遼寧省即時天氣現象報告設計方法與實現技術

董海濤等

摘要為充分發揮遼寧省地面氣象觀測網作用，使業務部門能夠及時掌握各地發生的天氣實況信息，對國家級自動氣象站天氣現象觀測記錄進行二次編碼處理，及時準確地傳輸到省級部門進行集中處理，加以應用。即時天氣現象報告設計是以地面氣象觀測相關技術規范為基礎，采用VB6.0語言平臺開發，實現了天氣現象報告的制作與傳輸，并基于氣象內部網絡以WEB方式發布即時天氣現象實況信息，為不同崗位的業務和管理人員提供信息服務。

關鍵詞天氣現象；報告編制；數據傳輸；信息發布

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）21-07128-03

Design Method and Implementation Technology of Instant Weather Phenomena Report in Liaoning Province

DONG Haitao et al （Dandong Meteorological Bureau， Dandong， Liaoning 118000）

AbstractIn order to give full play to the Liaoning Province meteorological observation network， the business sector can timely grasp weather information all over the place， according to the two coding processing weather phenomenon observation record of National Automatic Weather Station， accurately transmits to the provincial departments timely， centralized processing， application. Instant weather report design is based on the China Meteorological Bureau related specification， realtime weather reporting system uses VB6.0 language development， production and transmission of weather report， and WEB internal network based on realtime meteorological weather phenomenon observation information， providing information service for different positions in business and management personnel.

Key words Weather phenomena； Report； Data transmission； Information release

隨著我國氣象業務自動化建設的迅速發展，氣象觀測方式正逐步轉型，部分氣象要素觀測已經實現了儀器自動化監測，如溫度、濕度、氣壓、風和降水等，包括天氣現象自動識別技術也隨之取得了突破性進展。馬舒慶等在實現天氣現象自動化研究領域做了大量的試驗工作，取得初步成效，但還處于研究和試驗，真正投入業務化運行還需一段時間。因此，在現階段我國天氣現象觀測方式仍以人工目測為主[1-3]。

遼寧省位于東北地區南部，屬大陸季風性氣候，特殊的地理位置和氣候條件成為氣象災害頻發、易發、嚴重的省份之一[4]。為使業務部門能夠隨時掌握各地發生的天氣實況信息，及時準確監測災害性天氣過程發生時間和程度。2005年遼寧省氣象局開展了即時天氣現象報告（簡稱即時報）氣象服務工作，天氣現象的收集→整理→應用，并結合天氣報、重要天氣報和加密自動站數據等資料反映臺站天氣實況，預測預報、業務管理和裝備保障等人員可以通過Web方式隨時查看全省天氣實況信息，為動態了解該地區天氣形勢變化和分析研判重要天氣過程提供重要參考依據，在天氣現象未實現自動化觀測前開展此項業務有重要的現實意義。筆者從即時報觀測業務的設計思路、編制方法、系統設計和應用效果等方面介紹設計原理和實現方法。

1即時天氣現象報告基本思路

地面氣象觀測規范規定天氣現象記錄內容包括現象的符號、起止時間和強度等信息[5]。以往獲取天氣實況資料的主要途徑是解析天氣報、重要天氣、加密自動站和雪情加密報等數據[6]，從表1可知天氣報無法反映出現象的起止時間，且獲取現象時效性很差；重要天氣報所反映的天氣現象數量有限，結束時間無法確定；加密自動站數據僅能反映出汛期（6～10月）降水強度情況，且降水現象的開始時間和結束時間又無法判斷；雪情加密報僅在冬季（11月～次年4月）期間進行定時觀測。因此，綜合以上氣象報和數據優缺點，適時增加即時報觀測業務，實現信息資料間互補。即時報設計是以中國氣象局《地面氣象觀測規范》（2003版）[5]和《地面氣象電碼手冊》[6]氣象行業規范為基礎，對臺站部分天氣現象進行二次編碼，形成標準電碼格式。利用“即時天氣現象編發系統”實現即時報編制、輸出和傳輸功能，省級部門對即時報進行解析還原處理，最終發布到天氣現象網站平臺上提供對外服務（圖1）。

