地面气象观测数据文件审核中出现的问题及处理

杜丽英,王楚钦，余 珂，沈营华

(1.云南省气象信息中心，云南 昆明 650000；2.云南省气象服务中心，云南 昆明 650000)



地面气象观测数据文件审核中出现的问题及处理

杜丽英1,王楚钦1，余 珂1，沈营华2

(1.云南省气象信息中心，云南 昆明 650000；2.云南省气象服务中心，云南 昆明 650000)

在对云南省地面气象观测数据记录月报表审核中发现部份台站对A、J文件首部参数中降水要素的标识不清；自动观测项目中气压和相对湿度分钟数据异常时极值的处理及降水、风、地温、蒸发等要素自记读数异常时的处理不正确；人工观测项目中云状与天气现象的记录与配合、电线结冰观测、气候概况等记录上均存在不符合规范规定问题。该文将2014年以前遇到的以上这些问题进行归纳、总结、分析，依据地面气象观测规范与业务技术规定提出相应的处理方法，为地面气象观测人员及审核人员在今后的业务工作中提供借鉴。

观测数据文件;审核问题;处理方法

1 引言

随着地面气象观测自动化及观测业务的调整，地面气象观测数据的代表性、准确性和及时性不断提高，测报人员的工作量得以适当减轻。然而，在审核中也发现传统的审核方法与新的观测规范出现了不能完全适应的情况，各台站对部分数据问题(如异常数据)的处理方法不统一，对新规范规定理解不透彻，以至于有些问题在同一台站屡次出现。为了有效提高观测数据的准确性及可用率从而进一步减轻审核人员的工作量，我们对全省126个台站2014年前审核中普遍存在的问题作了以下总结，以供参考。

2 A、J文件台站参数中降水要素的标识问题

2.1 大监站A、J文件台站参数中降水要素的标识问题

A文件台站参数中降水要素标识有“0”、“1”、“9”3种字符：“0”表示降水数据为人工观测，“1”表示降水数据为自动观测(若由自动站观测和人工观测两段构成时，该月降水数据统一视为自动观测数据)，“9”表示全月降水数据缺测(即人工与自动都不进行降水观测)。A文件中降水要素内容包含3段：第1段为20—08时、08—20时、20—20时的定时人工观测降水量；第2段为每小时自动观测的降水量；第3段为降水上下连接值。

J文件中降水要素标识有“0、1”2种字符：“0”表示文件中没有降水分钟数据，“1”是表示文件中有降水分钟数据。

在审核中发现：有些台站冬季由于长时间出现固体降水、结冰而停用自动降水观测时(即小时与分钟降水数据缺测)，A、J文件台站参数中降水要素的标识仍用“1”来表示。这时，为让审核程序通过，A文件中小时降水量项的内容用“=”(即缺测)、J文件中分钟降水量项的内容用“R0=”(即无降水)来表示。这样，自动审核程序是通过了，但仔细分析出现：同一个站、同一时间段内自动降水缺测、自动降水观测但无降水、有人工观测降水量(有降水现象时)的矛盾存在。实际上，这时只有定时的人工降水观测，小时与分钟降水为缺测，A、J文件中降水量项的标识只能用“0”来表示，文件中小时与分钟降水内容用“=”即缺测示之。

2.2 无人自动站降水观测项目标识

我省香格里拉大气本底站56449站为无人自动观测站，该站A文件中20—08时、08—20时、20—20时定时降水量用自动降水小时数据和值来代替，降水第3项即降水上下连接值按要求用“//// ////////// /////”来表示。在冬季由于长时间出现固体降水或结冰而停用自动降水观测时：A文件台站参数中，降水观测项目标识要用“9”来表示(即全月没有降水观测)，文件中定时降水、小时降水、上下连接值3项一起用“R=”示之。J文件台站参数中降水量项的标识用“0”来表示，文件中分钟降水内容用“R=”表示。这时，A、J文件中降水要素的标识虽不一致(一个是9，一个是0)，但意义相同，A文件中自动降水缺测，J文件中肯定没有降水分钟数据。

