建立和审核气象台站历史沿革的技术方法

吴兴洋，潘徐燕，周成霞

(贵州省气候中心，贵州 贵阳 550002)

建立和审核气象台站历史沿革的技术方法

吴兴洋，潘徐燕，周成霞

(贵州省气候中心，贵州 贵阳 550002)

总结应用气象观测记录薄、地面气象记录月报表及信息化A文件，准确、完整地建立和审核一个气象台站历史沿革数据文件时的技术方法。提出了应用分析气象资料的连续性方法，考证台站环境变化、海拔高度这些对气象观测数据的代表性、比较性、准确性影响最大的台站历史沿革信息的正确性，并发现有些气象台站早期的海拨高度数据有误。在建立贵州省解放前所建气象台站的历史沿革数据文件的过程中，面对一些台站该时期气象记录本的陈旧和腐损，提出须尽快完成解放前所建气象台站气象观测记录的信息化和拯救工作，为气候变化研究提供长序列气象观测数据。

建立;审核;气象台站;历史沿革

1 引言

人们认知气候变化以定性居多，定量描述气候变化，必须用长时间序列的气象观测数据。一个气象观测数据与观测站地理位置、地理环境、观测员、观测仪器及其安装、观测方法、资料处理方法和观测时间相关。观测场地的特征会因其附近树木生长、建筑物的修建等随时间而变化，台站地理位置时有变动，传感器因技术革新而改进，资料处理方法和算法、观测仪器安装高度不会一成不变。因此，理想意义上的长时间气象观测数据序列是不存在的。应用气象资料时，必须考查其取得的过程：即数据取得的观测环境、观测仪器、数据处理方法等。定量分析气候变化必须对气象资料非均一性序列进行检验和订正，订正的依据与上述因子相关。气象台站历史沿革文件作为台站气象观测记录的附件，完整记录了这些内容。可见，气象资料与气象台站历史沿革文件是紧密联系的，气象台站历史沿革文件自然成为气象资料共享的必备文件，且气象台站历史沿革文件必须保证这些内容及改变的节点信息准确无误。世界气象组织在“气候资料管理系统”和“气候资料通报系统”及“全球气候观测系统”方面，都要求相关的台站提供沿革方面的内容。因此，研究建立气象台站历史沿革文件的相关技术，保证气象台站历史沿革文件各项内容的真实性具有重要的现实意义和历史价值。本文阐述了通过查阅地面气象观测记录薄(气薄—1)、地面气象记录月报表(气表—1)及信息化A文件(贵州省解放前气象资料未信息化，有关信息须到档案馆查证)来校准气象要素元数据序列的起止时间，用分析气象要素观测数据序列的连续性来判定气象观测站迁移、环境变化的时间段等做好气象台站历史沿革文件的技术方法。

2 气象台站历史沿革信息的基本内容

我国气象台站历史沿革行业标准规范了我国气象台站历史沿革内容，主要包括台站标识、站址、地理环境、观测任务、方法、时间、仪器及各类气象数据记录载体等内容的变动情况记录。主要内容有：①台站名称、编号(区站号、档案号)、级别、隶属管理部门及其变动。②台站站址经纬度、海拔高度、地名、地理环境及其变动。③台站观测要素及其变动。④台站使用观测仪器、仪器安装及其变动。⑤台站观测时制、观测时间、观测次数、守班情况及其变动。⑥台站观测资料记录载体及其变动。⑦台站使用观测规范及其变动。⑧其他有关信息：记录中断观测的原因，与台站工作和观测记录结果的有关事项说明。

由气象台站历史沿革内容看出，它必然成为气象资料交换和共享的元数据，其客观特征要求每项数据具有准确性、连续性。做好一个气象台站的历史沿革文件，关键是全面完整、准确有序地建立上述各项元数据序列，对每个元数据序列变化跳变、中断的节点要准确描述。

