人工站小时雨量缺测用自动站代替的探讨

陈 璟，蒲利荣，林堃儒

1.揭阳市气象局，广东 揭阳 522031

2.清远市气象局，广东 清远 511515

3.玉林市气象局，广西 玉林 537000

0 引言

目前，多数地面气象观测站处于人工站向自动站转轨的过渡期，需要进行为期两年的平行观测，在人工站与自动站平行观测期，

根据观测规范[1]规定“降水量自记迹线有缺测，若缺测时间跨越某一个或几个正点时，有关各时降水量应用其它雨量计的自记记录代替”。那么，在为期两年的平行观测期且在自动站小时雨量记录正常的情况下，测报员在遇到人工站小时雨量缺测时通常会采用自动站记录代替。但实际工作中遇到的缺测问题要复杂得多，并非简单的套用规范的处理方法就可以的，即人工站小时雨量缺测不一定可以用自动站记录代替。

1 罗列几种人工站自记降水缺测的特殊处理情况

1.1 虹吸管滴水造成小时雨量缺测

5月5日，降水时段13时3分～20时。 因雨量计故障，15时前当雨量达到虹吸时不能正常虹吸，浮子下落受阻并有轻微的滴水现象，15时巡视时发现此情况并采取人工施压使浮子下落后恢复正常。该故障造成14时～15时的小时降水量缺测，本应用自动站相应时次记录“5.4”代替，但代替后造成8时～20时的小时降水合计量16.6mm与定时降水量14.0mm相差较大，差值为2.6mm，高出18.6%。同时也高出自动站8时～20时的小时降水合计量14.8mm，高出12.2%（见表1），一般省局在关于仪器技术性能方面要求降水量人工站与自动站差异一般不宜超过4%，所以本例不宜用自动站记录代替。考虑到该故障发现及时，虹吸管滴水较为轻微，故14时～15时的小时降水量按实有上升迹线统计，其值为3.0mm，这样处理后8时～20时的小时降水合计量14.2mm与定时降水量差值为0.2mm，较为相符。

1.2 笔尖压力不够致迹线跨时中断造成小时雨量缺测

1.2.1 例1

4月21日，因虹吸雨量计笔尖压力不够，造成21日21时～23时和3时～5时中部分雨量迹线中断而无法计算，故用自动站相应时次的雨量代替。结果人工站20时～8时小时降水量合计量17.6mm比定时降水量15.4mm偏大较多，差值为2.2mm，偏大14%；与自动站小时降水量20-8时合计量15.6mm的差值为2.0mm, 偏大13%。其中3时～5时缺测时段用自动站记录代替是没问题的，问题出在21时～23时缺测时段，从图2自记纸可见21时～23时的累计量为5.8mm，明显比自动站21～23合计量7.6mm少，而20时～21时明显比自动站多，出现这样的明显差异，原因主要是仪器的灵敏度、时间常数[2]和滞差不同所造成。再者人工站自记降水的时间不如自动站自记降水分钟采集时间那么精确，须作时间差订正，而平均分配法的时间差订正是存在误差的，这也是造成人工站与自动站自记降水值差异的原因之一。那么21时的时界且当时降水迹线正在急剧上升是个关键点，即自动站的当时量升比人工站滞后。当出现这样的情况，我们的依据是两仪器其中总有个时段合计量是接近的。此例可明确一点：20时～23时人工站、自动站的降水合计量是接近的，即可用此时段自动站的合计量减去人工站自记纸的已知量，再而从自动站资料可了解到在22时时界左右并无明显突升，从而可得出20时～22时人工站、自动站的降水合计量也是接近的。那么人工站22时～23时降水量仍可由自动站记录代替，21时～22时的降水量由自动站20时～22时合计量4.8mm减去人工站20时～21时降水量3.0mm所得，结果为1.8mm。

1.2.2 例2

6月2日20时～6时降水自记迹线中断，从前后迹线可判断，此时段内有0.1mm的雨量，而自动站在此时段内无雨量记录，因自记纸上中断跨多个时次，无从知道该0.1mm的雨量出现在何时次，所以此例仍应以自动站的记录代替，作微量，即0.05mm的量处理。

1.2.3 例3

6月8日0时～4时降水自记迹线中断，从前后迹线可判断，此时段内有0.1mm的雨量，而自动站在此时段3时～4时有0.2mm的雨量，在这种情况下测报员直接用自动站记录代替是最为普遍的，也觉得相差0.1mm没什么，但笔者认为从自记纸上能明确看到上升量，且是笔尖压力不够未能记录到迹线，并无其它影响迹线上升的故障，而自动站在该时段的上升量并无跨时次，则可参考自动站此时段有降水量的那一个时次来确定人工站自记纸上升量0.1mm所在的时次。

1.2.4 例4

6月16日23～6时降水自记迹线中断，从前后迹线判断，此时段内无降水量，而自动站在此时段5～6有0.1mm的降水量，因人工站虹吸雨量计并无其它影响迹线上升的故障，所以保持其原有降水无上升量的记录，不再用自动站的记录代替。

2 结论

1）人工站自记降水缺测时段无降水上升量（无阻碍降水迹线上升的故障），而自动站在该时段有降水上升量，不需用自动站记录代替，作无上升量处理；

2）人工站自记降水缺测时段（跨时）有0.1mm降水量，而自动站在该时段无降水上升量（仪器记录正常），仍应用自动站记录代替，作无上升量处理；

3）人工站自记降水缺测时段（跨时）所要代替的自动站记录只有一个时次是有量时，即可用自动站的记录确定是哪个时次有量，其量则用自记纸前后迹线上升累计量所得；

4）当人工站出现小时雨量缺测，缺测时段人工站与自动站均有≥0.1mm的降水上升量且自动站降水上升量跨时次时,若不因使用自动站相应记录代替后而造成08-20合计量或20-08合计量与自动站相差＞4%的，一般可用自动站记录代替；若因代替后使合计量超过4%，则应分析原因，寻找更为合适的“代替量”。若无合适的代替量则应按缺测处理。

日常工作中，我们在以规范为总则的前提下，应尽量保全发生故障仪器原记录的特性连续，出现缺测了要寻找能与原记录值较为接近、能较为合适反应原记录趋向的处理方案，如果盲目采用另一仪器记录代替致使记录产生较大的失真，那就没有代替的必要，只要多思考多观察，就会发现发生故障仪器的记录缺测时段前后一些局部条件，局部记录仍是有利用价值的，不要轻易忽略掉。

[1]地面气象观测规范[S].北京：气象出版社，2003.

[2]张霭琛.现代气象观测[M].北京：北京大学出版社，2000