自动气象站数据缺测的应急处理方法

宋磊 张继会

（黑龙江省新林区气象局，黑龙江 大兴安岭 165023）

一、自动气象站数据缺测原因分析

得益于科技水平的快速发展，在气象学领域，人工气象观测的方式已逐步被自动气象仪器和设备全面取代。自动气象仪器由于采用了较多精密的元器件和传感器，极易受到外界环境的变化而造成功能异常等情况。因此，由其引发的观测数据缺测也需引起相关技术人员的关注。对于这些异常事件，不仅扰乱了气象观测活动的有序开展，更影响气象数据的收集与分析的客观性与准确性。结合以往的实践经验总结自动气象站数据缺测的原因可以得出如下结论。

自动气象数据缺测可由于外部干扰而造成，例如，自然环境的温度过高或过低，遭受雷击，电磁干扰等现象都会引发观测仪器与设备内部的电子元器件损坏或出现功能异常，无法准确地采集和记录数据。其次，设备故障所导致的气象数据缺测也较为常见。由于气象观测站需要使用的大量计算机和仪器都要长时间的保持运转状态，难免存在仪器设备老化和故障等问题。随着计算机整体工作性能和运转稳定性的下降，在采集数据时出现系统崩溃或死机的概率会逐渐增加，这些都会导致观测数据的缺失。最后，气象数据的收集和传输过程需要依赖网络通道实现。而网络环境的信息安全状况也可能对气象数据的安全性造成威胁。恶意的网络病毒和数据传输过程中的信号丢失等问题都会导致自动气象站数据的缺测。

二、数据缺测应急处理方法分析

（一）极值数据缺测处理

极值缺测是一种较为常见的由气象仪器设备故障所造成的数据缺测现象。由于日观测极值数据出现较大波动或受外界环境因素影响而使其客观性下降等问题时，可根据当日其他时段的气象数据确定极值。如果无法确定某一时刻的气象数据的准确性，则可通过对照气象观测极值数据或人工数据来进行有针对性的筛选，同时将所有气象数据做好备注，以便后续进行极值数据的准确性复核。

（二）温、湿度数据缺测处理

温度和湿度等数据是气象监测中采集频率最高的数据类型。受到人为设置偏差或设备故障等异常因素的影响，气象温度和湿度数据的异常需要及时进行修正和补充，可利用分钟数据对气象监测范围内的水气压值进行反复核定。并根据一定时间内的温湿度变化规律提取真实可靠的气象数据作为记录内容。另外，在地面气象测报系统中，根据内箱采集到的温、湿度数据计算得到的反差水汽压和露点湿度等项目内容，应结合当天的气压值及温度变化的幅度用特殊符号进行标记，防止数据缺测带来较大的观测误差。

（三）蒸发量数据缺测处理

气象观测中，降雨量及蒸发数据的监测经常出现蒸发量为0的异常情况。通过以往的观测实践经验分析其原因，可能由传感器故障所导致。单位计量时间段内降雨量蒸发量的数据缺测可通过气象站的备份数据替代异常数据进行修复，如果数据库内没有事先存入备份数据时，则可用观测时间段相隔一小时以内的蒸发量数据进行内插式缺测处理。如果蒸发量数据是在两小时范围内的，则可用数据库完成缺测应急处理，必要时可通过人工监测获取准确的降水量数据。

三、加强自动气象站观测数据质量控制的措施

（一）落实数据维护与备份

在自动气象站的数据监测工作中，每日应设置同一时间段对当天所采集到的各类气象观测数据进行统计和检查。并同时完成备份入库和数据的维护等工作。根据气象站工作的开展流程及规范要求，对一些特殊领域的数据分类和存储时必须设立备份信息，保证数据库的完整性和安全性。对原始数据和新文件夹要同步完成备份，保证观测数据的安全性，避免缺测情况的发生。

（二）地面气象观测系统监控

除了要对自动气象站的数据库进行定期整理和检查外，还要实时监控信息统计的结果并判断其中是否存在异常数据。一旦发现某些气象观测数据与以往经验存在较大偏差，必须及时找到缺测原因，并根据具体的情况开展一系列应急处理措施。如果观测仪器出现设备故障，又难以维修的情况，要及时向上级申请协助，派出人工同步对观测数据进行记录，以此保证特定时段气象数据的完整程度。

（三）气象设备日常维护

为了保证自动气象站的监测工作能够按照计划有序推进，除了规范化自动仪器的使用方式外，还要定期对观测仪器进行功能的检查和维修保养等工作。根据自动气象站的工作周期可设置规律性的仪器维护保养时间节点。值班人员要提前对仪器的功能及运行状况进行检验。当工作人员换班时，也要同步完成仪器设备的交接工作。保证参与到自动气象数据采集和获取工作中的设备都具有良好的系统运行稳定性。当出现问题时，必须及时地进行零件更换或参数的调整，保证仪器运行状况的平稳。此外，日常还要注重对仪器设备防雷、供电、通讯及系统运行环境等可能对气象观测结果产生影响的外在因素的监督和规避。