地面气象要素异常数据处理——以国家观测一般站为例

2017-10-14长乐市气象局青海省湟中县气象局林丽萱

海峡科学 2017年1期

关键词：正点能见度台站

.长乐市气象局 .青海省湟中县气象局黄欣林丽萱贾璇

1.长乐市气象局 2.青海省湟中县气象局黄欣1林丽萱1贾璇2

针对台站地面综合观测业务软件中的气象要素异常数据，结合福州市长乐站多年来实践中的处理情况，总结各要素（气温、气压、风、能见度、降水、地温）分钟数据、日数据疑误处理措施，以期为类似台站提供经验借鉴。

异常数据气象要素处理措施

台站地面综合观测业务软件是整个地面综合观测自动化系统的重要内容之一，其实施目的是根据中国气象局自动化观测系统发展要求，立足于自动化观测和自动化业务流程，开发能对多种地面观测设备进行统一管理且灵活配置的综合集成业务软件，以充分发挥自动化观测设备效能，节约台站人力资源，加强基层台站气象服务保障能力，提升自动探测网的建设效益。其主要功能有数据收集显示、质量控制、综合判别、数据传输、业务监控、工作管理等，现用台站地面综合观测业务软件_MOI版本为3.0.0.2。

在软件实际运行过程中，采集器、通讯网络等原因会出现要素的疑误信息，这就要求地面观测员对其进行正确处理。吴明江等探讨了自动站地面气象观测数据文件维护与审核办法[1],徐泉丽等介绍了自动气象站异常记录的处理[2]，李辉等分析了自动气象站缺测数据的处理办法[3]。福州市长乐地面观测站为国家一般站，自动化观测已运行十余年，现将该站在地面气象观测业务中需注意的业务操作规定和观测要素数据的异常或疑误处理进行剖析和归纳，以期今后地面观测员再遇到此类问题时，避免盲目或不当处理。

1 观测要素的异常处理

1.1 气温异常处理

按如下顺序代替：正点时次的记录首先查看正点前（51～00分）后（01～10分）十分钟内接近正点[4]的有效数据，其次查看备用自动站的正点数据，最后应该在下一个正点能内差的数据做内差处理后补传。连续两个或以上正点数据缺测时，不能内插，仍按缺测处理。内插可跨日界。如以上数据都没有，保留人工观测的台站用人工观测值代替；已取消人工观测的台站可启动便携式自动站补测；确实没有可替代数据时，按缺测处理。

当气温为代替值时，水汽压和露点温度均需反查求得。

1.2相对湿度异常处理

⑴与气温异常处理的顺序代替相同。

⑵相对湿度为代替值时，水汽压和露点温度均需反查求得。

⑶反查时湿球加U。例如温度23.1℃、湿度55%，如图1所示。

图1

1.3 本站气压和海平面气压异常处理

⑴与气温异常处理的顺序代替相同。用备份自动站记录代替或人工补测时，若感应部分高度不一致，应将代替或补测的本站气压订正到现用自动站气压传感器的高度上来，再以此计算海平面气压[4]。

⑵海平面气压需反查求得（反查时本站气压加P）。例如气温23.1℃，前12小时气温：19.8℃；本站气压：1000.1，如图2所示。

图2

1.4 风的异常处理

正点时次10分钟、2分钟平均风首先查看正点前后十分钟接近正点的有效数据，其次查看备用自动站正点数据。再次查看备用自动站正点前后十分钟有无有效数据。如以上数据都没有，保留人工观测的台站用人工观测值代替，已取消人工观测的台站可启动便携式自动站补测。确实没有可替代数据时，按缺测处理。风向、风速异常时，均不能内插，瞬时风向和瞬时风速异常时按缺测处理。10分钟、2分钟平均风有缺测时，不能相互代替[4]。

1.5 能见度有明显差异或错误

能见度自动观测的台站，非定时观测时次的正点数据中，所有的异常或错误能见度数据均按缺测处理，仅对定时时次的能见度进行人工补测，能见度观测记录仍以自动观测为准，允许自动能见度记录与天气现象不匹配。人工观测值存入新长Z文件CW段的能见度段和VV段10分钟平均能见度段，其他VV段自动能见度数据按缺测处理。例如人工观测值：25000米，如图3所示。如果能见度自动观测记录缺测时不能做内插处理，不能用正点前后十分钟接近正点的记录代替。

图3

1.6 降水异常处理

自动观测降水量记录异常时，首先用备用自动站翻斗雨量传感器代替，其次应及时启用人工补测，影响到相应分钟降水量，按缺测处理。若翻斗雨量记录的过程总量与人工雨量筒观测量的差值百分率与其它正常时次相当，则按正常处理。若翻斗雨量记录的降水量明显偏小或滞后严重，该时段的分钟和小时降水量按缺测处理，定时降水量用人工观测记录代替。例如，假设自动观测降水量从09:35-10:23缺测，10时和11时用备用自动站数据代替，相关分钟降水时段按缺测处理，如图4所示。

图4

若无降水现象，因其它原因（昆虫、风沙、树叶、清洗仪器或翻斗雨量传感器故障）造成多余记录时，应删除该时段内的所有分钟和小时降水量。该情况须在值班日记中说明[4]。

在降水现象停止后，仍有降水量，若可以判断为滞后降水（其量一般为0.1mm、0.2mm、0.3mm，且滞后时间不超过两小时），可以将该量累加到降水现象停止的那一分钟和小时时段内，否则将该量删除。夜间（20-08时）能够判断为滞后降水的，按前述处理；无法判断的，按正常处理。

降水量与分钟降水量合计值不相等时的处理方法：①能够确定正确值时，则用正确值来替代分钟值或者小时值。②如若小时值正确但不能给出正确的分钟值时，则将分钟值缺测。③若分钟值和小时值均不能给出正确值时，则均按缺测处理。

以上情况出现后，如果影响了后续时次的降水量统计，也要对受影响的时次进行处理。

1.7 地温异常处理

与气温异常处理的顺序代替相同。

1.8 异常记录处理注意事项

（1）白天正点记录异常时，定时观测时次的记录应及时处理，其它正点时次的记录应在下一定时观测前完成修改、上传。夜间正点记录异常时，应在当日10时前完成修改、上传。若夜间异常数据影响到08、09时记录时，应在10时前对08、09时相应记录进行修改、上传。

（2）连续两个或以上正点数据缺测时，不能用内插处理，仍按缺测处理。内插可以跨日界。

（3）任何一种观测要素分钟数据异常时均按缺测处理，不进行内插，不用备份自动站记录替代。

（4）自动站每小时正点数据与该正点时的分钟数据不一致时，一般维持原纪录。对前后记录进行分析，若确认正点数据有疑误，可用改正点的分钟数据代替；若确认正点分钟数据有疑误，可用正点值代替。

（5）4次平均值和24次平均值可以互相代替。

（6）自动站降水量、日照时值有缺测时，连续缺测2小时及以上时，日总量均按缺测处理。

（7）异常数据的处理应在备注栏注明，并在MDOS中填报。

2 小时极值处理

某时次的气温、相对湿度、气压、风速、地温因分钟数据异常而影响小时极值挑取时，时极值应该从本时次其他正常分钟实有记录和经处理过的正点值中挑取。如若极值从本时次正常分钟实有记录中挑得，则极值和出现时间按正常记录。如若极值是经过处理的正点值，而正点值是为正点后十分钟的代替数值、备用站的正点记录值、前后时次内插值记录值，则极值出现时间记为正点00分。不能从以上记录中挑取时，时极值按缺测处理。