3 自动观测项目中要素记录出现的问题

3.1 气压

我省J文件审核中，气压分钟数据出现异常(1 min内变化≥1.0 mb或<1.0 mb时被选为日极值，而分析该日的日极值不应出现在该时段内)的情况较多，审核发现台站在其处理方法上存在不正确、不一致的情况：有的台站为了通过审核程序，将其异常分钟数据全改为缺测处理；有的台站当异常分钟数据影响时、日极值挑取时，除了按规定将时极值改为缺测外，还将异常分钟数据也改为缺测；有的台站当异常分钟数据影响时、日极值时，该日的日极值也按缺测来处理。对此，《地面气象观测规范》技术问题综合解答(第1号)第四条的规定是：分钟数据出现异常，但不影响日极值挑取时，只需在备注栏注明即可；若分钟数据出现异常，影响日极值挑取，但分析该日极值不会出现在该异常时段内，则将该时极值作缺测处理，日极值从其余正常的时极值中选取，备注说明；若分钟数据出现异常，影响日极值的挑取且分析该日极值有可能会出现在该异常时段内，则将该时极值作缺测处理，日极值从其余时极值和该异常时段正点值中选取，并备注说明。

3.2 相对湿度

相对湿度分钟数据出现异常时的处理方法与气压相同。另在审核中发现：第一，有时A文件中会有湿球数据存在(正确的格式应为“IB=”)。检查及查询台站后为：当正点及正点前后10 min的相对湿度分钟数据出现异常或缺测时，技术规定要求：正点的相对湿度值先要用人工观测值代替。这时，有的台站采用人工读取湿球读数输入计算机，计算机用自动站的干球读数与人工输入的湿球读数查取该正点的水汽压、相对湿度和露点，为此，A文件中也就有湿球数据生成。这样处理是不正确的，得到的相对湿度不是人工观测取得的相对湿度，只是湿球读数用人工观测代替而已。正确的处理方法应该是：人工读取干、湿球温度，查取得到的相对湿度，才是人工观测要代的相对湿度，再用自动站的干球和人工代的相对湿度反查水汽压和露点。这样处理后，A文件中湿球数据格式也正确，为“IB=”。第二，相对湿度异常分钟数据出现在正点前、后几分钟时，部份台站对正点相对湿度数据是否可用缺少分析判断，保留原正点数据。其正点相对湿度正确与否要依据该正点的水汽压和露点值前后时次的变化情况、结合天气状况来判定。若在天气状况稳定下：该正点水汽压、露点值前后时次变化连续，则断定该正点相对湿度为正常；若该正点的水汽压和露点值前后时次变化不连续，则断定该正点相对湿度为异常。

表1和表2所示为某站2014年4月22日14时前后的分钟和小时相对湿度数据。从表1中可看出，该日14时58分、59分的相时湿度在天气稳定下明显异常，这时，正点15时的相对湿度不能因14时60分的相对湿度(11%)与正常值(16%)相差小、15时的正点数据与14时60分的正点分钟数据都一样(11%)，就主观认为15时的相对湿度(11%)是正常的。其正常与否，还要查看该日15时与左右时次的水汽压与露点数据的变化情况。该日水汽压与露点几时次数据(其中15A是15时处理前的数据，15B是15时处理后的数据)如表2所示，从表2中可看出，15A时的水汽压、露点与左右时次在天气稳定下变化极不一致，由此可断定15A时相对湿度读数(11%)也是异常不可用的。按规定正点15时的相对湿度要用14时59分的正常相对湿度16%来代替，再用代替后的相对湿度16%与15时的气温反查水汽压与露点。可见反查后15B时的数据变化正常。以上情况，部份台站在审核时往往被忽视，以致保留了错误的数据。第三，部份台站正点的水汽压、露点数据缺测时采用内插法处理，这是不正确的，规定只能用气温与相对湿度反查而得。

表1 某站2014年4月22日14时55分—15时03分的相对湿度数据

Tab.1 Relative humidity data of a station from14∶55 to 15∶03 on Apr. 22, 2014

表2 某站2014年4月22日13—17时相对湿度、水汽压、露点数据

3.3 海平面气压

A文件自动审核中，有时会提示某时海平面气压值与计算值不一致的情况出现。这是由于自动气象站采集形成数据不正确造成，即厂家使用计算公式的精度所致。若海平面气压与计算差值≤0.2 mb，则不必进行处理，>0.2 mb时应更改A文件中的海平面气压值，以计算值为准。对此问题有些台站不进行处理，继续保留原数据，这是不正确的。

