自動氣象站數據缺測的應急處理方法

宋磊 張繼會

（黑龍江省新林區氣象局，黑龍江 大興安嶺 165023）

一、自動氣象站數據缺測原因分析

得益于科技水平的快速發展，在氣象學領域，人工氣象觀測的方式已逐步被自動氣象儀器和設備全面取代。自動氣象儀器由于采用了較多精密的元器件和傳感器，極易受到外界環境的變化而造成功能異常等情況。因此，由其引發的觀測數據缺測也需引起相關技術人員的關注。對于這些異常事件，不僅擾亂了氣象觀測活動的有序開展，更影響氣象數據的收集與分析的客觀性與準確性。結合以往的實踐經驗總結自動氣象站數據缺測的原因可以得出如下結論。

自動氣象數據缺測可由于外部干擾而造成，例如，自然環境的溫度過高或過低，遭受雷擊，電磁干擾等現象都會引發觀測儀器與設備內部的電子元器件損壞或出現功能異常，無法準確地采集和記錄數據。其次，設備故障所導致的氣象數據缺測也較為常見。由于氣象觀測站需要使用的大量計算機和儀器都要長時間的保持運轉狀態，難免存在儀器設備老化和故障等問題。隨著計算機整體工作性能和運轉穩定性的下降，在采集數據時出現系統崩潰或死機的概率會逐漸增加，這些都會導致觀測數據的缺失。最后，氣象數據的收集和傳輸過程需要依賴網絡通道實現。而網絡環境的信息安全狀況也可能對氣象數據的安全性造成威脅。惡意的網絡病毒和數據傳輸過程中的信號丟失等問題都會導致自動氣象站數據的缺測。

二、數據缺測應急處理方法分析

（一）極值數據缺測處理

極值缺測是一種較為常見的由氣象儀器設備故障所造成的數據缺測現象。由于日觀測極值數據出現較大波動或受外界環境因素影響而使其客觀性下降等問題時，可根據當日其他時段的氣象數據確定極值。如果無法確定某一時刻的氣象數據的準確性，則可通過對照氣象觀測極值數據或人工數據來進行有針對性的篩選，同時將所有氣象數據做好備注，以便后續進行極值數據的準確性復核。

（二）溫、濕度數據缺測處理

溫度和濕度等數據是氣象監測中采集頻率最高的數據類型。受到人為設置偏差或設備故障等異常因素的影響，氣象溫度和濕度數據的異常需要及時進行修正和補充，可利用分鐘數據對氣象監測范圍內的水氣壓值進行反復核定。并根據一定時間內的溫濕度變化規律提取真實可靠的氣象數據作為記錄內容。另外，在地面氣象測報系統中，根據內箱采集到的溫、濕度數據計算得到的反差水汽壓和露點濕度等項目內容，應結合當天的氣壓值及溫度變化的幅度用特殊符號進行標記，防止數據缺測帶來較大的觀測誤差。

（三）蒸發量數據缺測處理

氣象觀測中，降雨量及蒸發數據的監測經常出現蒸發量為0的異常情況。通過以往的觀測實踐經驗分析其原因，可能由傳感器故障所導致。單位計量時間段內降雨量蒸發量的數據缺測可通過氣象站的備份數據替代異常數據進行修復，如果數據庫內沒有事先存入備份數據時，則可用觀測時間段相隔一小時以內的蒸發量數據進行內插式缺測處理。如果蒸發量數據是在兩小時范圍內的，則可用數據庫完成缺測應急處理，必要時可通過人工監測獲取準確的降水量數據。

三、加強自動氣象站觀測數據質量控制的措施

（一）落實數據維護與備份

在自動氣象站的數據監測工作中，每日應設置同一時間段對當天所采集到的各類氣象觀測數據進行統計和檢查。并同時完成備份入庫和數據的維護等工作。根據氣象站工作的開展流程及規范要求，對一些特殊領域的數據分類和存儲時必須設立備份信息，保證數據庫的完整性和安全性。對原始數據和新文件夾要同步完成備份，保證觀測數據的安全性，避免缺測情況的發生。

（二）地面氣象觀測系統監控

除了要對自動氣象站的數據庫進行定期整理和檢查外，還要實時監控信息統計的結果并判斷其中是否存在異常數據。一旦發現某些氣象觀測數據與以往經驗存在較大偏差，必須及時找到缺測原因，并根據具體的情況開展一系列應急處理措施。如果觀測儀器出現設備故障，又難以維修的情況，要及時向上級申請協助，派出人工同步對觀測數據進行記錄，以此保證特定時段氣象數據的完整程度。

（三）氣象設備日常維護

為了保證自動氣象站的監測工作能夠按照計劃有序推進，除了規范化自動儀器的使用方式外，還要定期對觀測儀器進行功能的檢查和維修保養等工作。根據自動氣象站的工作周期可設置規律性的儀器維護保養時間節點。值班人員要提前對儀器的功能及運行狀況進行檢驗。當工作人員換班時，也要同步完成儀器設備的交接工作。保證參與到自動氣象數據采集和獲取工作中的設備都具有良好的系統運行穩定性。當出現問題時，必須及時地進行零件更換或參數的調整，保證儀器運行狀況的平穩。此外，日常還要注重對儀器設備防雷、供電、通訊及系統運行環境等可能對氣象觀測結果產生影響的外在因素的監督和規避。