圖1遼寧省即時天氣現象報告業務運行流程2即時天氣現象報告設計方法

2.1天氣現象選擇目前我國地面氣象觀測規范規定的天氣現象共有21種，反映了一定條件下大氣物理過程和天氣變化，部分天氣現象對交通、電力以及人民的生產生活有重要影響[7]。因此，選擇天氣現象綜合考慮了遼寧省天氣預警服務需要，主要有雨、陣雨、毛毛雨、雪、陣雪、雨夾雪、陣性雨夾雪、霧、雨凇、霧凇、沙塵暴、揚沙、浮塵等13種現象。

2.2臺站編發任務我國地面氣象觀測站按承擔的觀測任務和作用分為國家基準氣象站（簡稱基準站）、國家基本氣象站（簡稱基本站）和國家一般氣象站（簡稱一般站）。基準站和基本站要求天氣現象24 h連續觀測，一般站要求天氣現象僅在白天時段（08：00～20：00）進行觀測。即時報編發時間與氣象臺站的實際觀測方式保持一致性。只在啟動氣象災害應急響應特殊期間，所有氣象站實行全天24 h編發任務。

2.3基本電碼型式 地面氣象觀測中天氣現象的記錄內容包括天氣現象符號、開始時間、結束時間、強度和方向等。報文內容以天氣現象實際記錄內容進行編碼，報文順序與天氣現象記錄格式一致，電碼間以一個半角空格分隔。即時報按時間分為開始即時報和結束即時報兩大類，增加指示組表示報類。基本電碼型式為：（CCX）9999955555IIiii WW DDGGgg （vvvv） … … WW DDGGgg （vvvv），其中，CCX為更正報標識（X以字母A、B、C…順序表示更正次數）；9999955555為指示組（99999為開始即時報報告，55555為結束即時報）；IIiii為區站號；WW為天氣現象中文名稱；DDGGgg為天氣現象出現或終止時間（采用北京時，DD表示日，GG表示小時，gg表示分鐘，時間不明編報//////）；vvvv為視程障礙天氣現象（霧、吹雪、雪暴、沙塵暴、揚沙、浮塵）有效能見度加發該組，以米為單位，按實有記錄編報。電碼型式中加括號電碼組為可選項。

2.4編發技術方法參照中國氣象局《自動氣象站業務規章制度》（2003版）各類地面氣象電報的規定，即時報編發要求：當規定編報的天氣現象出現后，在10 min內編發天氣現象的開始報告，當該天氣現象已終止并達30 min后，在10 min內編發天氣現象的終止報告。對于一種天氣現象出現后又出現其他天氣現象時，可分別按天氣現象種類編發天氣現象的開始報告和終止報告；若2種或2種以上天氣現象的出現或終止時間間隔小于10 min時，可在一份開始報告或終止報告中編發2種或2種以上天氣現象。當即時報的編發時間與其他氣象電報重疊時，應先發其他氣象電報，后發即時報。即時報的過時報時限為規定發報時限后的50 min之內。當即時報編發錯誤時可編發更正報，更正報的時限同即時報的過時報時限。

對于降水現象（雨、陣雨、毛毛雨、雪、陣雪、雨夾雪、陣性雨夾雪）和視程障礙現象（沙塵暴、揚沙、浮塵），當一種現象轉為另一種現象時或前一種現象終止后30 min內出現另外現象時，不編發前一種現象的終止報告，編發后出現現象的開始報告和終止報告。對于霧、沙塵暴、揚沙、浮塵等視程障礙現象要加發能見度組，開始報告中要加發視程障礙現象出現時的能見度，終止報告中要加發整個視程障礙現象過程中的最小能見度。

3即時報編報系統設計

3.1系統框架結構系統界面采取單窗體結構（圖2），自上而下劃分為功能菜單欄、天氣現象選擇區、編制報文區和狀態顯示區4個部分。菜單欄主要是生成和傳輸即時報所需的參數環境以及必要的日志和幫助功能。天氣現象選擇區將13種天氣現象分類為視程障礙現象、降水現象和其他現象，天氣現象組由現象名稱和編碼兩部分組成，便于操作。編制報文區采取表格形式按照報文順序形成序列。在天氣現象列左邊設置了結束報文發報時間提醒時鐘。狀態顯示區可顯示即時報編制內容和文件傳輸時通信傳輸狀態。

