地面氣象要素異常數據處理——以國家觀測一般站為例

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地面氣象要素異常數據處理——以國家觀測一般站為例

1.長樂市氣象局 2.青海省湟中縣氣象局 黃 欣1林麗萱1賈 璇2

針對臺站地面綜合觀測業務軟件中的氣象要素異常數據，結合福州市長樂站多年來實踐中的處理情況，總結各要素（氣溫、氣壓、風、能見度、降水、地溫）分鐘數據、日數據疑誤處理措施，以期為類似臺站提供經驗借鑒。

異常數據 氣象要素 處理措施

臺站地面綜合觀測業務軟件是整個地面綜合觀測自動化系統的重要內容之一，其實施目的是根據中國氣象局自動化觀測系統發展要求，立足于自動化觀測和自動化業務流程，開發能對多種地面觀測設備進行統一管理且靈活配置的綜合集成業務軟件，以充分發揮自動化觀測設備效能，節約臺站人力資源，加強基層臺站氣象服務保障能力，提升自動探測網的建設效益。其主要功能有數據收集顯示、質量控制、綜合判別、數據傳輸、業務監控、工作管理等，現用臺站地面綜合觀測業務軟件_MOI版本為3.0.0.2。

在軟件實際運行過程中，采集器、通訊網絡等原因會出現要素的疑誤信息，這就要求地面觀測員對其進行正確處理。吳明江等探討了自動站地面氣象觀測數據文件維護與審核辦法[1],徐泉麗等介紹了自動氣象站異常記錄的處理[2]，李輝等分析了自動氣象站缺測數據的處理辦法[3]。福州市長樂地面觀測站為國家一般站，自動化觀測已運行十余年，現將該站在地面氣象觀測業務中需注意的業務操作規定和觀測要素數據的異?；蛞烧`處理進行剖析和歸納，以期今后地面觀測員再遇到此類問題時，避免盲目或不當處理。

1 觀測要素的異常處理

1.1 氣溫異常處理

按如下順序代替：正點時次的記錄首先查看正點前（51～00分）后（01～10分）十分鐘內接近正點[4]的有效數據，其次查看備用自動站的正點數據，最后應該在下一個正點能內差的數據做內差處理后補傳。連續兩個或以上正點數據缺測時，不能內插，仍按缺測處理。內插可跨日界。如以上數據都沒有，保留人工觀測的臺站用人工觀測值代替；已取消人工觀測的臺站可啟動便攜式自動站補測；確實沒有可替代數據時，按缺測處理。

當氣溫為代替值時，水汽壓和露點溫度均需反查求得。

1.2相對濕度異常處理

⑴與氣溫異常處理的順序代替相同。

⑵相對濕度為代替值時，水汽壓和露點溫度均需反查求得。

⑶反查時濕球加U。例如溫度23.1℃、濕度55%，如圖1所示。

圖1

1.3 本站氣壓和海平面氣壓異常處理

⑴與氣溫異常處理的順序代替相同。用備份自動站記錄代替或人工補測時，若感應部分高度不一致，應將代替或補測的本站氣壓訂正到現用自動站氣壓傳感器的高度上來，再以此計算海平面氣壓[4]。

⑵海平面氣壓需反查求得（反查時本站氣壓加P）。例如氣溫23.1℃，前12小時氣溫：19.8℃；本站氣壓：1000.1，如圖2所示。

圖2

1.4 風的異常處理

正點時次10分鐘、2分鐘平均風首先查看正點前后十分鐘接近正點的有效數據，其次查看備用自動站正點數據。再次查看備用自動站正點前后十分鐘有無有效數據。如以上數據都沒有，保留人工觀測的臺站用人工觀測值代替，已取消人工觀測的臺站可啟動便攜式自動站補測。確實沒有可替代數據時，按缺測處理。風向、風速異常時，均不能內插，瞬時風向和瞬時風速異常時按缺測處理。10分鐘、2分鐘平均風有缺測時，不能相互代替[4]。

1.5 能見度有明顯差異或錯誤

能見度自動觀測的臺站，非定時觀測時次的正點數據中，所有的異?；蝈e誤能見度數據均按缺測處理，僅對定時時次的能見度進行人工補測，能見度觀測記錄仍以自動觀測為準，允許自動能見度記錄與天氣現象不匹配。人工觀測值存入新長Z文件CW段的能見度段和VV段10分鐘平均能見度段，其他VV段自動能見度數據按缺測處理。例如人工觀測值：25000米，如圖3所示。如果能見度自動觀測記錄缺測時不能做內插處理，不能用正點前后十分鐘接近正點的記錄代替。

