新型自动气象站观测数据缺测原因及处理

摘 要：本文结合汕头市气象局使用新型自动气象站的实际，首先简要探讨了新型自动气象站观测数据缺测原因，并针对观测数据缺测给出了相应的处理对策，最后给出几点降低观测数据缺测率的建议，仅供相关部门进行参考。

关键词：新型自动气象站 观测数据 缺测 原因 处理

汕头市地处亚欧大陆的东南端、太平洋西岸，濒临南海。冬季常吹偏北风，夏季常吹偏南风或东南风，具有明显的季风气候特征。全市温和湿润，阳光充足，雨水充沛，无霜期长，春季潮湿，阴雨日多。自汕头市气象局使用新型自动气象站以来，在降低观测人员劳动强度的同时，还提升了地面气象测报工作效率。在新型自动气象站运行中，也会有观测数据缺测的问题出现，降低了气象观测数据的完整性和可靠性水平。基于此，本文重点对新型自动气象站观测数据缺测原因及处理进行分析，以增强台站气象观测数据的准确性水平。

1、新型自动气象站观测数据缺测原因

1.1 观测仪器维护不当

对于台站内的近地面层观测仪器来说，在出现强降雨天气后，裸露在地面的感应器元件会被泥土掩埋或表面不光洁，进而造成地温观测数据异常或缺测。若积水出现在深层地温套管内，将会打破地温数据的变化规律；对于外部有保护罩的观测仪器来说，一旦雨水浸入会影响观测数据的准确性，若违反操作规范，直接使用清水冲洗百叶箱，也会使温湿度数据缺测。

1.2环境因素

地面气象观测工作中需要使用很多观测仪器设备，这些设备都属于高集成的电子器件，受周围环境的影较大，若在观测场四周存在电磁场，极易使观测数据缺测，地温数据缺测的情况较多。另外，自动气象站周围的小气候环境及所在区域内湿度、温度、日照时数等气象要素发生变化也会造成观测数据缺测。

1.3硬件设备故障

仪器性能不佳也会引起新型自动气象站观测数据缺测。例如采集器供电电压异常；传感器和数据线之间的连接口出现松动；外部数据线使用年限较长开裂，这些均会造成观测数据缺测；网络故障使采集数据掉包引起的观测数据缺测。这些因仪器观测性能造成的观测数据缺测，隐蔽性较强，很难第一时间发现，需要人工逐一检查后确定。

2、新型自动气象站观测数据缺测处理办法

2.1日极值缺测

一天中，若台站中的气温、相对湿度、气压等的自动观测记录出现部分缺测或极值异常，对于可以准确判断在异常时间段内没有该日极值的，应从其他正常时次的记录中挑选该日日极值；若不能准确在异常时间段内是否有该日极值，则该日日极值应按照自动气象站、人工觀测、自记纸的顺序进行挑选；若是从人工观测或自记纸挑选的日极值，需要极值出现时间进行缺测处理；若自动观测和人工观测到的极值相同，其出现时间应按照自动观测记录时间为准；若台站没有人工观测记录，日极值应从现有的自动气象站时极值中挑取；若自动观测记录全天均出现缺测，则除了地面、草面最高和最低温度根据缺测处理外，其余气象要素的极值应从人工补测的定时观测记录中挑选。

2.2风向风速数据缺测

业务中规定，若新型自动气象站风向、风速数据记录缺测，则正点时次的记录应依次按照正点前10min记录、正点后10min记录、备份自动站记录的顺序进行替代。其具体操作步骤为：若瞬时风向、风速缺测，缺测数据可以使用备份站数据替代；若备份站数据缺测，应将风向、风速数据按照缺测处理；若2min和10min风向、风速数据缺测，按照正点前10min记录、正点后10min记录的顺序替代，若正点前/后10min的自动观测数据均出现缺测，可以选用备份站正点时刻的观测数据替代，若备份站正点数据缺测，应按照缺测处理。

2.3降水量数据缺测

在地面气象观测工作中，若观测人员发现只有降水记录却没有降水天气，需要删除该时次内的所有小时和分钟降水量数据。在“时降水量”对应的单元格中输入“—”，并该时段内所有的分钟降水量数据选中并输入“—”，应详细标注到值班日记中。对于在降水天气结束后仍旧有降水量数据的情况，降水量在0.1～0.3mm之间，且降水时间在2h内，可以将其判定为滞后降水，如果可以准确判定该滞后降水是传感器故障造成的，应将该时次内的“时降水量”数据减去滞后降水量数据，随后将分钟降水量表格中的滞后降水删除，在质量控制完成后保存退出。选中降水停止时次对应的数据，将滞后降水累加到时降水量和分钟降水量降水停止的那分钟内，否则直接将滞后降水删除。若台站夜间不守班，而滞后降水却出现在20：00～08：00期间，因不能准确判断滞后降水出现的时间，此时应按照正常情况处理，并详细标明到值班日记中。

2.4蒸发量数据缺测

若蒸发量数据缺测是强降水天气引起的，可以根据蒸发量指标偏差程度来处理缺测数据。日蒸发量偏差值=（1-日实际观测蒸发量数值/历年该时刻日蒸发量平均数值）×100%，若日蒸发量偏差值低于±10%，蒸发量数据还有使用价值；若日蒸发量偏差值在±10～±20%之间，此时的蒸发量数据还能使用，应在备注栏中详细标明偏差问题；若日蒸发量偏差值在±20%以上，需要将蒸发量数据按照缺测处理。若蒸发量缺测时间在1h内，可以通过内插的方法求出缺测的蒸发数据；若缺测时间超过1h，应对当日的所有蒸发量数据按照缺测处理。对于双轨运行观测模式的台站，当自动站观测到的蒸发量数据缺测，缺测数据应使用人工站替代。只要在蒸发量日合计一栏中有人工站蒸发量观测数据，则该日的蒸发量数据就不会按照缺测处理。

3、降低观测数据缺测的建议

3.1做好台站监控管理工作

为了提升新型自动气象站观测数据质量，不断完善网络监控平台，同时还要做好监控管理工作。对气象要素数据进行实时监测，一旦发现网络故障或数据异常，尽快使用有针对性的措施进行处理。若故障问题较为棘手，且在短时间内得不到解决，应寻求上级部门的帮助，故障问题没有得到解决之前，通过人工方式录入相应的数据信息，以确保气象观测数据的完整性，增强观测数据质量。

3.2做好观测仪器设备管理维护

观测人员应根据规范要求，定期对观测仪器进行清洁，将表面的灰尘、杂物清除干净；定期对自动站防雷装置性能进行检查，防止仪器设备遭受雷击；检查台站中的线缆能否正常运行，是否出现老化和破损；做好计算机、网络的检查和维护，做好电脑系统软件的杀毒和升级工作，为业务软件提供良好的运行环境。

4结论

针对汕头市新型自动气象站观测数据缺测情况，需要不断增强观测人员处理异常数据的能力。同时将人工预审和气象设计软件进行结合，不断积累观测经验，使用正确的方式处理缺测数据，增强观测数据的准确性和完整性水平，进一步推动汕头市气象服务工作可以顺利开展。

参考文献

[1]刘岩，王宗海，王青利.自动气象站数据异常或缺测的处理方法[J].现代农业科技，2011（18）.

[2]杜肖肖，张立清，王宗海.浅谈如何减少地面气象观测数据的缺测率[J].农业与技术，2015，35（2）.

作者简介

陈楚宏（1970-），男，汉族，广东省揭阳市惠来县人，大专毕业，助理工程师，从事地面气象观测业务和报表预审工作。