业务改革后地面气象测报中数据异常的分析及处理

张 园 刘 凯

（内蒙古自治区准格尔旗气象局，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

随着科技的发展，计算机技术与自动化处理技术都开始被运用到气象观测工作中，极大地提升了气象观测效率，但观测受到多种内外因素的影响，仍旧难以杜绝数据异常情况，基于此，本文对地面测报中数据异常的处理进行了简要分析。

1.地面气象测报概述

在气象站工作中，地面气象数据的观测和发布是十分基础的工作，在气象观测结构中，地面气象观测又是重要组成部分。地面气象观测事实上也是最早被广泛应用的气象观测形式，在没有更为专业的气象数据测量仪器之前，地面气象观测只通过云和风的变化推测温度、湿度等信息，进而判定天气的变化情况，随后开始发展出地面气象的观测网络，在信息网络通信技术的帮助下构建出成熟的台站网，后续又在新技术的融入下，地面气象观测工作也趋向于自动化发展，其测报的专业水平也更高。目前，在先进技术的推动下，我国气象观测业务也出现了重大改革，但改革后仍旧会出现数据异常情况，像是部分测得数据错误，对业务改革后数据异常情况加以分析并得到解决对策，有利于提升气象观测工作水平，推动气象站观测事业更好地发展。

2.地面气象测报中数据异常的影响因素

地面气象测报工作中，由于气象变化具有不确定性，导致测量数据异常的影响因素也较多，具体可划分为以下四种。一是环境影响因素致使其测量数据出现异常状况，当前的新型自动气象站还是很容易受到环境因素影响的，像是站点所处区域的太阳辐射情况、温度情况、湿度情况以及电磁干扰水平等，都会导致地面气象测报数据的准确度受到影响，因而在推进气象站地面数据测量工作运行时，也要综合考虑环境因素的影响，尽可能确保气象测报工作的稳步推进；二是硬件设施故障或性能下降导致数据出现异常情况，在地面气象数据采集时，主要会依靠采集器设备，该设备发生损坏或性能下降，就容易导致数据缺测情况出现，或是发生数据无法显示的状况，除此之外，通信线路损坏、电源装置故障以及计算机设备的故障也会影响到数据采集与正常显示，都需格外注意；三是系统内部软件问题因素导致数据出现异常，相关测报工作的实现也依赖于专业测报软件，而若是软件本身的参数设定不合理，或是被病毒入侵而出现软件被破坏情况，就会影响到数据的完整测得，影响到最终数据的分析工作；四是测报人员素质的影响，许多地面气象测报数据异常情况都是由测报人员本身业务素质不高导致，像是人员未按照规定开展巡视检查工作，在日常设备维护管理时出现操作不当状况，对于要求备份的数据没有完成任务或是对采集器设备没有及时进行复位，则其测得的数据就会异常，导致地面气象测报工作质量下降。

3.实施业务改革后的地面气象测报数据异常分析与处理

3.1 停止降水后自动气象站仍进行降水记录的异常与处理

业务改革之后，台站的测报软件及系统可能会出现的异常问题较多，其中颇为常见的问题就是外部停止降水后，降水观测仪器仍有降水量出现，导致测得的降水数据不准确。例如，这种情况是典型的降水传感器运行使用滞后问题，在某次降水过程中，降水传感器在降水停止后的两个小时左右，仍旧会出现降水的相关数据记录，这些数据差值如果在0.3mm之内，也会被算入到降水期间末小时降水量当中，确保观测到的降水量数据能够完整，而工作人员需要将该记录文件中的降水量实际数值修正，生成一个新的文件，便于后续使用。但是在实际开展工程过程中，常会遇到观测记录与实际降水量出现偏差的情况，具体来说主要包含了两点。一是滞后降水，一般来说，若测报的传感器装置翻斗结构中存在部分剩余雨水，则在进行降水记录时会呈现出0.1-0.3毫米左右的降水数据，若是这类降水记录出现在停止降水两小时内的任一时间段，则进行数据的逐日分析维护时，要将该记录累计加到对应末小时降水量的时间段当中。若是降水记录出现在停止降水后的2-3小时时间段或者更久的时间段，则不需要进行数据累加，应当将该记录部分的数据删除。若是夜间出现该情况，则不需要修改新建立的文件，保持原本的数据记录即可，针对夜间降水的情况，假设夜间八到九点时降水已经停止且没有相关数据记录，则传感器产生的偏差降水记录应当累计加入夜间七到八点的时间段内。二是维护不力造成的降水记录情况，有时也可能是雨量测报的相关传感器装置由于维护工作不到位出现了故障问题，致使降雨量数据出现偏差，遇到这种情况时，需要对雨量测报的相关传感器装置进行检查，比如说使用万用表来连接装置的输出端并进行检查测，在传感器当中注入一定的水，观察万用表的变化，判断传感器元部件是否发生故障。

