地面综合观测业务软件使用技巧探讨

2019-09-02张志龙

中低纬山地气象 2019年4期

张志龙

(河北省唐山市丰南区气象局，河北丰南 063300)

0 引言

随着地面观测设备自动化程度不断提高,地面综合观测业务软件ISOS(以下简称ISOS) 已于2017年9月在全国推广使用。由于ISOS软件版本更新比较频繁，每个版本的ISOS软件在台站业务中的实际应用时间较短，台站业务人员对ISOS软件的功能和使用技巧就不十分熟悉，给使用该软件的全国台站业务人员带来了极大的不便。本文总结了ISOS软件日常使用的一些技巧，为基层台站地面综合观测业务人员提供参考。

1 软件使用技巧

1.1 台站名的设置与BUFR数据补发

在台站参数中台站名不能超过10个汉字，否则BUFR数据文件正常上传后，快速质控程序按10个汉字对台站名进行解析，超过10个汉字的内容则按下一组数据解析，导致所有数据错位而生成乱码，质控程序将这种无效文件废弃扔掉，导致BUFR数据文件无法正常上传到中国气象局信息中心。

由于BUFR数据文件已经上传，并在数据库中进行了记录，因此这种“缺报”即使将台站名按要求改为不超过10个汉字后再点击“BUFR数据补发”按钮，弹出的BUFR数据补发窗口也不能补发这些BUFR数据文件。

这种情况需要避开正点关闭ISOS软件，把“…dataset省份IIiiiDataBase”路径下的“AWZ.db”文件改名为“备份AWZ.db”；开启ISOS软件，点击“BUFR数据补发”按钮，弹出的BUFR数据补发窗口，设定补发时间段，点击“获取补发文件”按钮获取“开始时间”至“结束时间”(间隔不能大于31 d，如果需要补发超过31 d的BUFR数据文件，应分批获取)之间应该形成的BUFR数据文件，点击“确认发送”按钮则形成文件并显示已处理；关闭ISOS软件，删除“…dataset省份IIiiiDataBase”路径下新生成的AWZ.db文件；把“…dataset省份IIiiiDataBase”路径下的“备份AWZ.db”文件改名为“AWZ.db”；开启ISOS软件完成BUFR数据文件的补发。

1.2 网络正常时BUFR数据积压的处置方法

负责传输BUFR数据文件的“台站传输客户端”现用0.52版本存在两个问题，一是网络不稳定时当日会生成4G的日志文件，经常导致磁盘容量不足，软件无法运行，影响BUFR数据文件的生成与上传；二是传输稳定性差，经常出现网络正常却不上传BUFR数据文件的情况。

出现以上情况后应先用鼠标右键点击“台站传输客户端”，选择“高级设置”将参数截图保存；然后卸载0.52版本“台站传输客户端”，并在D盘重新安装0.50版本“台站传输客户端”，再按参数截图设置参数即可。

1.3 翻斗雨量传感器数据异常时用称重式降水数据替代的操作方法

某时次翻斗堵塞或因降固态降水导致翻斗雨量传感器数据异常时，应先将台站参数中的降水数据源修改为称重式降水并保存，点击主菜单栏“人工录入”→“正点观测编报”，调整时间到该时次，点击“自动补调(小时)”按钮，即可将该时次称重式降水数据自动代替到分钟和小时降水数据中，点“重新计算”后点击“保存”，即完成了本时次称重式降水数据的自动替代，并形成正确的Z文件。最后将台站参数复原。

1.4 因处理滞后降水、非降水等数据影响20-08、08-20降水量时的统计方法

若某日处理过滞后降水、非降水或使用备份站降水量数据替代过业务站异常降水数据，就应注意校对当日日数据中的20-08及08-20雨量数据是否正确。如果该数据有错误可以将08时正点观测编报界面的12 h降水量录入到当日日数据中的20-08栏，将20时正点观测编报界面的12 h降水量录入到当日日数据中的08-20栏，点击保存；或将当日日数据中的20-08及08-20雨量栏清空并保存，再次进入当日日数据界面将自动重新统计为正确值，然后保存即可。

1.5 正点数据缺测时的处理

当某时次正点温度类、本站气压、相对湿度、风数据有缺测时，点击“自动补调(分钟)”，即可实现自动用正点前后10 min数据进行代替，极值和出现时间从实有记录中挑取。

但应检查2 min风和10 min风代替值是否正确，如果数据明显偏小，应按技术规定的要求人工挑取“有效数据”进行代替，无“有效数据”时则按缺测处理。

如果正点数据用整点后10 min数据代替且为极值，应手动修改极值，并将出现时间改为该时次00分。

若本时次的上述要素分钟数据中存在跳变等错误数据，就需要认真检查是否使用了错误数据代替或将错误数据挑取为极值(本站气压、气温、相对湿度、最大风、极大风、地面温度、草面温度)。如果存在这种情况，则需要剔除错误数据，人工重新选取数据代替或挑取极值。

