新型自動氣象站觀測數據缺測原因及處理

摘 要：本文結合汕頭市氣象局使用新型自動氣象站的實際，首先簡要探討了新型自動氣象站觀測數據缺測原因，并針對觀測數據缺測給出了相應的處理對策，最后給出幾點降低觀測數據缺測率的建議，僅供相關部門進行參考。

關鍵詞：新型自動氣象站 觀測數據 缺測 原因 處理

汕頭市地處亞歐大陸的東南端、太平洋西岸，瀕臨南海。冬季常吹偏北風，夏季常吹偏南風或東南風，具有明顯的季風氣候特征。全市溫和濕潤，陽光充足，雨水充沛，無霜期長，春季潮濕，陰雨日多。自汕頭市氣象局使用新型自動氣象站以來，在降低觀測人員勞動強度的同時，還提升了地面氣象測報工作效率。在新型自動氣象站運行中，也會有觀測數據缺測的問題出現，降低了氣象觀測數據的完整性和可靠性水平。基于此，本文重點對新型自動氣象站觀測數據缺測原因及處理進行分析，以增強臺站氣象觀測數據的準確性水平。

1、新型自動氣象站觀測數據缺測原因

1.1 觀測儀器維護不當

對于臺站內的近地面層觀測儀器來說，在出現強降雨天氣后，裸露在地面的感應器元件會被泥土掩埋或表面不光潔，進而造成地溫觀測數據異常或缺測。若積水出現在深層地溫套管內，將會打破地溫數據的變化規律；對于外部有保護罩的觀測儀器來說，一旦雨水浸入會影響觀測數據的準確性，若違反操作規范，直接使用清水沖洗百葉箱，也會使溫濕度數據缺測。

1.2環境因素

地面氣象觀測工作中需要使用很多觀測儀器設備，這些設備都屬于高集成的電子器件，受周圍環境的影較大，若在觀測場四周存在電磁場，極易使觀測數據缺測，地溫數據缺測的情況較多。另外，自動氣象站周圍的小氣候環境及所在區域內濕度、溫度、日照時數等氣象要素發生變化也會造成觀測數據缺測。

1.3硬件設備故障

儀器性能不佳也會引起新型自動氣象站觀測數據缺測。例如采集器供電電壓異常；傳感器和數據線之間的連接口出現松動；外部數據線使用年限較長開裂，這些均會造成觀測數據缺測；網絡故障使采集數據掉包引起的觀測數據缺測。這些因儀器觀測性能造成的觀測數據缺測，隱蔽性較強，很難第一時間發現，需要人工逐一檢查后確定。

2、新型自動氣象站觀測數據缺測處理辦法

2.1日極值缺測

一天中，若臺站中的氣溫、相對濕度、氣壓等的自動觀測記錄出現部分缺測或極值異常，對于可以準確判斷在異常時間段內沒有該日極值的，應從其他正常時次的記錄中挑選該日日極值；若不能準確在異常時間段內是否有該日極值，則該日日極值應按照自動氣象站、人工觀測、自記紙的順序進行挑選；若是從人工觀測或自記紙挑選的日極值，需要極值出現時間進行缺測處理；若自動觀測和人工觀測到的極值相同，其出現時間應按照自動觀測記錄時間為準；若臺站沒有人工觀測記錄，日極值應從現有的自動氣象站時極值中挑取；若自動觀測記錄全天均出現缺測，則除了地面、草面最高和最低溫度根據缺測處理外，其余氣象要素的極值應從人工補測的定時觀測記錄中挑選。

2.2風向風速數據缺測

業務中規定，若新型自動氣象站風向、風速數據記錄缺測，則正點時次的記錄應依次按照正點前10min記錄、正點后10min記錄、備份自動站記錄的順序進行替代。其具體操作步驟為：若瞬時風向、風速缺測，缺測數據可以使用備份站數據替代；若備份站數據缺測，應將風向、風速數據按照缺測處理；若2min和10min風向、風速數據缺測，按照正點前10min記錄、正點后10min記錄的順序替代，若正點前/后10min的自動觀測數據均出現缺測，可以選用備份站正點時刻的觀測數據替代，若備份站正點數據缺測，應按照缺測處理。

