農業氣象臺站歷史沿革現狀分析

王秀琴 丁林

(新疆維吾爾自治區氣象檔案館，新疆 烏魯木齊 830000)

引言

氣象臺站歷史沿革信息是氣象觀測記錄數據的重要背景信息，是了解氣象數據、管理氣象數據、應用氣象數據所必須的基礎信息[1]。氣象臺站歷史沿革數據文件記錄了各氣象站點自建站以來各個發展變化歷程。包括臺站名稱、臺站級別、臺站位置、觀測要素、觀測儀器等20余項臺站元數據信息，是分析、檢驗、訂正氣象資料序列的重要參考依據。長期以來，各級氣象部門在氣象檔案的歸檔，特別是氣象記錄檔案的歸檔方面做了大量工作，出臺了一系列管理辦法和技術標準，為氣象臺站歷史沿革的編制提奠定了基礎，提供了寶貴的第一手資料，氣象臺站檔案登記管理也日益健全，但從全國各省氣象臺站歷史沿革編制實施過程看，都或多或少出現了各類問題[2-4]。

新疆作為我國重要農牧業生產基地，農業氣象觀測站成為氣象觀測站網的重要組成部分。新疆農業氣象觀測始于20世紀80年代初。截至目前，共有農業氣象觀測站49個，觀測作物主要有小麥、玉米、棉花、牧草、大豆、油葵、甜菜等，特色觀測主要有番茄、蟠桃、葡萄、甜瓜、紅棗、核桃、石榴、巴旦杏、杏子、枸杞、香梨、蘋果等，同時承擔草本、木本、動物等多項物候觀測任務[5,6]。

農業氣象站是測定和研究農作物整個生長發育過程、產量及生長期氣象條件的陣地，農農業氣象臺站歷史沿革反映農業氣象站及其業務的變動情況，是農業發展和變革的珍貴記錄。

1 新疆農業氣象臺站歷史沿革現狀

為適應氣象數據管理現代化和數據共享服務的需要，中國氣象局先后于2010年和2020年發布或更新了《酸雨氣象臺站歷史沿革數據文件格式》[7]及《氣象臺站歷史沿革數據文件格式》[1]，用以規范地面、高空、輻射及酸雨氣象臺站歷史沿革數據的編報、存檔和應用。對于農業氣象臺站歷史沿革，目前的編制依據主要為2012年中國氣象局下發的《農業氣象臺站歷史沿革數據文件格式》指導性文件。自2010年后，中國氣象先后2次大規模組織全國各省編制氣象臺站沿革。但由于種種原因，新疆農業氣象臺站歷史沿革信息的完整性、一致性、連續性、準確性仍未得到有效提升。

雖然沿革編制的指導性文件從沿革命名、結構、格式及文件項目表等方面規定了農業氣象臺站歷史沿革數據文件的編報要求。但新疆農業氣象觀測站有其本身的復雜性，如作物觀測地段位置變更頻率高，觀測作物種類變化大、物候觀測連續性差等，使農業氣象臺站歷史沿革編制難度大，審核校驗效果差等問題凸顯。

2 新疆農業氣象臺站歷史沿革信息存在的問題

2021年新疆維吾爾自治區氣象信息中心組織補充臺站歷史沿革信息，具體實施過程中，發現農業氣象臺站歷史沿革數據問題較多，造成數據利用缺憾。主要表現在以下幾個方面。

2.1 文件名命名錯誤

農業氣象臺站歷史沿革數據文件名LNIIiiix Y1Y1Y1Y1Y2Y2Y2Y2.TXT中的Y1Y1Y1Y1和Y2Y2Y2Y2指記錄該文件數據的開始年份和終止年份，而非本次補充編制年份起止段。如某站2021年對LNIIiiix19812012沿革文件進行補充完善至2020年，更新后的文件名應為LNIIiiix19812020。文件名中的年份只與記錄相關，與更新日期及更新時段無關。

