5 hPa规定等压面风资料。

1.2 迹线提取成果

2002年l0月中国气象局下发《关于在全国开展国家基本(准)站降水自记纸数字化处理的通知》,浙江省气象局于2003年3月开始正式开展本省19个国家基本(准)站降水自记记录纸的扫描和迹线提取及数据转化等处理,形成浙江省19个基本(准)站建站至2002年的分钟降水和小时降水数据文件。2016年在山洪项目的支持下网络中心委托外包公司开展浙江省国家一般站降水自记记录纸的迹线提取及数据转化等处理。

1.3 扫描图像成果

2009年以来,浙江省气象信息网络中心在中国气象局监测预警工程、气候变化应对、山洪等项目专项经费的持续支持下,委托外包公司先后完成浙江省气象站建国前历史气象资料、地面月报表、农气报表、高空气象观测记录表、部分观测要素自记纸的图像扫描和数据集制作。根据现有完成的气象资料扫描图像,按资料年代分为建国前和建国后两大类气象资料图像文件。建国前气象资料图像文件包含地面风向风速记录纸,地面基本气象观测记录簿、地面观测记录月报表、地面观测记录月简表、地面观测记录年简表。建国后气象资料图像文件按资料种类分为报表类和自记纸类气象资料图像文件。

报表类气象资料图像文件分为气象月总簿(气表-0)、地面气象记录月报表(气表-1)、温度自记记录月报表(气表-2)、湿度自记记录月报表(气表-2)、气压自记记录月报表(气表-2)、日照日射记录月报表(气表-4)、降水量自记记录月报表(气表-5)、风向风速自记记录月报表(气表-6)、电线积冰记录月报表(气表-8)、地面气象记录年报表(气表-21)、经纬仪小球测风观测记录表(高表-11)、探空球测风观测记录表(高表-12)、雷达测风观测记录表(高表-13)、雷达单独测风观测记录表(高表-16)、探空观测记录表(高表-14)、农作物生育状况观测记录年报表(农气表-1)、土壤水分观测记录年报表(农气表-2)、自然物候观测记录年报表(农气表-3)。自记纸类气象资料图像文件分为EL型电接风向风速计自记纸、降水自记纸、温度自记纸、湿度自记纸、气压自记纸。

2 浙江省气象资料数字化存在的问题

从1979年开始至今,浙江省历史气象资料数字化工作虽然取得了丰硕的成果,但在数字化工作中还是存在一些问题,主要分为两个方面。

一是数字化过程中存在的问题：1)数字化进度控制不足。历史气象资料数字化内容涉及的时间跨度长,种类多,工作量大,加上国家局下拨的经费有限,只能逐步的根据下发的数字化要求开展资料的数字化工作,由于浙江省气象历史资料档案存放的全省11个地区气象局档案馆,给扫描工作带来很多不便,导致数字化进度有些延缓。2)档案管理不到位。由于原始纸质气象资料年代久远,沿海地区的部分纸张有变质、破损等情况,在数字化过程中针对档案修复和档案装订每一期的外包数字化公司标准不一,而数字化场地又遍布全省各地区气象局档案馆,在数字化开展前期未能做到统一标准。3)档案安全存隐患。近年来数字化扫描工作都是外包公司入场操作,但数字化成果有质量检查、格式检查、成品复制等环节,我们无法实现扫描与存储设备的全封闭管理,给数字化内容的外泄留下隐患。

二是数字化成果应用存在的问题：1)到目前为止完成的数字化成果除了19个基本(准)站分钟降水资料与现有自动站分钟数据对接外,其余要素资料均还只停留在小时值,无法满足全省气象部门业务和科研需求。2)1990—1999年期间岱山站和三门站为辅助站,台站报表为简表未录入A0文件,造成这两站资料不连续。3)数字化成果多为图像文件以数据集形式保存,存储的数据量较大,在成果查阅上不方便大批量查阅,而且图像中的数据方便查看但无法直接利用。

3 浙江省气象资料数字化工作建议

3.1 保证数字化处理成果的质量,确保数字化处理的档案安全

数字化成果质量是数字化工作的生命线,坚持“质量优先”的理念,从图像清晰度、图像页数和页码再到图像文件命名,提取的数据等均按严格的标准检查,在数字化处理的各个环节把好质量关,精准的读取历史资料,为气象业务提供基础数据支撑。同时由于近年数字化处理工作为外包公司在操作,在如何保证历史资料档案的安全与保密,要引起每一个人员的重视,与外包公司签订保密协议,外包公司与数字化具体操作人员签订保密协议,操作场所安装监控,数字化成品存储和移交等全部都要有严格的程序,落实到具体人员,确保资料不外泄。

3.2 以需求为引领,合理安排数字化进度。

随着气象业务和社会的发展,需要时间序列长、空间和时间分辨率更高的气象资料,特别是精细化预报服务和气象能源开发,对降水、风、温度等要素分钟资料的需求尤为突出。浙江省气象资料数字化工作紧跟国家气象局整体安排,在完成降水分钟数据提取的工作中要及时总结经验,加快风、温度、湿度、气压的分钟数据提取工作,完成历史分钟资料与自动站资料的对接,形成我省长序列的、准确的历史分钟资料。

3.3 增加高素质技术人员

气象资料数字化处理工作对技术人员的要求也是日益提高,除了认真负责外,更要求既要懂气象数据处理技术,又要懂计算机技术的高素质技术人员。通过高素质人才队伍的建设,将现代数据处理技术与历史资料处理方法相结合,提高历史气象资料数字化处理的时效和数据质量,进一步加强浙江省气象资料数字化处理工作的整体水平,提高历史资料的准确性。

3.4 根据本省实际情况,查漏补缺

由于历史原因,我省的历史资料有小部分的缺失,数字化处理人员在确定为台站有资料而未数字化处理的情况应及时补齐资料。如我省有两个站为辅助站,中间年份保存的报表为简表,导致A文件不连续,建议数字化人员与相关站联系是否在本站有报表存档,根据报表或者简表尽量补齐数据,提高历史资料的完整性。

4 结 语

历史气象资料数字化处理是一项工作量大、流程复杂的工作。通过该工作拯救和保护了浙江省气象记录档案资料,避免由于年代长、保存条件差,档案纸张的变质、字迹变淡等现象,提高了档案使用效率。在今后的数字化过程中还会出现许多未知的问题,只有不断发现问题,解决问题,才能使这项工作顺利进行,才会有更多更丰富的历史气象资料服务于气象预报、气象服务和气象科研,为研究气候环境变化提供科学依据。

参考文献：

[1] 中国气象局预报与网络司.历史气象资料拯救与数字化技术规范[S].

[2] 中国气象局预测减灾司.常规气象资料信息化模式文本汇编[M].北京：气象出版社,2001

[3] 中国气象局预报与网络司.历史气象记录技术汇编.2014.