利用ISOS软件报警功能提高基层观测和预报服务业务质量

吴自越 于勇 谢洁 陈旭 王莹

摘要：ISOS软件作为全国基层气象人员工作中使用的业务软件自2014年以来得到了广泛的应用，本文从需要基层人员质量控制数据中容易发生错误的数据和预报服务需要的数据入手，分析研究如何利用ISOS自带的报警功能实现提醒功能，减少基层业务工作中的疏漏，提高观测和预报服务业务质量。

关键词：ISOS 业务软件;报警;业务质量

中图分类号：S163文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190615058

引言

随着新型自动气象站在基层气象台站的广泛应用和正式运行，新型自动气象站的硬件和软件系统也趋于稳定，新型自动站业务软件（ISOS软件）在运行过程中对新型自动站采集器、传感器故障造成的观测数据缺测、自动站状态或通讯网络故障等都有监控报警功能，但还存在一些问题，如滞后降水等需要人工质控的数据，以及预报服务、预警信息发布等对观测数据有要求需要提醒等问题。本文探讨的正是利用ISOS软件自带的报警功能，进行合理的设置，当观测数据出现不合理以及灾害性天气时及时提醒业务人员采取措施。

1基层常见需要提醒的数据类型分析

基层气象台站的基本工作中，涵盖了地面气象观测、预报服务、仪器维护维修、数据查询处理等不同类型的工作，基层业务人员数量少，工作类型复杂，特别是遇到恶劣天气时，既需要完成观测任务，还需要发布预警信号及完成各类预报服务工作，容易造成疏漏。

1.1地面气象观测要求处理的疑误数据

根据地面气象观测相关要求，基层气象台站的地面气象观测工作过程中，经常会出现需要人工干预和处理的疑误数据，根据多年工作经验，基层业务人员最容易忽略的数据具体有以下几类：非降水时段出现的降水量，根据观测规范要求需要删除或提前至降水结束最后1min[1]。翻斗式雨量计堵塞或损坏和称重式雨量计故障，根据观测规范要求需要相互进行替代[2]。漏记霜或霜冻、结冰等。

1.2基层气象服务常用灾害数据

根据《江苏省灾害性天气预报等级用语和预警信号标准》中的规定，高温、雾、霾、大风等预警信号的发布标准对台站观测数据有明确要求，根据灾害的不同种类，所需要的数据也不相同，具体如下。

1.2.1高温

高温预警信号：预计未来24h内预报责任区将有高温出现，根据日最高气温分为3级。黄色：最高气温将升至37℃以上。橙色：最高气温将升至39℃以上。红色：最高气温将升至40℃以上。

1.2.2大雾

大雾预警信号：预计未来12h责任区将出现大雾，或已经出现大雾并将持续。根据能见度分为3级。黄色：能见度小于500m。橙色：能见度小于200m。红色：能见度小于50m。

1.2.3霾

霾预警信号：预计24h内责任区将出现对生产生活有影响且持续6h以上的霾，或者已经出现霾，并将持续。根据能见度分为3级。可以与大雾预警信号同时发布。黄色：能见度小于3000m。橙色：能见度小于2000m。红色：能见度小于1000m。

1.2.4大风

大风预警信号：预计未来24h责任区内将出现大风，或者已经受大风影响，并可能持续。根据风力分为3级。黄色：阵风8级以上。橙色：阵风10级以上。红色：阵风12级以上。

2ISOS业务软件报警功能及常规设置方法

ISOS软件自带有报警功能，自带的报警功能占用计算机硬件资源小，读取分钟数据文件时不会因为对数据文件的占用而导致无法写入的情况。点击主菜单栏“参数设置”→“报警设置”，弹出“报警设置”页面。包括“环境”、“流程”、“质控”、“灾害”、“状态”和“编报发送”等6个标签页。本文主要讨论的是该功能中的“灾害”和“状态”2项报警设置的设置方法。2种报警设置的设置方法基本相同，点击“添加”，弹出窗口，输入要设置的“规则名称”、“规则条件”，选择是否启用报警并选择报警方式。[3]

“规则条件”的设定是实现报警的关键，其中牵扯到数据表、要素、表达式、参数、判断、阈值以及条件关系的选择和输入。其中判断中的符号自上到下分别代表“大于等于、大于、小于等于、小于、等于、不等于、包含、不包含”（图1），条件关系中包括“无、并且、或者”3种关系（图2），后2种分别可以设置下一项条件，最多可设计4项条件。合理的设置各项规则条件可以很好的实现各类报警功能。

3通过报警功能对需要监控的数据进行监控的设置方法3.1疑误数据类的报警设置

3.1.1非降水時段出现的降水量

非降水时段出现降水量，无论是自动观测或者将来的无人值守期间，都是特别容易被忽视处理的问题。针对此类问题的报警的难点在于判断无降水的同时存在有降水量。

第1项参数中数据表和要素根据规范要求选择“天气现象要素每日逐分钟质控数据表”和“降水类天气现象”，判断选择“==”，阈值输入“无降水”，条件关系选择“并且”;第2项参数中数据表和要素根据规范要求选择“常规要素每日逐分钟质控数据表”和“分钟降水量”，判断选择“>”，阈值输入“0”，当2者条件达到时即可实现报警功能。需要注意的是，冬季和其他时节所选用的降水数据源不同，需要在“翻斗式”和“称重式”中进行切换。