气象观测记录薄、基本地面气象记录月报表(气表—1)及信息化的A文件记录记载有除观测规范、观测方法之外的气象要素记录及观测仪器等台站信息，它就成为校准所建台站历史沿革文件的资料库之一。因此，在对一个气象台站的历史沿革文件进行建撤站时间、要素增减时间、内部各项目(如要素记录与仪器起用须同步)的一致性审核时，用气象观测记录薄、基本地面气象记录月报表(气表—1)及信息化A文件进行核准是方便准确的。核对各类自记观测项目，以气象档案馆清理保存的各气象要素自记纸为依据。对于台站迁移时间不明确的，可从气象要素序列观测记录如气压序列的跳变时间来判定，一些比较大的障碍物在观测站附近出现的时间可从风或是日照时数的变化来大致判定。我们以具体审核台站历史沿革数据文件为例来说明上述技术。

3 建立和审核气象台站历史沿革文件的技术方法

气象台站历史沿革的内容项目多。下面分别阐述建立和审核台站历史沿革文件各项内容的方法。

3.1 台站标识部分要注意台站的建站时间、区站号的互换及业务改变

在审查台站历史沿革文件时，发现解放后所建部分气象台站的建站时间与地面气象观测记录薄(气薄—1)不符，究其原因是一些台站以地方志和气象史志记录为依据，而不是以相对连续的气象观测记录为依据，我们认为应以地面气象观测记录薄(气薄—1)记录的起始时间作为台站的建站时间。

由于不同级别的气象观测站其业务、观测时次、观测数据质量有差别，一定要注意两个气象观测站区站号互换及业务改变的准确时间。如贵州省的57713(遵义)站和57712(遵义汇川)站，因57713站观测环境发生改变，2007年1月1日起，57713、57712站观测业务互换，但两站建站时间分别是1941年(遵义)和2005年(遵义汇川)，短期和前期气候研究，必然用57713站的气象资料，中长期气候变化预测，则会用到两站资料，其资料序列要进行非均一性订正。

3.2 考查气象要素连续性，核实台站地理位置的变动及环境变化

台站地理位置的真实变动是指站址发生了迁移，导致台站海拔高度改变和台站观测环境改变，而非测量方法不同引起台站的经纬度、拔海高度数据改变了，实际上台站位置没有发生变动。前者将引起气象观测要素数据跳变，后者则不会，这些跳变点可以通过A文件或地面气象观测记录薄准确查证。因测量方法不同引起台站的经纬度、拔海高度数据改变了，实际上台站位置没有发生变动的情况在贵州省比较多，原因是在1965年4月1日，贵州省气象局对全省气象观测站的经纬度用地图标准进行了统一。如三穗国家基准气象站(57832)在1964-06-01—1999-12-31期间，站址未变动，地址是三穗县府政街高田砍。1965年4月1日前其经纬度、拔海高度分别为2658N、10841E、610.5 m，1965-04-01—1999-12-31其经纬度、拔海高度变成了2658N、10840E、610.5 m，查阅其台站位置变动05项，内容如下：

表明在应用这类站点的气象要素资料，对其进行均一性订正时，需要考虑的应是台站周围环境变化、仪器安装、观测时间及处理方法等因素。

台站观测环境周围障碍物的出现与消失，当没有详细真实的记录时，要把握其准确的时间很难，只有通过一些敏感气象要素如风、温度、日照时数的月均值、年均值序列的连续性分析来大致定位其时间段。以关岭国家一般气象站(57903)风速年均值序列和岑巩国家一般气象站(57735)气压年均值序列的连续性分析来阐述这种技术。

图1是关岭国家一般气象站1971—2008年为期38 a的风速年均值序列变化图，从图中可看出，2003年起，该站风速年均值发生了转折，出现了不连续现象，与前期相比，有所减小，可判定该站观测场周围环境从此出现了较大的障碍物。事实是2003年10月起，该站观测场西面新修了办公楼，成为对该站气象要素影响较大的障碍物。2009年中国气象局综合观测司已批准该站因观测环境变化导致其气象要素资料不具备代表性搬迁，该站已于2009年12月31日20时在新址正式开展气象观测业务工作。