1.6 大风数据查询与记录

ISOS软件未直接提供大风数据查询功能，可用“数据查询”→“综合查询”功能来代替此功能，如图1所示：

图1 综合查询Fig.1 Consolidated queries

在弹出的“综合查询”页面，在“数据”栏选择“常规要素每日逐分钟订正数据表”，“要素”栏双击“分钟内最大瞬时风速”和“分钟内最大瞬时风速的风向”，设定需要查询的起止时间，勾选“开启筛选”，条件筛选中“要素”栏选择“常规要素每日逐分钟订正数据表.分钟内最大瞬时风速”，“公式”选择“大于等于”，“阈值”输入“17”，如图2所示：

图2 大风数据查询设置Fig.2 Wind Data Enquiry Settings

点击“查询”，即可在“综合查询结果1”中显示符合条件的大风数据，如图3所示：

图3 3月1日大风数据查询结果Fig.3 Gale data query results on March 1

1.7 跨08时或20时的大风数据处理

大风的起止时间，凡两段出现的时间间歇在15 min或以内时，应作为一次记载；若间歇时间超过15 min，则另记起止时间。

ISOS软件可以自动记录大风和出现时间，但因业务规定要求，夜间的天气现象只记录是否出现、不记录起止时间，因此无法判断08时或20时前后大风的两段出现时间间歇是否在15 min或以内，因此需要人工判断。

如果08时前后有出现时间间隔<15min的大风数据，则下个“人工观测时次”(基本站和基准站11时、一般站14时，或08—14时之间需要加密或质控数据的时次)应将大风开始时间更改为0800。如果20时前后有出现时间间隔<15 min的大风数据，则下个“人工观测时次”之前(08时之前，或20—08时之间需要加密或质控数据的时次前)应将前一日20时大风结束时间更改为2000，发更正报；如果00时之后才发20时更正报，还需要发前一日的日数据更正报。

以某基本站3月1日的数据为例，由图3综合查询结果可知，3月1日08时前后有出现时间间隔<15 min的大风数据，07时56分与08时04分间隔没有超过15 min，应作为一次记载，但夜间不记起止时间，所以应在11时正点观测编报界面，将白天大风的开始时间改为0800，也就是将原时间段0804-0835改为0800-0835，并保存编发正点数据文件。

对于20时前后出现时间间隔<15 min的大风的情况，以某站8月16—17日的数据为例，如图4所示。由综合查询结果可知，8月16日20时前后有出现时间间隔<15 min的大风数据，19时47分与20时02分间隔没有超过15 min，应作为一次记载，但夜间不记起止时间，所以应在17日08时之前打开16日20时正点观测编报界面，将白天大风的结束时间改为2000，也就是将原时间1947改为1947-2000，并保存编发20时更正报，之后再编发16日的日数据更正报。

图4 8月16—17日大风数据查询结果Fig.4 August 16—17 Gale Data Enquiry Results

1.8 可查询一段时间雾及最小能见度等数据信息

ISOS软件未直接提供雾数据查询功能，可用“数据查询”→“综合查询”功能来代替此功能，在弹出的“综合查询”页面，在“数据”栏选择“天气现象综合判断每日逐分钟数据表”，“要素”栏双击“水平能见度”和“识别结果”，设定需要查询的起止时间，勾选“开启筛选”，条件筛选中“要素”栏选择“天气现象综合判断每日逐分钟数据表.水平能见度”，“公式”选择“小于等于”，“阈值”输入“749”，点击“查询”，即可在“综合查询结果1”中显示符合条件的视程障碍天气现象和能见度数据，如图5所示：

图5 2018年7月12—15日视程障碍天气现象和能见度数据Fig.5 Data on weather phenomena and visibility of visual impairment, 12—15 July 2018

1.9 蒸发溢流水位查询与水位报警设置

ISOS软件未直接提供获取蒸发溢流水位功能，需获取蒸发溢流水位时，将蒸发桶加水到溢流口，稳定5 min后，在ISOS软件中查询当前分钟的蒸发水位，减去1.0即为蒸发溢流水位；获取蒸发溢流水位后应将蒸发桶内的水取出一部分，使水位在适当位置。例如查询到的当时水位为96.9(单位：mm)，则蒸发溢流水位为95.9。

因蒸发水位到达溢流口附近时，桶内的水可能流出去，蒸发水位的变化已经不能代表蒸发量的多少；蒸发桶内的水太少、水位太低时，容易出现低于蒸发传感器所能测量的最小水位甚至使水完全蒸发，这时蒸发水位的情况也不能代表蒸发量的多少；因此要根据本站蒸发量的大小及降水情况及时加水或取水，保证蒸发水位在正常的合理范围内。