3.4 降水

3.4.1 降水仪器出现漏斗堵塞或固态降水随降水变化时，若自动气象站记录过程总量与人工雨量筒观测量的差值百分率与其他正常时相当，则规定正常处理(要与当时降水现象时间段相配合)，若自动气象站记录降水量明显偏小或滞后严重，则规定该时段小时、分钟降水量按缺测处理，备注加以说明。

3.4.2 审核中发现部分台站对降水数据错误不会处理。时段降水分钟数据缺测处理的具体方法是：在1 d之内若某小时缺测则录入“/，”；若某小时无降水则录入“，”；若整天缺测则录入“/．”；若整天无降水则录入“．”；在1 h内，某分钟以后、1 h结束之前无降水，录入某分钟降水后，直接录入时次结束符“，”，在某分钟之前的每一分钟，没有降水须录入“00”，缺测须录入“//”。

3.4.3 审核中发现：部份台站在自动降水记录出现问题时，A文件中的小时降水用人工定时观测降水量来代替(该时段内前几小时降水量填“0000”，后1 h填人工定时观测的降水量)。这样，虽可通过自动审核程序，但其方法不符合规定。业务技术规定为：人工定时观测降水记录缺测时，可用自动站小时降水记录和来代替。但自动站小时降水记录缺测时，不能用人工定时降水量来代替。有备份自动降水记录的，小时与分钟降水记录可用备份站自动降水记录代，没有备份的只能按缺测处理。

3.4.4 我省A文件审核中：出现降水第3段第1项即下跨降水量与下月1日20—08时人工定时观测降水量不一致问题的台站较多。台站在上报文件前一定要认真核对该项目。启用新站址的台站其第1个月降水第3段第2、3组即上月末段连续降水(或无降水)开始日期及降水量值要从新站址的上月对比观测资料定时降水栏中选取，不应从原老站的观测资料中选(审核中发现有些台站从原站中选取)。这样，虽审核时程序会提示错误(上跨的降水量与上月的降水量不一致)，但是正确的，人为通过即可。

3.4.5 我省2012年126个台站Y文件(年报)审核中有6个站、2013年中有4个站的15个时段最大降水量出现有格式而无数据的情况。审核程序不会提示错误，因此，该项目必须要人工进行检查才能发现。

3.4.6 正常情况下，人工记录降水现象的开始时间要超前于自动降水分钟数据记录的时间。当人工记录降水现象的开始时间落后于自动站降水分钟数据出现时间时：若分析为人工记录降水现象的开始时间不正确，则人工记录降水现象时间要用自动站出现降水记录的时间来代替。若分析为人工记录的时间正确，则自动站雨量记录仪器有问题，问题时段的记录要作缺测处理。

3.5 风

3.5.1 某时最大风出现时间在正点，但其风速值与该时次相应值不一致：若该时最大风速大于正点风速，则正点风向风速用该时最大风值来代替；若该时最大风速小于正点风速，则该时最大风向风速用正点值来代替。若只是风向不同，则以正点的风向为准，修改时极值的风向。

3.5.2 日最大风是指一日内(20—20时)出现的最大10 min平均风速值；日极大风是指一日内(20—20时)出现的最大瞬时风速值。一日内极大风速值要大于最大风值。但规范规定：最大风可以出现上跨。当最大风出现上跨时，日极大风值有可能会小于日最大风值。虽审核时程序会提示错误，但是正确的，人为通过备注说明即可。例如：某站某年某月某日最大风记录为063171，时间20时01分；极大风为059143，时间20时20分。显然该日最大风值(6.3 m/s)大于极大风值(5.9 m/s)。分析：该日最大风记录的时间为20时01分，即该日最大风是从上一日19时51分到当日20时01分的10 min平均风值(时间记录最后第10 min时间)，由于上一日19时51分—20时的风速较大，所以该日最大风大于极大风记录是正确的。

3.5.3 在风的自动记录数据中，若长时间出现静风、风向始终在一个方位、风向长时间都不超过180度(风向杯冻结)、很长一段时间风速都比较小。这时，台站要及时检查自动站风向、风速器是否出现故障。当某时段风向记录不正常，风速器记录正常时，该时段内A、J文件中的风速记录保留，风向记录改为缺测；当某时段风速器记录不正常，风向记录正常时，该时段内A、J文件中风向、风速记录全更改为缺测；某时段内风向、风速器记录都不正常，则该时段A、J文件中风向、风速数据全更改为缺测。在审核中发现：有的台站以上问题出现时，备注栏已注明：某时段风仪器出现故障，风记录按缺测处理，但A、J文件中的原错误数据没有进行更改，出现文件中的数据与备注不相统一。

