新型自动气象站观测数据异常问题处理

摘 要：本文结合浑南区气象局使用新型自动气象站的实际，首先简要概况了CAWS3000新型自动气象站，接着分析了新型自动气象站观测数据异常问题处理，最后给出了几点提升地面气象测报质量对策。

关键词：新型自动气象站；数据异常；处理；对策

浑南区位于中国东北地区中心城市沈阳市的东南部，地处辽东丘陵和下辽河平原过渡带，境内地形大体由浑河冲击平原和长白山余脉的低山丘陵所构成，其地势由西向东逐渐升高。浑南区温差较大，四季分明。春季受季风影响，风大雨少，空气干燥。夏天炎热，雨热同步，秋季日照充足，冬天寒冷漫长。气象灾害主要有高温、干旱、低温、冰雹、暴雨、寒潮、大风、雷暴等，严重影响着当地工农业生产以及人们日常生活。自浑南区气象局使用CAWS3000新型自动气象站以来，当地气象观测工作的自动化程度越来越高，气象观测业务质量和工作效率均得到了增强，但也给观测人员带来的新的问题，异常观测数据的出现降低了气象预报的准确性水平。为了确保地面气象观测工作可以顺利开展，需要观测人员熟练掌握观测数据异常的正确处理方法。

一、CAWS3000新型自动气象站概况

现代化气象事业的快速发展进一步拓宽了自动气象站的应用范围，尤其是在气象、机场、农林、海洋、水文等行业的科学研究领域发挥着十分重要的作用。当前，浑南区使用的新型自动气象站型号是CAWS3000，主要有采集器、传感器、系统电源和通讯接口四部分组成。新型自动气象站可以对每分钟的气象要素数据进行观测，借助于先进的电子信息自动技术成果，可以对新型自动气象站进行维护和扩展，提升了气象观测的自动化水平。在新型自动气象站的作用下，浑南区气象部门可以对一定区域内的气象要素数据进行采集，仪器自身性能、观测精度以及抗干扰能力都要高于传统自动站。在传统自动气象站的基础上，新型自动气象站的监控功能得到了进一步完善，可以实时监控分钟观测数据。另外，还能根据监测数据文件判断观测仪器设备是否出现故障或者数据异常等，在降低观测人员工作强度的同时，还提升了气象观测数据的准确性和完整性水平。

二、新型自动气象站觀测数据异常问题处理

1.降水量缺测的处理。自浑南区气象局使用CAWS3000新型自动气象站以来，在实际的测报工作中，若发现没有降水现象却存在降水记录，需要将小时和分钟降水量数据删除，并在对应“时降水量”单元格中输入“-”，随后选择所有分钟数据，再输入“-”，值班人员应详细标注；若降水天气结束后仍旧有降水记录，如果可以正确判断该降水记录是降水传感器异常造成的，可以将该时次的“时降水量”数据与滞后降水量数据相减，接着将滞后分钟降水量数据清除，在完成数据质量控制后保存并退出；如果是滞后降水，应找出降水停止时次降水数据，在对应“时降水”和“分钟降水量”累加滞后降水量数据中，直接删除滞后降水；对于夜间不守班的台站，若滞后降水出现在20：00～08：00这段时间，对于可以准确判的定应根据正常情况处理，并在备注栏中详细标注；若固态和混合性降水同时出现，而台站内观测到的降水量比实际值小或者出现滞后降水，可以对小时和分钟降水量数据进行缺测处理，可以在“时降水量”对应单元格内输入“-”，随后选中所有的分钟降水量数据表格，输入“-”。

2.正点长Z文件内容异常。在地面气象观测工作中，地面气象软件会将当天自动存储的气象要素数据信息在正点时刻传输到数据传输科，由数据传输科统一保存和管理地面气象观测数据。但是，在地面气象测报软件运行的过程中，经常会有正点时刻保存的长Z文件与实际内容不符的情况出现，保存的正点长Z文件是之前保存的，不利于地面气象观测工作的顺利开展。此时可以对业务计算机系统进行重装，就能解决正点长Z文件内容异常问题。

3.小时降水量和分钟降水量不一致的处理。地面气象自动观测软件对降水量参数的设置是：“有：自动”，但是在实际的降水天气中，往往会在测报软件中显示小时和分钟降水不一致的情况，其主要表现形式是显示有分钟降水，但却没有小时降水量数据。此时需要通过人工的方法对小时降水量数据进行质量控制，在小时和分钟降水量不一致时黄色显示灯会亮，而此时恰好是台站内的监控软件正在卸载观测到的气象要素数据，此时将不能通过人工的方法对小时降水量数据进行质量控制；只有在显示灯为绿色时才能对小时降水量数据进行调整，直接将小时降水量数据更改为“-”，这样就能确保小时和分钟降水量数据始终保持一致。为了确保地面气象测报软件可以在正点对气象要素数据进行正常的采集和处理，在正点时刻禁止业务人员对计算机进行其它操作。

4.强降水时的深层地温记录突变的处理。浑南区夏季极易强降水天气出现的较为频繁，再加上外界温度相对较高，将会有深层地温记录突变的情况出现。在强降水天气出现后，深层地温会急剧增加，其增加速率为2℃/h，这种情况持续几天后，深层地温才逐渐恢复正常。对于距离地面80～320cm的地温来说，正常情况下几乎没有太大的变化，因强降水天气的出现，深层地温记录发生突变。出现这种情况的原因是夏季温度高，地表温度也会增加，强降水天气出现时地表热量很难散发出去，只有不断渗透到地下，进而造成深层地温上升，地温的这种变化规律是正常现象，因强降水造成的深层地温记录突变应按照正常情况处理。

三、提升地面测报质量对策

1.注重新型自动气象站的维护。值班人员需要在每次观测工作开始之前，做好观测仪器设备的维护检查，认真查看各个气象要素数据是否异常，对比分析观测数据和备份自动站观测数据，及时找出异常数据并正确处理。检查台站内业务计算机能否正常显示气象要素数据，查看各个线路电路线是否出现破损，部件之间是否连接异常，交流供电情况，做好蓄电池、发电机的检查，为了延长蓄电池使用寿命，应定期进行充放电操作；在春季到来之前对新型自动气象站的防雷设施进行检查，并使用万用表测量接地电阻值。

2.加强网络运行监管。浑南区气象局自使用新型自动气象站以来，在监控和短信报警系统的共同作用下可以实时监控观测仪器设备的运行情况，会以短信报警的形式提醒观测人员仪器故障。为了便于测报人员准确找出故障部位和原因，需要管理人员将网络运行监管工作做好。

3.收集数据时避免出错。浑南区气象局应将分钟数据质量控制工作做好，在整体发报工作还没有开始之前，提前告知值班人员相关结果，不仅避免了错误数据的出现，还能起到预先控制数据质量的目的。为了降低新型自动气象站观测数据异常问题的出现，可以结合网页服务中的开放式特点统一规范信息接口，还能方便对其它系统进行调用。

参考文献：

[1]罗植荣.业务改革后地面测报工作中异常数据的处理[J].农业与技术，2013，33（12）.

[2]毕于健.DZZ4新型自动气象站观测数据异常分析处理[J].现代农业科技，2016（22）.

作者简介：刁军（1971-），男，汉族，辽宁省沈阳市人，本科学历，副高级工程师，从事气象观测工作。endprint