为了能及时加水或取水，可在ISOS软件中设置“蒸发溢流报警”或“蒸发水位超阈值报警”进行提醒。

以设置“蒸发水位超阈值报警”为例，若设置蒸发水位低于30.0(单位：mm)或高于80.0时进行报警，则在ISOS软件主菜单栏“参数设置”→“报警设置”→“灾害”中添加报警，点击“添加”按钮，弹出“添加报警”对话框，在“规则名称”栏输入“蒸发水位超阈值报警”。在规则条件框内，条件1中“数据表”选择“常规要素每日逐分钟订正数据表”，“要素”选择“当前分钟蒸发水位”，“表达式”选择“原值”，“判断”选择“<”，“阈值”栏录入“30.0”，“条件关系”选择“或者”，如图6所示：

图6 添加“蒸发水位超阈值报警”报警规则条件-条件1设置Fig.6 Add "Evaporation Water Level Overthreshold Alarm" Alarm Rule Condition-Condition 1 Settings

在规则条件框内，点击“条件2”，在条件2中“数据表”选择“常规要素每日逐分钟订正数据表”，“要素”选择“当前分钟蒸发水位”，“表达式”选择“原值”，“判断”选择“>”，“阈值”栏录入“80.0”，“条件关系”选择“无”。勾选“启用报警”，勾选“声音报警”，点击右侧的“选择”按钮选择需要的声音文件，点击“添加”，弹出“添加成功”提示框，点击“确定”即完成“蒸发水位超阈值报警”报警的设置，如图7所示：

图7 添加“蒸发水位超阈值报警”报警规则条件-条件2设置Fig.7 Add "Evaporation Water Level Overthreshold Alarm" Alarm Rule Condition-Condition 2 Settings

1.10 采集器交流电中断报警的设置

为保证采集器正常供电，需要在ISOS软件主菜单栏“参数设置”→“报警设置”→“状态”中添加并设置报警。点击“添加”按钮，弹出“添加报警”对话框，在“规则名称”栏输入“主采交流供电中断”。在规则条件框内，条件1中“数据表”选择“自动气象站状态每日逐分钟数据表”，“要素”选择“主采集器供电类型”，“表达式”选择“原值”，“判断”选择“==”且“阈值”栏录入“1”，或“判断”选择“!=”且“阈值”栏录入“0”，“条件关系”选择“无”。勾选“启用报警”，勾选“声音报警”，点击右侧的“选择”按钮选择需要的声音文件，点击“添加”，弹出“添加成功”提示框，点击“确定”即完成“主采交流供电中断”报警的设置，如图8所示：

图8 添加“主采交流供电中断”报警规则条件设置Fig.8 Add "main production AC power supply interrupt" alarm rule condition setting

1.11 季节性切换蒸发参数出现异常数据时的处理

北方基准、基本站结冰期结束或非结冰期结束时，需要切换蒸发的参数。

因为当前业务规定需要在00时上传前一日的日数据，上传结冰期最后一日日数据时，ISOS软件中的蒸发参数已切换为非结冰期，该日小型蒸发数据不会被读取，该日大型蒸发因蒸发传感器未启用而缺测，因此ISOS软件只编报缺测的大型蒸发合计值；而上传非结冰期最后一日日数据时，ISOS软件中的蒸发参数已切换为结冰期，该日大型蒸发数据不会被读取，该日小型蒸发因尚未启用而缺测，ISOS软件只编报缺测的小型蒸发值。

所以北方基准、基本站在结冰期结束后的第一日08时，需要先将蒸发参数切换回结冰期的参数，发完前一日日数据更正报之后，再把蒸发参数切换回非结冰期的参数；同理，在非结冰期结束后的第一日08时，需要先将蒸发参数切换回非结冰期的参数，发完前一日日数据更正报之后，再把蒸发参数切换回结冰期的参数。

另外，在结冰期结束后的第一日，如果20—21时小时蒸发量因故缺测而其余时次均不缺测，因缺测的时次之前尚未启用蒸发传感器，没有对应的数据而无法进行内插计算，因此该时次只能缺测，在该日20时后保存日数据时，需要将蒸发日合计改为缺测，然后保存。

1.12 日常出现数据缺测时的处理方法

当日常工作中，如果发现数据有缺测，一般不用处理，ISOS软件重启时能自动下载6 h以内的缺测数据；每小时的第40分，软件会自动下载70 min之内的缺测数据。因此只有发现6 h之前仍有缺测数据时，才需要通过ISOS软件主菜单栏“数据处理”→“历史数据下载”来开展人工下载历史数据的工作。

1.13 定期重启业务计算机

目前大多数台站业务计算机的配置都不高，只是达到了能保证ISOS软件正常运行所需的最低要求，因此程序运行一段时间后，驻留内存或进程中的程序过多，不能释放相应的内存，造成可用的系统资源越来越少，计算机性能越来越低导致运行速度缓慢，严重时还可能会引起台站ISOS软件运行错误，数据读取或传输异常，甚至出现计算机蓝屏等极端情况，因此需要定期重启计算机，以保证ISOS软件高效运行。

也可以通过观察ISOS软件首页中各设备的“观测成功率”来决定是否需要重启，如果“观测成功率”均高于90%，一般不进行重启；如果有“观测成功率”低于90%的设备或软件出现卡死的现象，则立即重启业务计算机以保证ISOS软件正常运行。