自動氣象站草面溫度記錄異常判斷及處理方法

孫民

摘要 本文以商丘自動氣象站2015年9月草溫出現記錄異常為例，通過對機審結果進行分析、與鄰近站比較、確定出現故障的開始日期、開始和終止時間找出故障時段，提出相應處理方法，以期為其他臺站出現類似情況的處理提供借鑒作用。

關鍵詞 自動氣象站；草溫；異常判斷：處理方法；商丘站

中圖分類號 P415.12 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）10-0200-01

隨著自動氣象站正式投入單軌運行，取代了大部分人工觀測，具有采集數據及時、信息量大、記錄連續性強等優點。但自動站觀測數據不穩定，傳感器感應元件電量變化、時間常數、采集同步及傳輸等都會存在時間差異等，加上外界干擾、傳感器性能等非正常因素，造成自動站觀測數據出現野值。一般站觀測值與人工站觀測值、基本（準）站雙套站比較，其氣壓、氣溫、風、地溫、降水量等要素都與人工站觀測數據有一定差值范圍，觀測員也易發現問題。但草溫一般站無法比較，基本（準）站雙套站由于近地層溫度變化較大，如何判斷草溫是否異常，對觀測員提出了更高要求。商丘站2015年9月出現草面溫度記錄異常，通過實例按以下5種方法判斷草溫故障，僅供各站參考。

1 根據機審結果對逐條疑誤信息進行分析

應依據審查計算機審結果疑誤信息，審查各要素值變化是否規則或存在誤讀，配有自記儀器或自動儀器的項目，可與之比較，根據天氣形勢和系統分析記錄是否正確或某些現象是否可能出現進行初步分析，找出問題時次。因近地面層氣溫變化非常劇烈，經常出現跳變，根據對草溫影響最敏感的風速記錄比對，一般情況下夜間風速增大，草溫升高；風速減小，草溫下降，白天則相反。通過與相應時次的風速比較沒有找出草溫異常原因，進一步比較同時次1.5 m處的氣溫、0 cm地溫等要素并沒有顯著的變化，均不能解釋草溫記錄異常的原因。

2 與鄰站草溫記錄對比

草溫記錄包括月平均值、日平均值、逐時值。通過對草溫相關的風速、氣溫、地溫等要素進行比較沒有找出草溫異常原因。也可以用鄰站同要素進行比對，商丘站（58005）與鄰近的睢縣站（58001）、民權站（58004）、虞城站（58006）、寧陵站（58007）、夏邑站（58017）、永城站（58111）6個自動站，挑取其7—9月月平均草溫進行比較，發現商丘站7月月平均草溫（28.5 ℃）比6站平均值（28.1 ℃）偏高0.4 ℃，8月平均草溫（27.1 ℃）比6站平均值（26.8 ℃）偏高0.3 ℃，均屬正常；而9月平均草溫（25.6 ℃）比6站平均值（21.4 ℃）異常偏高4.2 ℃。商丘站7月、8月草溫與鄰近站的草溫曲線吻和，而9月出現1個峰值，可判斷出9月商丘站草溫明顯異常。

3 確定出現故障的開始日期

確定9月商丘站草溫故障后，要進一步確定出現故障的開始日期，從每日草溫日平均記錄滑動挑取中，發現兩日差值突變，24日草溫日平均20.1 ℃，25日草溫日平均24.5 ℃，突變4.4 ℃，25日與26日相差10.1 ℃；與同時次1.5 m處氣溫日平均相比，24日日平均20.8 ℃，25日日平均23.0 ℃（相差2.2 ℃），26日日平均20.9 ℃（相差2.1 ℃），說明草溫是25日開始變化，與其他6站21—30日24次日平均草溫比較（表1），發現商丘站25日日平均草溫較其他6站平均值偏高0.4 ℃，而后相差較大，26日、27日、28日、29日、30日分別相差13.3、18.4、16.0、15.6、1.0 ℃，通過比較可判斷25—29日草溫故障。

4 確定出現故障的開始時次

商丘站25日8：00草溫（22.0 ℃）與9：00草溫（41.3 ℃）相差19.3 ℃，而對應1.5 m處8：00為21.3 ℃，與9：00氣溫（22.6 ℃）相差1.3 ℃，8：00地面0 cm草溫為22.6 ℃，與9：00地面0 cm草溫（27.5 ℃）比較相差4.9 ℃。比較6站25日8：00—14：00草溫，發現商丘站25日9：00草溫與其他6站草溫相比最大相差18.1 ℃，與6站平均值相差15.7 ℃，可以判斷出商丘站草溫9：00開始出現故障。對于跳變數值多大可確定為野值，可依據自記記錄變化趨勢、觀測經驗和參考其他要素判斷[1]。

5 確定故障消除終止時次及處理方法

確定故障消除的終止時次主要以更換儀器時間作為參考，商丘站是9月29日16：00后更換草溫傳感器，草溫數據從17：00開始正常，出現故障日期、開始時間、結束時間都已經找出。根據《地面氣象觀測規范》第23章的要求，結合省局審核技術指導意見，正確處理方法是25日9：00至29日16：00草溫傳感器故障期間，各正點草溫記錄均按缺測處理，26—28日草溫日極值按缺測處理，25日和29日草溫日極值從實有記錄中挑取。需要注意的是，這種處理大多會影響到日極值，要注意重新挑取日極值并增加備注項[2]。

6 結語

目前草溫觀測因為沒有人工站觀測數值比較，不易發現問題。對于草溫的審核仍然以人工審核為主、計算機審核為輔的原則，為今后更好地實現審核智能化積累審核規則。當草溫數據出現異常要縱向（單站歷史變化）、橫向（鄰站同期變化）分析原因。查找出現故障的日期、開始時次、結束時次并對出現故障時次進行正確數據處理。要求值班員值班期間高度負責，及時發現并解決問題[3-4]。

7 參考文獻

[1] 章敬國，葉明義，胡在洪.自動站采集器“死機”期間記錄的處理[J].氣象，2006（12）：117-119.

[2] 汪可可，胡容，呂素珍，等.自動站分鐘數據跳變對日極值影響的處理方法[J].氣象與環境科學，2007（增刊1）：184-185.

[3] 蒙炤臻，林奕桐，李仕強，等.自動站溫度、雨量數據的質量控制方法和應用研究[J].氣象研究與應用，2014（1）：99-103.

[4] 張寧，江志紅，吳立廣.江蘇省自動站與基礎站降水觀測資料質量分析[J].大氣科學學報，2010（5）：606-614.