地面氣象觀測業務自動化改革創新探析

陳洪良 顧荊奕 陳彥

摘 要：地面氣象觀測地面工作已經成為氣象觀測的重要組成部分，改革創新地面氣象觀測工作是時代發展的需要。地面氣象觀測業務自動化改革創新可實現更多觀測項目的優化，降低臺站人員工作強度及工作量，實現自動判識、圖像識別蘊藏科技等技術，基層氣象部門應按照“穩步推進、統籌集約、滾動評估”的原則，積極響應上級部署，精心規劃、全力落實，穩步推進地面觀測自動化改革各項工作。

關鍵詞：地面氣象觀測;業務自動化;改革創新

信息時代科技日新月異，面對社會發展需求的不斷提高，也需要氣象工作的持續改革創新，現代科學技術的發展為地面觀測自動化提供了新的技術基礎、思路和手段，推動地面觀測不斷進步、優化，全面實現氣象現代化、建成現代化氣象強國，這也是適應國際、國內科技發展趨勢的必然選擇。

一、地面氣象觀測業務自動化改革創新重要作用

1.實現了更多觀測項目的優化

2019年6月15日起，我國地面氣象觀測項目將被優化調整為39項，此次優化的觀測項目包含日常預報服務中所需的氣象要素，其中中國氣象局包括氣溫、 氣壓、濕度、風向、風速、降水、能見度、地面溫度、淺層及深層地溫、大型蒸發、日照、輻射、總云量、云高、凍土、毛毛雨、雨、雪、雨夾雪、冰雹、大風、露、霜、霧、輕霧、霾、浮塵、揚沙、沙塵暴、結冰、雷暴等32項統一布局的觀測項目，各級氣象局在參考國家規定標準的基礎上，可根據當地氣候特征和預報服務需求自定雨凇、霧凇、電線積冰、積雪、雪深、最大冰雹最大直徑和平均重量等7項觀測項目。同時，地面氣象觀測自動化改革嘗試取消臺站日常守班、人工定時觀測、人工連續觀測天氣現象、重要天氣報、地面觀測記錄簿記錄、值班日記填寫、人工數據質量控制等7任務，以此更合理的優化配置現有的人力資源。

2.降低工作強度及工作量

地面氣象觀測自動化試運行后，采取雙軌運行模式，臺站按現行觀測方式進行觀測并上傳數據，按改革后觀測方式獲取的數據作為業務應用數據，現行觀測方式獲取的數據作為備份，通過試運行并總結評估運行效果，最終實現地面觀測的自動化。這樣不僅使氣象觀測現代化水平達到先進國家水平，奠定氣象觀測實現綜合化、智能化、信息化、社會化的堅實基礎，與此同時，傳統有人值守相關的基礎設施維持和后勤保障等費用都會經過調整后顯著下降，臺站業務人員將實現轉型發展，由原來以業務值守為主調整為以本站觀測系統運行保障、數據處理分析和轄區內其他觀測設施維護保障等工作為主，工作重心轉向數據應用，有利于降低業務人員工作強度和工作量，更好地履行預報、服務等職能。

3.實現自動判識、圖像識別蘊藏科技

通過地面氣象觀測改革創新，不斷完善自動觀測設備及應用衛星遙感、多源數據自動綜合判識、智能圖像識別等多種技術手段逐步實現自動化觀測，其中多源數據自動綜合判識技術的應用在此次改革中最具創新性，在自動化觀測中起到重要作用，這是由湖南省氣象局牽頭，江蘇省、安徽省、寧夏回族自治區氣象局參與共同開發完成，可為全國2400余個國家級地面站的每一站依據其歷史資料和相關資料統一建立成一個模型，實現露、霜等地面凝結現象，輕霧、霧、霾、沙塵暴等視程障礙現象，結冰等其他現象，總云量、云高，雷暴等項目的自動化觀測。例如凍土觀測，記錄全國有凍土觀測任務臺站的凍土記錄與本站某一時段小時地面溫度、淺層地溫、深層地溫、土壤含水量等數據進行分析后，建立單站凍土深度關系方程，此后的日常觀測中，只需把臺站實時采集的小時地面溫度、淺層溫度、深層溫度、土壤含水量等數據帶入已經建立的本站凍土深度關系方程，就能實時得出凍土深度觀測數據。多源數據自動綜合判識技術的應用將大幅提升地面氣象觀測時效性、觀測頻次和空間密度，在前期7個試點省（自治區、直轄市）試點時試行時發現，多源數據自動綜合判識技術的數據時效比人工觀測縮短約5倍，觀測頻次提升約4倍，部分觀測項目空間密度可提升約2倍。還有更多值得期待的新技術應用，如天氣現象視頻智能觀測儀，可通過視頻進行智能圖像識別，目前已實現總云量、云狀、結冰和積雪等氣象要素的自動識別，其中云量識別精度達88%，積雪識別精度達95%，該技術也將投入試點運行。