2.3降水量數據缺測

在地面氣象觀測工作中，若觀測人員發現只有降水記錄卻沒有降水天氣，需要刪除該時次內的所有小時和分鐘降水量數據。在“時降水量”對應的單元格中輸入“—”，并該時段內所有的分鐘降水量數據選中并輸入“—”，應詳細標注到值班日記中。對于在降水天氣結束后仍舊有降水量數據的情況，降水量在0.1～0.3mm之間，且降水時間在2h內，可以將其判定為滯后降水，如果可以準確判定該滯后降水是傳感器故障造成的，應將該時次內的“時降水量”數據減去滯后降水量數據，隨后將分鐘降水量表格中的滯后降水刪除，在質量控制完成后保存退出。選中降水停止時次對應的數據，將滯后降水累加到時降水量和分鐘降水量降水停止的那分鐘內，否則直接將滯后降水刪除。若臺站夜間不守班，而滯后降水卻出現在20：00～08：00期間，因不能準確判斷滯后降水出現的時間，此時應按照正常情況處理，并詳細標明到值班日記中。

2.4蒸發量數據缺測

若蒸發量數據缺測是強降水天氣引起的，可以根據蒸發量指標偏差程度來處理缺測數據。日蒸發量偏差值=（1-日實際觀測蒸發量數值/歷年該時刻日蒸發量平均數值）×100%，若日蒸發量偏差值低于±10%，蒸發量數據還有使用價值；若日蒸發量偏差值在±10～±20%之間，此時的蒸發量數據還能使用，應在備注欄中詳細標明偏差問題；若日蒸發量偏差值在±20%以上，需要將蒸發量數據按照缺測處理。若蒸發量缺測時間在1h內，可以通過內插的方法求出缺測的蒸發數據；若缺測時間超過1h，應對當日的所有蒸發量數據按照缺測處理。對于雙軌運行觀測模式的臺站，當自動站觀測到的蒸發量數據缺測，缺測數據應使用人工站替代。只要在蒸發量日合計一欄中有人工站蒸發量觀測數據，則該日的蒸發量數據就不會按照缺測處理。

3、降低觀測數據缺測的建議

3.1做好臺站監控管理工作

為了提升新型自動氣象站觀測數據質量，不斷完善網絡監控平臺，同時還要做好監控管理工作。對氣象要素數據進行實時監測，一旦發現網絡故障或數據異常，盡快使用有針對性的措施進行處理。若故障問題較為棘手，且在短時間內得不到解決，應尋求上級部門的幫助，故障問題沒有得到解決之前，通過人工方式錄入相應的數據信息，以確保氣象觀測數據的完整性，增強觀測數據質量。

3.2做好觀測儀器設備管理維護

觀測人員應根據規范要求，定期對觀測儀器進行清潔，將表面的灰塵、雜物清除干凈；定期對自動站防雷裝置性能進行檢查，防止儀器設備遭受雷擊；檢查臺站中的線纜能否正常運行，是否出現老化和破損；做好計算機、網絡的檢查和維護，做好電腦系統軟件的殺毒和升級工作，為業務軟件提供良好的運行環境。

4結論

針對汕頭市新型自動氣象站觀測數據缺測情況，需要不斷增強觀測人員處理異常數據的能力。同時將人工預審和氣象設計軟件進行結合，不斷積累觀測經驗，使用正確的方式處理缺測數據，增強觀測數據的準確性和完整性水平，進一步推動汕頭市氣象服務工作可以順利開展。

參考文獻

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[2]杜肖肖，張立清，王宗海.淺談如何減少地面氣象觀測數據的缺測率[J].農業與技術，2015，35（2）.

作者簡介

陳楚宏（1970-），男，漢族，廣東省揭陽市惠來縣人，大專畢業，助理工程師，從事地面氣象觀測業務和報表預審工作。