2.2 臺站位置變動情況項(標識碼05[55])初始行標識碼錯誤

臺站位置標識碼“05”表示臺站觀測場位置變動；“55”表示經緯度、拔海高度因測量方法等原因改變或地名、地理環境變動，但臺站觀測場位置并沒有變動。在編制說明中的編報要求是“填寫內容與[QX/T 37—2005]中05[55]內容一致”，但從沿革文件中發現，每位編制者理解不一，主要分歧點在于一部分人認為應完全與地面觀測站歷史沿革此時間段記錄信息一致，一部分人認為此項第1行應以05起編。對照《氣象臺站歷史沿革數據文件格式》，同時從農業氣象觀測站歷史沿革的獨立性考慮，此項內容首行應以05起編，后續有變動，增加55項較為妥貼。

2.3 觀測要素項(標識碼06)與觀測地段位置項(標識碼07)對應關系混亂，遺漏要素多

06項表示該站建站以來所有觀測作物要素、自然物候要素、畜牧要素相關信息。其開始年月日、終止年月日及要素種類應與07觀測地段位置項記錄具有一致性，06項觀測要素種類不應少于07項。如某站07項記錄顯示該站1985年4月6日首次觀測春油菜；1987年7月27日結束；1996年4月24日至今一直有春玉米觀測，06項記錄應與其對應2條：06/19850406/19870727/農作物/春油菜；06/19960424/99999999/農作物/春玉米。

2.4 觀測地段位置項(標識碼07)中觀測場拔海高度差編制規則不一

數據格式中只說明填報觀測地段與觀測場拔海高度差，以“米”為單位，不足位前面補“0”。編制過程中出現規則不一現象。有保留整數的，有保留1位小數的，有將高度差取絕對值的，有將高度差帶符號表示的。根據《地面氣象觀測規范》對觀測場拔海高度的定義及小數位數要求，此項應保留1位小數處理為宜，且保留高度差符號，如某站拔海高度差為-45.6m，編報“-0456”。

2.5 觀測儀器項(標識碼08)及測量方法項(標識碼09)與觀測地段位置項(標識碼07)信息一致性差

08觀測儀器項應編報所有07觀測要素項涉及的觀測要素種類使用的儀器設備情況，觀測儀器不明，應編報為“？”。如某站1981年4月4月—1982年7月11日承擔過春小麥的觀測任務，但觀測儀器設備不明，應編報為：“08/19810404/19820711/農作物(春小麥)/?”，不應漏缺此行。同理，09測量方法項也應與07觀測地段的觀測要素有一一對應關系。且08項、09項應保證同一作物起止時間一致并與06項起、止時間在同一年份且不矛盾，如玉米，06項07項開始時間：19920508；08項、09項應為19920101。

2.6 觀測記錄項(標識碼12)遺漏較多

新疆農業氣象觀測自20世紀80年代初開始被正式列為氣象部門觀測項目。20世紀90年代中期不斷完善觀測項目與觀測標準，21世紀初，逐步向自動化轉型。期間產生了不同類型的觀測記錄。從目前沿革數據信息看，遺漏信息較多。如，1994年開始使用農業氣象新規范，農氣薄由之前的記錄簿-1(農作物)按照觀測要素分為了記錄簿-1-1(作物生育狀況觀測)和記錄簿-1-2(作物生長量測定)，農氣表-1不變。記錄簿-2(土壤水分)情況同記錄簿-1，分為了記錄簿-2-1(土壤水分；烘干稱重法)、記錄簿-2-2(土壤水分；中子儀)、記錄簿-2-3(土壤水文、物理特性；中子儀)，氣表-2的變化與氣簿-2是一一對應的。所以要注意氣簿、表記錄要分段記載。由于農氣表已于2013年停止上報，故所有晚于2013年終止的農表終止時間均修改為20121231；同時根據氣預函〔2013〕114號文件要求，應添加農業氣象觀測記錄年報表數據文件(N、C)，開始時間20130101。

2.7 沿革數據來源項(標識碼17)中農業氣象觀測記錄年報表數據文件(N、C)文件遺漏較多

在首次組織編制1980—2010年農業氣象觀測臺站沿革時，中國氣象局對編報沿革數據文件信息主要來源進行了列表，隨著業務的與時俱進，此表尚未更新，編制人員應根據業務發展，及時補充相應信息。如2013年起各省停止報送紙質農業氣象觀測記錄年報表，只通過通信系統向傳輸電子農業氣象觀測記錄年報表文件(N、C文件)。17項應與12項保持一致，增添N、C文件數據條。