二、地面氣象觀測業務自動化改革創新應對

為深入貫徹落實中國氣象局關于全面實現氣象現代化和全面深化氣象改革的決策部署，地方氣象部門要按照“穩步推進、統籌集約、滾動評估”的原則，精心部署、全力落實，穩步推進地面觀測自動化改革各項工作。

1.應成立自動化改革業務工作組，確定各小組成員的主要職責和具體分工，加強組織領導，建立健全工作機制，強化技術支撐，加大財政資金的投入，并做好廣泛宣傳動員等措施，為改革工作的推動掃清障礙。

2.由省氣象部門編制《江蘇省氣象信息中心地面氣象觀測自動化改革試點實施方案》和《江蘇省氣象信息中心地面氣象觀測自動化改革試點業務流程》，做到目標明確、任務具體、切實可行，積極穩妥地推進觀測自動化進程，分類、分步、分級實施。

3.此次軟件升級是為適應地面氣象觀測自動化改革需要，調減臺站部分觀測項目，中國氣象局通過多源數據綜合判識等技術手段逐步實現人工觀測項目的自動化觀測，將觀測數據人工質量控制、設備運行狀態監控任務由臺站調至省級，充分發揮觀測項目效益，提高業務布局、流程的集約化和高效率。基層氣象部門要按照中國氣象局部署積極推進MDOS系統、CIMISS綜合判識軟件和MUSIC接口軟件的升級工作，積極與省氣象局人事處溝通，請求上級氣象部門下派工作人員進行指導，解決基層臺站面臨的數據審核人員不足等問題。 積極推進CTS 2.0切換工作，梳理好數據傳輸流程，了解熟悉上級部門編制的CTS 2.0切換技術方案和切換進展簡報，有序開展切換工作。

4.安排部署改革創新后科學配置崗位職責、自動化業務評估等工作，確保地面觀測自動化改革工作切實發揮效益。江蘇省是地面氣象觀測自動化改革的試點省份之一，地面氣象觀測自動化改革試行工作可為全國地面氣象觀測自動化改革提供借鑒經驗和科學依據，對效提升了我省氣象觀測現代化水平十分有利。

三、結語

地面氣象觀測自動化是推進氣象現代化的重要舉措，我國氣象事業的發展要想趕上世界先進水平，進一步優化調整地面氣象觀測項目，全面梳理尚未實現自動化觀測、自動編報的地面觀測項目，逐一提出實現自動化的時間表、路線圖，優化調整適應地面氣象觀測自動化的業務流程和國家地面氣象觀測站的資源配置，推進觀測自動化、不斷深化觀測體制改革，通過改革解決觀測重大技術問題、重大業務調整和事業發展問題，推進觀測自動化必須面對新的技術需求和變化，研發出新的觀測技術手段，為全面推進觀測自動化奠定技術基礎。各級氣象部門要在中國氣象局加強該項工作的組織領導下，加強學習培訓，積極提升基層業務人員綜合業務能力，持續推進地面氣象觀測全面實現自動化的各項工作。

參考文獻：

[1] 孫琪.全國地面氣象觀測自動化改革措施[J]. 科學技術創新，2018（31）.

[2] 郝澤東.新形勢下地面氣象觀測綜合業務工作重點探析[J]. 南方農機，2018（5）.

作者簡介：陳洪良（1976-）男，漢族，江蘇蘇州人，本科，工程師，從事地面氣象觀測，綜合氣象服務工作。