降水类天气现象平行观测常见问题及处理

盖晓波 陈明

摘要：按照《地面气象观测规范》的相关规定，当某一观测项目由人工观测改为自动观测时，为了了解两种观测方式所获取的气象资料序列差异，以及差异性对数据资料连续性的影响必须进行平行观测。按照规定平行观测的时间至少要两年。2017年降水现象仪开始在台站安装使用，目前已经进入平行观测的第二阶段。本文分析了本站降水类天气现象平行观测第一阶段出现常见问题，并对处理方法进行了探讨，为确保原始数据资料的连续性、完整性和准确性，确保数据质量和应用满足气象现代化业务工作的发展需求。

关键词：降水类天气现象;平行观测;异常处理

中图分类号：P412

文献标识码：A

地面天气现象观测是地面气象观测的主要观测项目之一，降水类现象是各类天气现象中非常重要组成部分，降水类现象的自动化观测是利用雨滴谱测量原理，利用光学观测设备来进行的降水现象观测和雨滴图谱观测，有效地提高了降水现象观测的自动化程度，也减轻了基层观测人员业务工作量，为气象预报和气象服务提供更多准确及时的气象信息。同时自动监测设备在基层台站的广泛使用有利于推进我国气象部门天气现象自动化观测进程，丰富降水类现象的观测方法，进一步满足气象基础业务、气象服务和气象科学研究的需求。

1降水类天气现象人工和自动监测的差异

1.1识别类型的差异

自动降水类现象识别类型为毛毛雨、雨、雪、雨夹雪和冰雹等5种天气现象，人工观测保留毛毛雨、雨、阵雨、雪、阵雪、雨夹雪、阵性雨夹雪和冰雹等8种天气现象。

1.2观测时次的差异

平行观测第一阶段以人工观测为主， 人工观测白天时段降水现象保持人工连续观测，夜间时段的降水现象应尽量判断记录，只记符号，不记起止时间，夜间时段的记录时间没有严格限制，可以发现，记录也可以判断记录;自动降水现象仪器为24h连续自动观测，气象观测数据输出频次为1次/min。

1.3仪器设备的差异

降水现象仪主要由传感器、数据采集单元、供电控制单元和附件等部分组成。降水类现象的自动化观测是利用雨滴谱测量原理进行的降水现象观测和雨滴图谱观测，不同降水天气现象的具有不同的降水粒子，根据降水粒子的直径和下落末速度的分布上有不同来进行区分。降水现象仪根据降水粒子对激光信号的衰减影响的程度，通过检测降水粒子的直径和下落末速度等，从而确定降水粒子的图谱分布，判断输出降水现象的类型。人工观测是通过人工连续观测实际出现的各类天气现象，复杂的天气现象和综合天气现象需要进行分析和研判。

1.4观测场地的差异

降水现象仪安装在对天气状况最具代表性的地点，仪器周围需要没有遮挡物和反射表面的影响物，同时要远离大型的建筑物，远离产生热量以及妨碍降雨的设备设施。按照《地面气象观测规范》及相关文件要求，一般安装在观测场的西北角，避免树木和周围污染源的影响。

2降水类天气现象自动监测存在的问题及处理

2.1不同现象之 间的转换频繁

由于自动化观测设备主要是利用雨滴直径和下落末速度的分布上有不同来进行区分降水类天气现象的，在实际观测过程中存在的问题较多的就是两种不同现象之间的转换频繁，尤其是直径达到临界值时，经常出现的是雨与毛毛雨两种天气现象的频繁转换。温度值达到临界值时出现雨与雪、雨与雨夹雪、雨夹雪与雪之间的几种现象的频繁转换，给数据资料的记录造成混乱。

2.2自 动天气现象判断不准确

毛毛雨是细小且十分均匀的液态降水，下降情况不易分辨，看上去随空气微弱的运动漂浮在空中，迎面有潮湿感，落在水面无波纹，毛毛雨出现是在天空湿度较大时的稳定气层，尤其是在有雾和层云时出现的一种天气现象，自动化观测设备主要是利用雨滴直径区分各类现象的，当直径达到标准时自动判断为毛毛雨，实际天空条件不符合出现毛毛雨天气现象。

2.3自动天气现象的判断受到仪器设备的影响

本站2019年6月9日白天时段自动记录出现降水现象，实际无降水现象，分析原因是院外浇水溅到仪器周围产生，要避免这类影响数据采集的行为，出现这种现象判断为自动观测异常，需要对记录进行质控和订正处理;当自动仪器采样区有蜘蛛网、飞虫、灰尘、树枝和树叶等也会影响到数据采集、影响到设备的正常运行造成错误的判断，要及时维护和清理仪器采样区。

2.4“降水现象平行观测软件”的设置影响天气现象的自动记录

平行观测期间同时还需要运行“降水现象平行观测软件”，首先确保“降水现象平行观测软件”参数设置正确，尤其是第一阶段以人工观测为主，数据路径设置直接影响数据的生成。在月初月份转换时容易出现路径设置错误，当观测数据异常时要及时检查路径设置是否正确;另外要确保“降水现象平行观测软件”时刻处于启动状态，关闭软件会影响数据记录的完整性，会对数据的记录和文件的生成造成错误;还需要注意平行观测软件的时间设置是否保持一致，否则可能会造成数据的缺失。

3做好自动设备的监测和维护

自动设备在业务运行中要做好日常巡视和维护工作。及时发现数据错误或异常同时要及时做出处理，查明异常现象出现的原因，积极开展维护或维修工作。

台站业务人员要在每天的日出后和日落前加强对设备的巡视，发现降水现象仪器内尤其是采样区有蜘蛛网、灰尘、树枝和树叶等影响数据采集的杂物异物，要及时进行清理。

每月及时检查供电设施和UPS设备，保证供电设备安全。避免雷击事件发生。

一般每三个月要对激光发射和接收装置进行清洁处理，可以用脱脂棉沾少量无水乙醇擦拭窗口玻璃。春季风大或者夏季雨量大时可根据设备附近环境的情况，适当缩短对设备的维护的时间间隔。尤其是出现大幅度降温、积雪、高湿、低湿等特殊天气前后要加强对仪器设备的维护，可以消除或降低这些事件对数据质量的影响。

参考文献：

[1]中国气象局.地面气象观测数据文件和记录簿表格式[S].北京：气象出版社，2004.

[2]中国气象局.地面气象测报业务软件操作手册[M].北京：气象出版社，2005.

[3]陈明，盖晓波.新型自动站几种异常情况的处理[J].现代农业科技，2014（24）：248-249.

[4]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

作者简介：陈明（1972-），女，高级工程师，研究方向：综合氣象观测和资料服务。