圖3

1.6 降水異常處理

自動觀測降水量記錄異常時，首先用備用自動站翻斗雨量傳感器代替，其次應及時啟用人工補測，影響到相應分鐘降水量，按缺測處理。若翻斗雨量記錄的過程總量與人工雨量筒觀測量的差值百分率與其它正常時次相當，則按正常處理。若翻斗雨量記錄的降水量明顯偏小或滯后嚴重，該時段的分鐘和小時降水量按缺測處理，定時降水量用人工觀測記錄代替。例如，假設自動觀測降水量從09:35-10:23缺測，10時和11時用備用自動站數據代替，相關分鐘降水時段按缺測處理，如圖4所示。

圖4

若無降水現象，因其它原因（昆蟲、風沙、樹葉、清洗儀器或翻斗雨量傳感器故障）造成多余記錄時，應刪除該時段內的所有分鐘和小時降水量。該情況須在值班日記中說明[4]。

在降水現象停止后，仍有降水量，若可以判斷為滯后降水（其量一般為0.1mm、0.2mm、0.3mm，且滯后時間不超過兩小時），可以將該量累加到降水現象停止的那一分鐘和小時時段內，否則將該量刪除。夜間（20-08時）能夠判斷為滯后降水的，按前述處理；無法判斷的，按正常處理。

降水量與分鐘降水量合計值不相等時的處理方法：①能夠確定正確值時，則用正確值來替代分鐘值或者小時值。②如若小時值正確但不能給出正確的分鐘值時，則將分鐘值缺測。③若分鐘值和小時值均不能給出正確值時，則均按缺測處理。

以上情況出現后，如果影響了后續時次的降水量統計，也要對受影響的時次進行處理。

1.7 地溫異常處理

與氣溫異常處理的順序代替相同。

1.8 異常記錄處理注意事項

（1）白天正點記錄異常時，定時觀測時次的記錄應及時處理，其它正點時次的記錄應在下一定時觀測前完成修改、上傳。夜間正點記錄異常時，應在當日10時前完成修改、上傳。若夜間異常數據影響到08、09時記錄時，應在10時前對08、09時相應記錄進行修改、上傳。

（2）連續兩個或以上正點數據缺測時，不能用內插處理，仍按缺測處理。內插可以跨日界。

（3）任何一種觀測要素分鐘數據異常時均按缺測處理，不進行內插，不用備份自動站記錄替代。

（4）自動站每小時正點數據與該正點時的分鐘數據不一致時，一般維持原紀錄。對前后記錄進行分析，若確認正點數據有疑誤，可用改正點的分鐘數據代替；若確認正點分鐘數據有疑誤，可用正點值代替。

（5）4次平均值和24次平均值可以互相代替。

（6）自動站降水量、日照時值有缺測時，連續缺測2小時及以上時，日總量均按缺測處理。

（7）異常數據的處理應在備注欄注明，并在MDOS中填報。

2 小時極值處理

某時次的氣溫、相對濕度、氣壓、風速、地溫因分鐘數據異常而影響小時極值挑取時，時極值應該從本時次其他正常分鐘實有記錄和經處理過的正點值中挑取。如若極值從本時次正常分鐘實有記錄中挑得，則極值和出現時間按正常記錄。如若極值是經過處理的正點值，而正點值是為正點后十分鐘的代替數值、備用站的正點記錄值、前后時次內插值記錄值，則極值出現時間記為正點00分。不能從以上記錄中挑取時，時極值按缺測處理。

3 日數據異常處理

首先，日照時值有缺測時，日總量按缺測處理。

第二，蒸發量時值連續缺測兩個小時及以上時，日總量按缺測處理。

第三，天氣現象霾的記錄。日內正點時次的現在天氣現象（ww段）出現為霾且持續記錄6個（含）以上時次，則當日日數據文件連續天氣現象段記錄霾。

4 結論

長樂大監站為國家地面觀測一般站，自動觀測項目有氣溫、氣壓、風、能見度、降水、地溫等氣象要素，在日常工作中碰到不少疑誤信息，對處理疑誤信息等方法措施給予總結整理，以期為類似臺站提供借鑒。

[1] 吳明江,宋文英,錢強寒,等.自動站地面氣象觀測數據文件維護與審核辦法[J]. 氣象科技,2011,39(6):814-817.

[2] 徐泉麗,靳小秋,王梅娟,等.淺談自動氣象站異常記錄的處理[J]. 安徽農學通報,2010, 16(2):133.

[3] 李輝.淺析自動氣象站缺測數據的處理辦法[J].氣象水文海洋儀器, 2011, 28(4):30-32.

[4] 中國氣象局綜合觀測司. 地面氣象觀測業務技術規定(2016版).