2.8 沿革文件中出現的標點、符號全半角混用

沿革數據文件中出現的標點及相關符號均使用英文狀態下半角，但因目前編制方式均采用TXT文件直接編輯模式，半角、全角混用，及多空行等問題頻發。

3 新疆農業氣象臺站歷史沿革編制建議

農業氣象臺站歷史沿革信息編制是一項長期持續性工作，目前編制方式智能化遠遠不能滿足業務需求。建立全國統一的可視化編制系統成為迫切需求。由于農業氣象觀測報表文件為TXT格式，各文件涵蓋數據量大，人工讀取技術落后，出錯率高，可通過批處理技術對報表文件進行快速解析，運用字符串匹配或映射等算法，采用界限值、內部一致性、時變、位變檢查及特定標識等質控方法，實現數據檢索、補充及完善。同時對疑誤信息采用人機交互方式進行確認或修改，實現歷史沿革制作半自動化、查閱、統計全自動化，確保農業氣象臺站歷史沿革信息編制工作高效運行，滿足氣象服務需求[8]。

具體到沿革編制目前存在的諸多問題，實現半自動或自動化的關鍵在于程序的設計，程序設計的核心為數據檢索后的取舍及前后項的邏輯判斷。

3.1 加強規范標準建設，完善明確模糊項

目前農業氣象臺站歷史沿革未出臺相關標準，各項編制要求存在模糊定義，建議對各編制項做詳細注釋，如觀測地段位置中觀測場拔海高度差的編制。應結合目前業務相關規定，給出具體編制要求，正負號表示、差值精確度等做出明確規定。

3.2 文件命名及標點使用處理

針對命名錯誤，標點半角、全角錯誤等，直接通過程序對文件內容提取信息，進行正確性研判，發現矛盾或不一致現象，向編制人員提出錯誤報警，運行日志記錄報警信息及其后的修改日程。

3.3 臺站位置變動情況標識碼確認

各臺站位置標識碼段都應首行為“05”起編，表示農業氣象觀測站建立時確定的觀測場位置情況；后期標識碼根據數據行經、緯度、拔海高度情況初始判斷05[55]具體選項，一旦出現經緯度、拔海高度變化，應默認為編制05，同時向編制人員提出確認信息。

3.4 觀測要素項與觀測地段位置項對應關系分析

有觀測地段位置記錄，說明臺站有對應觀測要素，故觀測地段與觀測位置的關系為多對多的關系，即同一觀測要素可能對應多個觀測地段，同一觀測地段不同歷史時期可能對應多個觀測要素。但必須明確兩者年份的一致性，即有觀測要素的年份，在觀測地段位置中必然也有相應年份該要素記錄，反之，有觀測地段位置記錄的年份信息，觀測要素記錄中一定有對應年份區間。兩者出現遺漏，應提出疑誤信息。

3.5 觀測儀器項、測量方法項與觀測要素、觀測地段位置項信息判斷

觀測儀器項應大于等于觀測要素項，測量方法項也應大于等于觀測要素項，且觀測儀器項與測量方法項應保證同一作物起止時間一致，且早于或等于觀測要素項及觀測地段項日期。

3.6 觀測記錄項、數據來源項的遺漏補充

各臺站觀測項目及觀測記錄方法的變更一般遵循新疆氣象局統一安排，建議制定出大的業務變更信息表，如新規范、新記錄簿的使用、報表格式的變化、報表介質的變化等，對照信息表，檢查現有記錄，對遺漏信息或時間不一致信息提出疑誤提醒，人工進行確認。

4 結論

農業氣象臺站歷史沿革目前采用全人工方式進行編制，存在由于人為原因造成的命名錯誤、數據精度錯誤及數據前后矛盾不匹配現象。應從制度建設、系統建設2方面整體提升編制效率及準確率。

農業氣象臺站歷史沿革集中反映了當地農業發展的歷史脈絡，通過沿革文件，可以綜合表述當地種植結構的改變、作物種植品種的更新、種植方式的進步以及土壤成分的變化，同時物候觀測記錄也集中反映了當地動、植物適應氣候變化的規律，可為當地生產服務提供有效參考。做好新疆農業氣象臺站歷史沿革的編制是實現數據檢索、服務的基礎，將為當地為農服務氣候資料數據集研制、數據均一性檢驗與訂正等提供第一手數據支撐。