圖2 遼寧省即時天氣象現象編報系統主窗體結構3.2系統技術結構系統采用VB6.0可視化語言作為開發工具，方便在Windows系統運行。在流程設計上更多考慮了業務人員觀測習慣，支持鼠標或鍵盤操作。在操作步驟和功能處理上盡可能集約化，簡化操作流程，增強人機對話，提升系統質量控制和數據審核能力，天氣現象的符號和時間選擇過程中增加了重復現象檢查和時間格式審核功能；將即時報報文格式檢查、時效檢查、視程障礙現象與能見度相關性檢查和編制輸出集成“計算編報”一鍵功能；將即時報數據時效檢查、網絡傳輸、系統日志和打印輸出集成“上傳報文”一鍵功能（圖3）。

3.3系統主要功能即時天氣現象編報系統是用來完成臺站即時報報文編制與網絡傳輸，主要功能包括參數設置、計圖3遼寧省即時天氣現象編報系統技術結構算編報、上傳報文、時鐘預警和日志查看五部分，每個部分又包含不同的子功能，具體功能結構如圖4所示。

3.3.1參數設置。系統參數設置主要包括臺站參數、通信圖4即時天氣現象編報系統的主要功能結構參數和輸出參數。臺站參數包括臺站區站號、臺站字母代碼；通信參數包括IP地址、用戶名、用戶口令和遠程路徑；輸出參數主要為打印設備型號和報警聲音路徑選項信息。報文參數信息因氣象臺站而設，是編制即時報的基礎。

3.3.2計算編報。在計算編報過程中添加了對報文格式檢查和時效檢查，其中報文格式檢查主要對報文的時間格式、天氣現象符合重復性和視程障礙現象與能見度相關性等檢查進行數據質量控制，以人機對話形式控制報文輸出，通過質量檢查后在狀態顯示區顯示即時報報文結果。

3.3.3上傳報文。在上傳報文過程中添加了報文傳輸時限檢查功能，根據報文的時間與系統時間進行比對審核即時報是否符合上傳時間。報文傳輸成功后自動獲取回執、打印輸出報文和形成日志，采用API函數實現數據上傳，可以提高系統穩定和通信效率。

3.3.4時效預警。即時報結束報文傳輸時間為天氣現象結束后30 min后發出，系統結合實際增加了結束報文自動預警功能，根據天氣現象結束時間與北京時間差值大小進行判斷，是否啟時鐘報警模塊來提醒用戶操作。

3.3.5日志查看。主要包括查看該系統運行情況的系統日志和查看報文上傳情況與獲取回執的報文日志。

4應用效果

即時報觀測業務在遼寧省氣象部門已經開展多年，基于氣象內部網絡建立的WEB版應用平臺可以顯示每個氣象臺站的天氣現象種類、開始時間、持續時間、強度等信息（圖5），并與天氣報、重要天氣報和加密自動站數據等資料結合形成多樣化信息產品（圖6），面向預測預報人員、業務管理人員和臺站觀測人員使用，作為遼寧省一項獨有觀測業務開展至今，彌補了省級部門天氣實況信息不及時和不全面的缺點，有效提高天氣形勢研判能力和提升氣象決策服務水平，為開展形式多樣的氣象服務工作提供了強有力的數據支持。

圖5遼寧省氣象臺站即時天氣現象監控平臺安徽農業科學2014年5結語

目前，遼寧省即時報觀測業務從天氣現象觀測數據的“收集→傳輸→整理→應用”已發展成為比較成熟的觀測項目，并結合實際業務需要引入天氣報、重要天氣報、加密自動站數據等資料展示出多樣化服務產品，滿足了不同崗位業務人員需求。隨著地面氣象觀測自動化和業務體制改革不斷發展，天氣現象觀測未完全實現自動化前，即時報觀測業務將作為補充資料，完善天氣實況監測資料，滿足該地區氣象服務的快速響應機制和及時準確要求，在遼寧省天氣預警氣象服務中發揮著重要作用。

圖6遼寧省天氣現象實況多樣化信息服務參考文獻

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