河南歷史氣象資料應用探討

張青珍 王國安

摘 要：隨著歷史氣象資料數字化工作逐年推進，氣象資料數據集產品也不斷豐富。氣象現代探測技術飛速發展，使得觀測資料種類日益多樣化。資料服務需求逐年遞增，氣象資料服務方式也在不斷改進。數據集提取較為困難，對外共享資料尚需規范化管理，服務手段相對落后。就新形勢下如何做好氣象資料服務工作加以探討，以更好地滿足社會大眾的需求。

關鍵詞：氣象資料;資料服務;探討

Abstract：With the development of the digitization of historical meteorological in recent years，the data set have been constantly enriched.As modern meteorological detection technology rapidly developed，the type of observation data has been increasingly diversified.The demand for data service has been increased gradually.The service mode of meteorological data is also improving.It is difficult to extract the data set issued by China Meteorological Administration，thus standardized management is required for external sharing data.However，the service means are relatively backward.This paper discusses how to do a good job in meteorological data service under the new situation，so as to better meet the needs of the public.

Key words：Meteorological data;data service;discussion

近年來，探測業務的快速發展與落后的資料服務手段之間的矛盾日益凸顯，為了適應新形勢，必須對資料服務各個環節出現的問題進行逐一探討，并尋找對策加以解決。

1 氣象資料的種類日益多樣化

1.1 歷史氣象資料數字化和基礎氣象資料不斷增加

河南省于1979年啟動地面氣象資料信息化工作，2003年對國家基本（準）氣象站降水自記紙進行了掃描和降水跡線提取[1]，形成了全省17個站的分鐘和小時降水數字化成果數據集。2009年起隨著風能資源數據庫專項風自記數字化工作的開展[2]，先后進行了十幾期數字化項目，共形成了50多個數字化成果數據集，包含500多萬個文件，容量達10多個TB。中國氣象局先后研制并下發了90多個數據集產品，為氣象業務提供了基礎支撐。通過數字化工作的開展，盤活了館藏已久的紙質歷史氣象資料，形成了很多個數據集產品。目前，我們自己開發了1981—2010年標準氣候值數據集、中國氣象輻射基本要素數據集的提取程序，其他數據集的提取仍需要探索。

1.2 氣象部門現代探測技術飛速發展

河南2000年開始建設自動氣象站，2010年121個國家級站點全部實現了自動站觀測。2007年開始建設區域自動氣象站，2019年達到了2544個。近幾年新增氣溶膠觀測站（PM2.5、PM10）、農田小氣候及作物自動觀測站、交通自動氣象站、自動土壤水分觀測站、新裝閃電定位儀、大氣電場儀、雨滴譜儀、微波輻射計、風廓線儀、智能天氣現象儀等設備，大氣探測手段不斷提高。一是新增了多種觀測站，二是新增了觀測要素，三是觀測頻次加密到分鐘級。我們僅關注了數據傳輸的及時率、可用率，但這些數據的使用率和資料的歷史積累率還沒有引起重視。

1.3 氣象資料匯交與部門之間資料共享

（1）氣象資料匯交。為適應我國大數據發展戰略的迫切需求，推動氣象數據資源匯集共享，更加科學地為國家重大經濟社會發展戰略、國家防災減災救災體系建設和社會民生等做好氣象預報服務，中國氣象局印發了《氣象探測資料匯交管理辦法》[3]，要求各部門、民間組織以及個人所有從事氣象探測的，通過規定或約定，將獲取的氣象觀測資料匯交到氣象部門。河南氣象資料匯交工作正在籌備中，面臨的問題，首先是氣象探測資料匯交共享平臺的搭建和管理，然后是收集整理、審核評估、加工處理、存儲管理、匯交資料的上報、共享應用。

（2）部門之間資料共享。氣象部門與農業、水利、水文和環保、民航等多個部門已開展了資料共享。根據周自江的定義[4]：氣象資料指通過一切可能的觀測、探測、遙測手段收集到的或加工處理得到的，來自地球大氣圈及其他相鄰圈層的，與大氣狀態變化規律有關的信息元素或數值分析結果。與氣象部門共享資料的這些部門都有自己觀測的資料，很多屬于氣象資料的范疇。匯集外部門的氣象資料，對于建設“智慧氣象”非常重要。只有跨行業、跨部門做到“共享出去，共享過來”，才能積累更加齊全的氣象資料，在“智慧氣象”建設中才能開拓思路，凝練出最優化的建設方案。

1.4 數據融合和再分析資料

通過各種數據分析處理技術以及多源數據融合技術，生成資料分析產品，利用數值模式進行資料的再分析，獲得質量可靠、空間覆蓋完整、分辨率高的氣象資料再分析產品。這對于氣象資料服務具有重要意義，它提高了氣象資料的科技附加值。我國目前發布的數據融合產品有中國地面與CMORPH融合逐小時降水產品、中國地面與CMORPH融合逐日降水產品[5]等。這些產品在河南資料服務中尚未被廣泛利用。