图2是贵州省岑巩国家一般气象站(57735)1964—2008年的气压年均值序列变化图，从图中可看出，2002—2003年、2005—2006年出现了不连续，可推断其间站址变动，或是气压仪器安装高度有变化，对比该站历史沿革的05项，气压改变与台站迁移的时间是一致的，但该站气压值与高度值在2003年前后有矛盾之处。1964—2003年，岑巩站的气压平均值为965.6 hPa，气压表安装高度为380.9 m，2003—2005年，岑巩站的气压平均值为968.6 hPa，气压表安装高度为396.5 m，2006—2008年，岑巩站的气压平均值为967.1 hPa，气压表安装高度为405.3 m，可判断该站自建站至2002年，岑巩站的海拔高度数据有误，推算其高度值在415 m左右，这再次说明气象要素序列的连续性分析是审核台站历史沿革文件的一种重要技术。

3.3 观测要素和仪器、时制、规范要参考全省和全国同期建站记录

解放后全国建立的地面气象观测站，无论是观测要素还是观测仪器，甚至观测规范在各地的起用时间都有变化，但总体上同期建站的上述内容还是比较统一的。比如建国以来的60年间，我国地面气象观测规范大的版本有5 次，即 1951、1954、1961、1979、2003年版，1961年前还有一些小变动，且1961年前的版次各站执行时间不一。气温表的安装高度1953年以前为1.5m，1954—1960年改为2.0 m ，1961年以后又改为1.5 m。贵州省使用过的观测时制有3种，经历过4次变动。建国后主要有2次变动，分别是1954年1月1日—1960年7月31日，使用台站经度的地方平均太阳时;1960-08-01日至今，恢复使用北京时;建国前的1939年1月1日至1953年12月31日，使用105°E的陇蜀时。观测要素除一些特种观测项目在少数站开展外，基本的地面观测项目区别不大，但地温、自记风、电线结冰、雪压、实测云高、地面状态、草面温度、蒸发量观测的起、撤时间变化很大，须用地面气象观测记录薄(气薄—1)核准。观测仪器项的变化较多，更兼文革时期的混乱，只能多方面查找对比。温、压、湿、降水量的自记观测，要查证档案馆保存的各要素自记纸，做到准确无误。但观测仪器变动对观测记录均一性有影响，主要反映在因仪器换型造成观测记录的不连续性。因此，对不同厂家、不同规格、不同感应元件的观测仪器的变动，要力求准确。

在查阅贵州省建国前保存的气象观测记录本时，发现那时因物资匮乏，一些站如国家基本站—思南(57731)的记录本是用棉纸手工缝制的，铅笔印记已模糊不清，应尽快拯救和信息化。

4 小结

本文主要提出了用分析气象要素均值序列的连续性，审核气象台站历史沿革文件中对各气象要素资料均一性影响较大的项目：包括台站迁移、观测环境、海拔高度的变化等内容的一种判定方法;讨论了通过查阅地面气象观测记录薄(气薄—1)、基本地面气象记录月报表(气表—1)及信息化A文件来建立气象台站历史沿革文件的基本方法;对贵州省地面气象观测站观测要素、仪器、观测规范的起用和终止时间，参阅了全国同期气象观测规范的颁发和起用时间及仪器生产厂家的历史，尽量保正各台站历史沿革文件的真实性和可靠性。在建立气象台站历史沿革数据文件的过程中，发现解放前的有些气象记录本近乎达到了极限拯救期，提出为气候变化研究提供长序列气象观测数据，应尽快做好这些资料的信息化和保护工作。

［1］ QX/T37-2005.中华人民共和国气象行业标准［S］.北京：中国标准出版社，2006.

［2］ 吴忠义.中国气候资料工作概况［M］.北京：气象出版社，2005.

［3］ 气象仪器和观测方法指南［M］.北京：气象出版社，2005.

［4］ 吴增祥.气象台站历史沿革信息及其对观测资料序列均一性影响的初步分析［J］.应用气象学报，2005，8.

［5］ 中国气象局.地面气象观测规范［M］.北京：气象出版社，2003.

［6］ 中央气象局.地面气象观测规范［M］.北京：气象出版社，1979.

［7］ 中央气象局.高空气象观测规范［M］.北京：气象出版社，1970.

P413

B

1003-6598(2011)02-0050-03

2010-10-12

吴兴洋(1966-)，男，高工，主要从事资料审核、资料评估工作。