3.1.2翻斗式雨量计堵塞或损坏和称重式雨量计故障

自动气象站运行过程中，翻斗式雨量计和称重式雨量计相互作为备份，需要同时保证两套仪器正常运行。日常运行中只能选择其中一种作为数据源，容易对另一种仪器的运行状态有所忽视。

第1项参数中数据表和要素根据规范要求选择“常规要素每日逐分钟质控数据表”和“小时降水量（翻斗式）”，判断选择“>”，阈值输入“0”，条件关系选择“并且”;第2项参数中数据表和要素根据规范要求选择“常规要素每日逐分钟质控数据表”和“小时降水量（称重式）”，判断选择“=”，阈值输入“0”，当称重式雨量计存在疑误时可以实现报警功能，反向设置可以对翻斗式雨量计数据进行监控。

3.1.3提醒记录霜或霜冻、结冰

冬季观测有时候容易漏记霜、霜冻和结冰等天气现象，合理的对气温、地温、草温数据进行设置，并进行提醒可以避免漏记。

设置时数据表和要素选择“常规要素每日逐分钟质控数据表”和“气温（百叶箱）”（0cm地温或草面温度），判断选择“<=”，阈值输入“0”当达到相应标准时可以及时的提醒是否出现霜、霜冻或结冰。

3.2预报服务类数据的报警设置

3.2.1高温预警信号服务报警设置

高温预警信号服务报警设置的设置重点主要在于日最高气温是否达到37℃、39℃和40℃，设置时数据表和要素可以选择“常规要素每日逐分钟质控数据表”和“气温（百叶箱）”，以及“常规要素全月逐日每小时质控数据表”和“日最高气温”，其中第2种方法最为合适，避免了长时间高温报警次数过多。判断选择“>=”，阈值输入“37（39，40）” ，即可实现了报警功能。

3.2.2大雾预警信号服务报警设置

大雾预警信号服务报警设置的设置难点在于如何判断是否出现大雾天气以及能见度是否下降到500m、200m和50m。从大雾的判定标准入手可以得知，根据地面气象观测现行规范，视程障碍现象自动判别中判断轻雾（含大雾）和霾的指标为10min滑动相对湿度和10min滑动水平能见度，2个指标必须同时满足，所以在设置报警参数时规则条件须选择“并且”，并分开设定2项参数。

第1项参数中数据表和要素根据规范要求选择“天气现象综合判断每日逐分钟数据表”和“相对湿度”，判断选择“>=”，阈值输入“80”;第2项参数中数据表和要素根据规范要求选择“天气现象综合判断每日逐分钟数据表”和“水平能见度”，判断选择“<”，阈值输入“500（200、50）”，当2者条件达到时即可实现报警功能。

3.2.3霾预警信号服务报警设置

霾预警信号服务报警设置与大雾预警信号服务报警设置思路近似，只需将第1项参数中数据表和要素根据规范要求选择“天气现象综合判断每日逐分钟数据表”和“相对湿度”，判断选择“<”，阈值输入“80”;第2项参数中数据表和要素根据规范要求选择“天气现象综合判断每日逐分钟数据表”和“水平能见度”，判断选择“<”，阈值输入“3000（2000、1000）”，当2者条件达到时即可实现报警功能。

3.2.4大风预警信号服务报警设置

大风预警信号服务报警设置与高温预警信号服务报警设置相似，设置重点主要在于分钟内瞬时风速是否达到17.2m/s、24.5m/s和32.7m/s，设置时数据表和要素选择“常规要素每日逐分钟质控数据表”和“分钟内最大瞬时风速”最为合适，判断选择“≥”，阈值输入“17.20（24.50，32.70）”当分钟内瞬时风速达到相应标准时可以及时的提醒发布大风预警信号。

4业务应用

ISOS软件报警设置已经在浦口国家气象站、仪征国家气象站和吴中国家气象站投入业务运行，在不影响新型自动站业务软件运行的情况下对观测数据进行实时监控。在运行过程中，运行良好，能够正确监控自动站数据是否有异常、是否达到气象灾害服务标准等情况，当监控到数据异常或者达到气象灾害服务标准时时能及时以响铃方式来告警，提醒工作人员第一时间对疑误数据进行检查和处理。

5总结

在新型自动站运行过程中，为了及时发现需要处理的疑误数据，通过利用 ISOS自带的报警功能进行合理设置来设计监控数据信息，在投入業务运行的过程中，能正常实现提醒功能，监控和报警及时，让观测人员及时采取有效措施处理疑误数据，进行预报服务，提高了观测数据的传输率、准确性与完整性，加快了预警信息发布速度，有效地保障了基层气象业务工作开展。

6结语

作为基层气象工作中至关重要的工作，地面气象观测工作和预报服务工作必须得到相当的重视，合理利用ISOS软件的报警功能，可以有效提高观测质量，及时进行气象服务，不断促进我国气象业务的发展。

参考文献

[1] 中国气象局气象探测中心.地面气象观测业务技术规定[M].北京：气象出版社，2017：15-16.

[2] 中国气象局气象探测中心.地面气象观测业务技术规定[M].北京：气象出版社，2017：21-22.

[3] 中国气象局探测中心等.地面综合观测业务软件用户操作手册[M].北京：气象出版社，2017：30-33.

作者简介：吴自越（1983-）女，理学士，研究方向：县级综合业务;于勇（1979-）男，博士，研究方向：气溶胶。