2 資料服務需求不斷增加

2.1 氣象系統內部服務日益增多

據統計，近幾年對氣象內部的資料服務次數呈逐年增加的趨勢。隨著科研項目和工作任務的增加，全國綜合氣象信息共享平臺和中國局下發的90多個數據集已經不能滿足客戶對氣象資料的需求，歷史氣象資料的深加工迫在眉睫。近年來，根據暴雨強度公式編制和海綿城市建設項目需求[6]，對全省17個基本（準）站歷年歷次暴雨過程進行了挑取，為省轄市局編制暴雨強度公式提供了數據支撐;為災害預警、春播、麥收、防汛抗旱、治霾環保等專項決策服務材料、臺風等災害年鑒編寫;為遷站對比分析、氣象科研人員課題研究、論文撰寫等，提供了多次資料服務和技術指導。一些服務成果是經過精心處理和加工得到的，具有一定的重復利用價值，可作為數據集的補充內容來保存，但這需要建立相應的標準來分類保存。

2.2 氣象系統外部服務逐年遞增

據統計，近年對氣象系統外部的資料服務次數也呈逐年遞增的趨勢。近幾年對外服務的主要類型有：用于車輛和房屋受損的保險理賠、案件訴訟或偵破、工程施工延期等開具的氣象資料證明類;用于電力安裝的勘察設計、地質及災害調查、環境評價、水利建設、資源利用等項目研究類;農業科研、動物檢驗檢疫、生產潛力研究、產量分析等工農業生產保障類;教育機構建立數據模型、氣象數據分析、學生畢業論文等教育科研類;為史志編纂、省情概覽等每年提供的定期氣候概況更新類等。

3 氣象資料與服務需求存在的不相適應

3.1 服務手段單一

資料服務的常規手段是使用“地面氣象月報表數據文件查詢軟件”（簡稱為“SMSD”）和氣候整編軟件（服務版）;30年氣候標準值（1981—2010年）提取采用“氣候標準值查詢系統”。相對于氣象資料的多樣化，資料服務的手段還顯得落后。數據集數據的提取、圖像產品的制作還需要自己開發程序來做，服務能力尚需進一步提高。

3.2 資料均一化欠缺

站址遷移、觀測要素和時次增減、業務調整等，都給資料的使用造成了混亂。凡站址遷移過的臺站，其某個要素的變化一般會呈現不連續性。當這個長序列的資料用于科研，就會對用戶產生誤導。河南的歷史氣象資料急需均一化。

3.3 歷史氣象資料服務產品不夠豐富

對氣象部門內部提供的資料都是以文本方式，少有圖表。對外部提供的服務產品還有屏幕截取的圖像、表格、曲線圖、玫瑰圖、紙質打印資料等。從安全和提高氣象資料的科技附加值角度出發，應充分利用格點化資料、數據融合產品、再分析資料來加工處理，開發更多滿足客戶需求的新型服務產品。

4 資料服務中的有益探索

4.1 規范氣象資料服務流程

我們不斷完善服務流程，由用戶提交申請單，主管部門審批，服務單位提取資料，用戶簽訂安全使用協議。氣象證明的開具自2019年起實行屬地化管理，并開辟了網上資料服務通道，完善了網上審批流程。由用戶網上申報、職能部門審批、服務部門制作產品、窗口單位負責提供服務，實現了一體化服務。

4.2 逐步對資料進行均一化處理

采取序列訂正、插補訂正、代用計算、資料融合等技術，實現了資料的均一化處理，建立“服務用氣象資料”數據集。

4.3 不斷完善資料序列

資料缺測時，必須采取插補計算、鄰站記錄代替、格點數據代替等措施[7]，盡可能提供完整長序列的資料。

5 結語

堅持把公益服務放在第一位，秉承氣象為國民經濟服務的理念，積極建設“服務用資料”數據集，增加氣象資料的科技附加值，努力提高氣象資料服務的經濟效益，更好地滿足社會需求。

參考文獻：

[1]王伯民.彩色掃描圖形數字化處理技術的研究——氣象歷史檔案拯救技術探索之一[J].應用氣象學報，2003，14（6）：763-768.

[2]藏海家，吳顯中.氣象記錄檔案數字化工作實踐及分析[J].中國檔案，2008（5）：34-36.

[3]田翠英.氣象資料業務規定與政策[R].北京：中國氣象局，2017.

[4]周自江.氣象資料業務概述[R].北京：中國氣象局，2017.

[5]師春香.多源數據融合與再分析產品研制進展[R].北京：中國氣象局，2017.

[6]中華人民共和國住房和城鄉建設部、中國氣象局.北京：城市暴雨強度公式編制和設計暴雨雨型確定技術導則.

[7]中國氣象局.地面氣象觀測規范.北京：氣象出版社，2003.

作者簡介：張青珍（1972— ），女，河南社旗人，本科，副高，從事氣象數據服務工作。