自動氣象站數據異常的處理

杜紅，李嘵峰

（1.石河子氣象局，新疆石河子 832000；2.黑龍江省氣象臺，黑龍江哈爾濱 150030）

自動氣象站數據異常的處理

杜紅1，李嘵峰2

（1.石河子氣象局，新疆石河子 832000；2.黑龍江省氣象臺，黑龍江哈爾濱 150030）

本文以3個國家級氣象觀測站正點數據缺測情況處理為基礎，詳細闡述了形成月報數據過程中正點地面氣象要素數據Z文件、地面氣象觀測數據A文件和分鐘觀測數據J文件出現異常的原因和處理方法，以及為預防這些文件出錯所采取的措施，保證氣象資料的完整性和準確性。

自動站氣象站；數據資料；異常

1 引言

自動氣象站作為一種先進的地面遙測設備，在提高觀測的時空密度、改善觀測質量上有很大優點，自動氣象站各傳感器的感應元件輸出電量因氣象要素值的變化而變化，這種變化被采集器采集，經過線性化和定量化處理，實現工程量到要素量的轉換，再對數據進行篩選，得出各個氣象要素值，并按一定的格式存儲在采集器中。采集器中的數據通過通訊端口傳輸到計算機中，先形成實時地面氣象要素數據文件ZZ.TXT，同時將分鐘數據存入逐分鐘地面數據文件AWS*.RTD，然后形成分鐘數據文件（P、T、U、R、W）、正點地面氣象要素數據文件Z文件。每日通過逐日數據維護,讀取Z文件數據形成B文件,月底由B文件和5個分鐘要素文件（P、T、U、R、W）轉換形成地面氣象觀測數據文件A文件和分鐘觀測數據文件J文件[1-3]。但在我們日常業務工作中，難免因設備軟硬件故障或誤操作，造成數據資料的全部或部分丟失或出現數據異常等情況，給原始氣象資料的積累造成難以挽回的損失，本文根據多年工作經驗，針對異常情況進行分析，找出了解決問題的方法。

2 形成月報數據過程中數據異常的處理

2.1 Z文件資料缺測時的恢復

由于地面氣象測報系統軟件內的系統參數不正確、通訊接口接觸不好、通訊線纜破損、自動站受外來因素雷擊、電磁等干擾、計算機系統受到病毒攻擊、計算機與采集器時間不一致等都可以造成采集器中數據不能寫入計算機，出現Z文件中無數據、Z文件沒有卸載成功，即使采集器卸載數據成功，在將數據寫入Z文件時也出現錯誤。但是分鐘數據ZZ.txt、AWS*.RTD文件不會受此影響，數據正常，所以在Z文件出現上述情況應按照以下方法處理：

（1）可以通過“常規數據卸載”功能，恢復和補救Z文件中的數據。這里需要注意的是：因采集器存儲容量是有限的，目前大多數采集器只能保存約15 d的定時數據或7 d的定時數據和3 d的分鐘數據，能夠從采集器中恢復補救的數據是有限的。在進行“常規數據卸載”的過程中，由于數據卸載占用了采集器的通訊接口，選取的時次要少一些，減少對正點數據的正常采集的影響。

（2）從ZZ.txt、AWS*.RTD文件中獲取，啟動“自動氣象站數據質量控制”，打開Z文件，選取缺測的小時正點數據，再在“文件”中點擊“數據導入”，從RTD文件導入相應正點數據（見圖1），保存經過修改后的文件，再從“AWSDataQCFile”文件夾中將修改后的文件復制到“AWSSource”文件夾中。

（3）出現一個月內存在兩個Z文件，這種情況通常是軟件升級造成，只需用記事本打開這兩個Z文件，將其中一個Z文件的正常數據拷貝到另一個Z文件的缺少資料就可以了，注意保持記錄存儲的格式，每條記錄結束一定不要有多余的空格，否則會造成文件數據紊亂，用“自動氣象站數據質量控制”軟件不能讀取。

2.2 J文件數據異常的處理

造成J文件數據異常主要是分鐘數據的跳變或缺測，容易出現分鐘數據跳變的要素主要有氣壓、溫度、濕度。分鐘數據跳變按其對正點值的影響，主要分3種情況：

（1）與A文件正點數據不一致或缺測，但不影響日極值和正點值，遇到這種情況比較好處理，只需將異常值用A文件中正點值替換就可以了。

（2）跨越正點跳變，影響正點值，甚至影響日極值。遇到這種情況，可根據《地面氣象規范技術解答》，可優先用正點前10 min記錄、后用正點后10 min記錄代替00分記錄，A文件用處理后的J文件00分值代替，保持A文件和J文件數值一致，這些情況都應在備注欄注明。

（3）在兩正點之間可能影響日極值也可能不影響。此時J文件如有連續一分鐘或以上跳變，則分鐘數據均缺測，影響日極值的，日極值重新挑取。對分種數據跳變應及時處理，結合本站特點，進行分析判斷，既要考慮正常的大氣擾動出現的特殊情況（如颮線過境），又要剔除異常值。

2.3 A文件數據異常的處理

A文件中的各正點時次數據資料異常時盡量用其它數據代替，保持資料的完整性。A文件正點數據異常時，可在地面氣象測報業務系統軟件（OSSMO 2004）中，通過“逐日地面數據維護”處理，處理后不影響日極值挑取，但要在備注欄內注明不正常記錄處理方法以及日、旬、月統計方法。

3 采取的主要措施

（1）保持自動站設備處于正常連續的運行狀態，每小時正點前10 min要查看數據采集器的顯示屏或計算機顯示的實時觀測數據是否正常。

（2）儀器設備的日常維護。在自動站出現數據丟失時，應及時發現，并排除故障。

（3）做好數據備份。每天20:00后檢查當日的記錄是否齊全，并做好當日數據文件的備份。以免造成丟失數據。

（4）每天注意正確的對時。每天19:00將自動站采集器時間與電臺時間進行對時，校準時鐘，使其誤差在30 s之內，同時保持計算機和采集器時間的同步。

4 小結

分鐘要素文件（P、T、U、R、W）相當于人工觀測站的壓、溫、濕、雨量、風自記紙，分鐘數據文件和Z文件構成自動站的原始數據。一般情況下，觀測員不能修改原始數據文件，但對于外來因素（如人工調試、自動站校準）所造成的數據失真或缺測等，要及時處理，以免影響上傳數據文件的正確、下個時次的發報和月報資料的形成。作為觀測員要熟練掌握各個文件的生成原理和文件存儲格式、路徑及內容，這樣才能及時發現問題，并進行補救處理，保持數據文件的完整和連續，避免因原始數據的丟失而造成不應有的損失。

1002－252X（2011）02－0029－01

2011－3－6

杜紅（1977-）,女，新疆伽師縣人，成都信息工程學院，本科生，工程師.