影响自动气象站数据观测质量的因素分析及质量控制

黄阳霞，李跃宏

（厦门市气象局气象灾害与防御技术中心，福建 厦门 361012）

近些年来，随着气象观测技术的快速更新与发展，新型自动气象站在气象观测业务工作中得到广泛普及与应用，不仅大大提升了气象观测能力与服务能力，还为做好防灾减灾与气象预报服务工作提供了准确的数据支撑。然而，在实际工作当中，受到仪器设备、人为、环境等多种因素的影响导致新型自动气象站数据观测极易出现异常或缺测等现象，严重影响了气象观测数据质量。如何提高自动气象站数据观测质量成为气象工作者普遍关心的热点问题。作为气象观测工作人员，必须及时查找影响新型自动气象站数据观测质量的关键因素，并积极探索科学、有效的质量控制对策，对于提高气象观测数据的准确性与完整性等具有重要意义。

1 新型自动气象站的系统结构

DZZ5新型自动气象站作为一种自动观测气象要素的现代化观测系统，主要包括硬件与软件两大重要组成部分，其中软件由业务软件和嵌入式软件两部分组成，硬件由供电系统、采集系统、传感器系统与通讯系统四大部分组成。DZZ5新型自动气象站在实际运行过程中，供电系统主要为自动气象站的正常运行提供用电需求；采集系统负责所有气象要素数据的收集、储存、分析与运算等一系列工作；传感器系统以不同观测需要为依据为其配置相对应的传感器，并对相应的气象要素进行测量；通信系统的主要功能在于将采集核心处理后的数据传输至计算机。

2 影响自动气象站数据观测质量的因素分析

2.1 观测站环境因素

自DZZ5新型自动气象站投入使用以来，众多新型的气象观测仪器设备在地面测报领域得到广泛应用。由于大多数气象观测仪器设备均由智能化的电子元器件组成，其自身具有较强的敏感性，极易受到外界因素的影响，进而严重影响到气象观测数据质量。另外，城市化的快速发展，使气象观测设施设备与测报环境遭到一定程度的破坏，导致部分影响严重的新型自动气象站不得不进行迁站，进而严重影响了气象观测数据的完整性与连续性。除此之外，雷电等天气现象发生时将会产生一定量的电磁脉冲，不仅会导致观测仪器的性能显著下降，严重影响到气象观测数据的准确性。甚至还会损坏气象观测仪器设备，进而导致无法顺利开展气象观测工作。

2.2 硬件设备发生故障

新型自动气象站硬件设备的安全、正常运行是确保顺利开展气象观测工作的一项重要前提条件，一旦硬件设备发生故障必然会严重影响到气象观测数据质量。当通信线路发生故障将会导致无法正常通信与传统采集到的数据；业务计算机发生故障时将会对采集数据的存储产生严重影响。另外，自动气象站设备往往位于持续不间断运行状态，持续长时间使用过程中其自身的性能将会显著下降，而且工作强度过大将会导致设备极易发生故障，进而导致气象观测数据出现异常或缺测，严重影响了气象观测数据的准确性。

2.3 自动站仪器维护不够规范

在气象观测工作当中，如果工作人员未能定期做好各仪器设备的维护工作，也将会严重影响到新型自动气象站数据观测质量。就放置在近地面层的气象观测仪器设备而言，暴雨过程发生后，裸露在外的感应器元件的表面极易覆盖上泥土，一旦雨水进入到深层地温套管内，往往会将地温变化规律打破，最终导致地温观测数据发生异常或缺测。另外，就雨量传感器而言，一旦蜘蛛网、小虫等杂物堵塞雨量筒盛水器，往往会引起滞后降水，进而导致雨量观测数据与实际雨量存在着一定的差异。因此，气象观测人员必须做好各仪器设备的日常维护工作，以提升气象观测数据质量。

2.4 气象观测人员的业务能力不强

自新型自动气象站投入使用以来，大部分地面气象观测业务均实现了自动化操作，同时也针对气象观测人员的业务水平与操作能力提出了严格要求。然而，在实际工作当中部分气象观测人员未能熟练掌握新型气象观测仪器的操作，再加上气象观测人员的自学能力不强，且培训机会较少，进而导致现有气象观测工作人员的专业技能水平不高，未能全面掌握仪器操作流程、且缺乏气象要素数据分析能力与故障应急处理能力，必然会对新型自动气象站数据观测质量产生严重影响。

3 自动气象站数据观测质量控制对策

3.1 优化观测站的环境

在选择新型自动气象站站址时，应当提前针对所选区域开展可行性调研评估工作，尽可能选择温湿度与太阳辐射条件比较适宜且电磁干扰较弱的地区建设新型自动气象站，在此过程中还要严格做好相关技术监督工作。另外，气象部门还可以建设天气校准站，对比城镇与其周围的气象数据，以期能够为气象台建设提供最为合适的场所，以保障新型自动气象站各气象要素数据观测的准确性。

3.2 制定完善的规章制度

气象部门应当制定与完善业务规章制度，且严格按照各项规章制度开展相关业务工作，以确保气象观测业务的规范性。另外，还要制定科学的值班制度，并对其进行严格执行。明确指出观测人员在值班期间不得擅自脱离工作岗位，必须时刻对天气状况进行严密监测；还要建立有效的监督管理机制，全方位监督与管理工作人员的操作行为，确保测报工作人员能够严格按照相关规范要求规范开展各项业务工作，既能够减少违规操作现象，还能大大降低错情率。

3.3 做好新型自动气象站各仪器设备的日常维护工作

气象观测工作人员应当定期做好新型自动气象站各仪器设备的维修维护工作，以确保各仪器设备始终位于正常运行状态。主要包括以下几点：（1）定期对新型自动气象站的供电系统、采集系统、传感器等的运行状态进行检查，一旦发现异常应当第一时间进行解决处理；（2）定期做好新型自动气象站各仪器设备的清洁与保养工作，以避免杂物影响到气象观测数据质量；（3）雷雨频发季节及时检查气象台站的防雷装置，以充分发挥防雷装置的作用，并保护气象观测仪器设备免受雷电灾害的袭击；（4）禁止在业务计算机上安装与工作无关的应用及程序，定期还要对业务计算机进行升级与病毒查杀，既能够确保业务计算机位于安全运行状态，还能为提升新型自动气象站数据观测质量提供一定的保障。

3.4 强化业务培训，提高工作人员的业务技能

首先，气象部门应当积极从高等院校引进气象专业的优秀毕业生，以充实气象观测队伍；其次，气象部门还应当定期组织工作人员参加业务知识学习活动，使气象观测人员能够熟练掌握气象观测业务理论知识与操作流程。除此之外，气象部门还可以定期开展业务技能培训与实践演练活动，并邀请气象专家为气象观测人员提供指导，不仅能够提高气象观测工作人员的业务技能，还能实现新型自动气象站数据观测质量的显著提升。