3.5.4 规范规定：一月(年)中，4次(或24次)观测各定时风向、风速记录缺测10次(或60次)或以下时，月、年各风向平均风速、频率按实有记录做统计；缺测11次(或61次)或以上时，月、年各风向的风速，出现回数合计、平均风速、各风向频率按缺测处理，各风向的最大风速从实有记录中挑取，某风向若在实有记录中没有出现时，则该风向的最大风速应为空白；若整月风记录为缺测，则各风向的风速与出现回数合计、平均风速、风向频率、各风向的最大风速都按缺测处理。有些台站该问题出现时，月报表中各风向最大风速没有进行挑取为空白，等做年报我们审核发现时，还影响到年各风向最大风速的挑取值。

3.6 地温

地温正常变化规律是：深度越深，温度变化越趋于缓和与滞后。即下一层地温变化幅度要比上一层变化幅度小。观测中若出现反常，不连续或突变时，应查找原因、检查仪器安装情况。审核台站资料发现20 cm地温变化幅度比15 cm地温变化幅度大，查询后台站检查为：20 cm与15 cm的地温探头错接。

3.7 蒸发

业务技术规定：自动站蒸发记录缺测、异常时，有备份自动蒸发观测且数据正确的，先要用备份站的数据代替。没有备份蒸发自动观测的，1 h缺测、异常时用内插处理；连续2 h或以上缺测、异常时，有人工观测蒸发且正确的，用人工观测值代。人工观测的日蒸发量记录记在19—20时，其它时次在A文件中用“---”代替(不能用缺测“///”符号)；没有人工观测时、异常或缺测时次用“///”，其它正常时次照记，日合计按缺测处理。

4 人工观测、项目记录中出现的问题

4.1 云状与天气现象

4.1.1 部份台站某正点云状栏记“≡ CB”，即观测时有雾使天空出现CB云的云状无法辨明，只辨明有CB云的云属存在。此记法是符合规范规定的，但自动审核程序无法通过，是有程序不完善的原因。

4.1.2 部份某正点云状栏记“≡ ”，对应时段天气现象记有雷暴出现。即因有雾使天空的云状无法辨明，但观测时闻雷。审核程序提出错误：云状与天气现象不符。我们分析认为：这时的云状栏除了记雾“≡”外，还要根据天气现象加记鬃积雨云“CB CAP”。这一点有些台站的观测员、审核员往往容易忽视。观测时观测员确实因有雾而看不到云状，但要注意：天气现象要与云状相配合。

4.1.3 阵雨下降的特点是骤降骤停，强度变化大，有时还伴有雷暴，多降自CB、CU、SC云中。雨下降的特点是强度变化较缓，多降自NS、AS、AC、SC云中。观测人员要根据降水现象的特点及对云状连续观测，认真记录降水现象及云状。

4.2 积雪

天气现象中记有积雪，雪深栏为“000”的情况。程序审核后会提示：该日“有积雪现象而无雪深记载”的错误。查询台站后分析为：天气因降雪(包括霰、米雪、冰粒)而达到积雪标准，但在正点(08、14、20时)观测、补测时积雪现象消失，因此，该日也就没有雪深记录，这是符合规范规定的，只需在备注栏注明即可。

4.3 电线结冰

电线结冰是观测积冰架上导线积冰的直径、厚度、重量、气温与风向风速。审核中有时会有电线结冰观测项目中气温读数比自动观测记录中气温的日最低还低的矛盾出现。查询台站为：电线结冰气温读数是为人工观测值，最低气温为自动观测值。由于人工观测与自动观测存在仪器系统误差。对此，经请示国家局、讨论后确定：电线结冰的直径、厚度、重量为人工观测，气温、风向、风速为自动观测。

4.4 日照

4.4.1 日照时数出现1 h或1 h以上缺测时，对应时次记“//”，其它时次照记，日合计按缺测处理记“///”。统计月(年)日照百分率时，要减去该日的可照时数。

4.4.2 日照时数全天缺测，各时及日合计栏分别记为“//”和“///”。若日照时数全天缺测时，全天为阴天，则各时及日合计分别记为“00”和“000”。

4.4.3 程序自动审核中有时会提示：某观测时云量为10且全为低云，但对应的时照时数为1.0的疑误出现。分析为：日照纸上的时间为真太阳时，观测时间为北京时，真太阳时=北京时+(测站经度-120度)＊4分∕每经度+时差，这些台站通过计算后，真太阳时要落后于北京时1个小时左右，即14的观测，对应为13时的日照。是为正确的。

4.5 天气气候概况的问题

本月天气气候概况最多由5条组成，每条记录由标识码及内容描述两组数据组成。其中01和05项为必报项目，在审核中发现：有时个别台站会出现05项只有项目标识，而无内容描述的情况，审核程序不会提示。这样，其内容描述部份，只能靠人工审核才能加以完善。

4.6 备注的问题

①注意文件中的缺测备注要与数据资料相统一。

② 增加项目或减少项目观测时，除进行一般备注外，还需要进行台站历史沿革07与77项变动项目中加以备注说明。

③有日食、月食等罕见特殊天气现象出现时，要在该月报表的纪要栏中记载其出现、结束时间、演变情况和对气象要素的影响等情况，同时要在该年报表的备注栏加以备注。

④迁移启用新站址的站月，除了进行时间、机构、文号、内容一般文件备注外，还要在台站历史沿革05项中备注说明。

⑤对观测记录有影响的文件要在月报、年报中进行时间、机构、文号、内容备注。

5 小结

为了保证地面观测数据及观测数据文件格式的正确，地面观测及审核人员需做到：一、熟练掌握地面气象观测数据文件和记录簿表格式规定；二、观测及审核中遇到问题的处理要严格按 《地面气象观测规范》及业务技术规定执行；三、加强专业理论知识学习，掌握云的生成原理、演变规律及云与一些天气现象间的内在联系等知识，从而减少对云状、降水性质和强度等要素观测判定的错误；四、对工作要有强烈的责任心和事业感，在工作中做到认真、仔细；五、善于总结经验，总结程序自动审核经验以及人工审核中对出现不符合规范规定问题的处理方法；六、随着审核程序的逐步完善，文件中仍然存在程序自动审核不到的内容，因此，除了进行程序自动审核外，还必须加强人工审核，按照自动审核与人工审核相结合的办法执行。

[1] 中国气象局．地面气象观测规范[M]．北京：气象出版社，2003．11.

[2] 中国气象局．地面气象观测数据文件和记录薄表格式[M]．北京：气象出版社，2005．06.

[3] 邓天强，何庆军．浅谈地面自动气象站月报表的审核[J]．贵州气象，2011．35(1):59-60.

[4] 杜丽英，沈营华．浅谈对自动站地面气象观测数据A、J文件的审核[J]．贵州气象，2014．38(5):53-55.

The problems arising from the auditing of surface meteorological observation data files and their treatment

DU Liying1,WANG Chuqin1,YU Ke1,SHEN Yinghua2

(1.Yunnan Meteorological Information Center, Kunming 650000， China;2.Yunnan Meteorological Service Center, Kunming 650000, China)

During the auditing of the monthly reports on surface meteorological observation data, it’s found that in some stations there are unclear identifiers for the precipitation element in the header parameters of A file and J file. There are always some improper disposals on the extrema of barometric pressure and relative humidity in the automatic observation items when the exception occurs at their minute data. Some exception handlings for the manually record gauge readings of precipitation, wind, earth temperature and evaporation are also incorrect. There are problems not meeting the stated surface observation standard on the records of cloud form, weather phenomena, climatic general situation and wire freeze in the artificial observation items. With years of experience in the work of surface meteorological observation and the auditing of the monthly reports on observation data of 126 stations in Yunnan, these problems arising before 2014 were summarized and analyzed. Therefore, based on the new rules about ground surface meteorological observation, the related methods were proposed to provide guidance for the workers of surface meteorological observation and data auditing about their professional work.

surface meteorological observation data files; problems arising from the auditing; treatment methods

1003-6598(2016)04-0076-05

2015-06-19

杜丽英(1963—)，女(白族)，工程师，主要从事气象探测工作，E-mail:774050577@qq.com。

P413

B