3.2 数据记录超标及雨量记录故障的异常与处理

在进行地面气象测报工作时，可能会出现数据记录超标或雨量记录故障情况，一般是相关自动记录仪器发生故障，对其采取的处理手段为，先使用人工雨量对实际雨量进行替代，在此过程中也会遇到之前的雨量被人工雨量所替代的情况，若是直接对降雨量数值进行修正，可能会出现整点时气象数据不准确问题，一般会超过极大值，这种状态下，即使是使用地面气象观测软件也很难做到降雨量数值的准确记录以及处理，借助于人工干预的手段也难达到目的。因此，相关工作人员需要将情况上报给上级部门，通过其气象观测的相关审核程序，从而调节降雨量数据的最大值，也保证降雨量数值可以被地面气象观测软件更为完整地处理。在实际降雨发生时，若是运用人工雨量的方式将小时降雨量完全替代，则需要保证数据系统当中输入的相关测量数据绝对准确，确保气象测报的各项设备都能够良好运行。

3.3 重要天气报发报的异常与处理

地面气象测报工作实施过程中，若重要天气情况出现在夜间，比如夜间出现龙卷风天气以及冰雹天气等，最开始对天气情况进行精准判断时，地面气象测报站点的工作人员一定要保持专业性，按照相关规定实施编发处理重要天气情况信息。一般来说，这些重要天气需要在实际发生后的前十分钟之内观测获得并发报，但若是发报的标准时间已经到达或是超过，则应当判断是否达到续报告标准，若是达到标准可单独发出一次续报，公布重要天气情况；另一种情况是8时、14时、20时正点前三十分钟内通过观测获得冰雹重要天气信息，可以将其合并在整点报里发送。

3.4 保存文件和实际观测结果不一致的异常与处理

地面气象测报实施时，当天测得的气象要素数据结果都会自动保存，同时在正点时刻中可以运用观测系统将数据传输到信息中心，信息中心会做好测得数据的统一处理及保管。但需注意的是，相关的测报软件运行可能会出现保存文件与实际测得数据不一致情况，数据的保存也就失去意义。出现这种异常情况的原因可能是保存时误将以往文件保存，直接影响到地面气象观测的效率与质量，为了解决该项问题，可安排计算机维修的专业人才来调整计算机系统，必要时也可直接安装，避免出现文件保存不当情况。

3.5 数据采集及显示方面的故障异常与处理

地面气象测报系统主要是采集气象要素数据，再分析数据获得气象情况并进行公布。而实际采集时可能会出现时间上的错乱问题，导致采集数据出现异常，一般在采集器的屏幕中显示的终端数据获取是正常的，可是将数据写入以及“实时数据监控”模块中却无法显示出来，出现故障问题。该类型问题产生的原因在于进行采集数据写入及“实时数据监控”模块刷新之前，没有进行返回值时间格式的有效检查，因此，对其处理时需保证做到检查返回值时间格式，若发现了格式错误，要将分析时刻内的所有观测数据修正，按照缺测情况来调整。若是“实时数据监控”模块界面进行了重新刷新，而此时数据写入到分钟数据文件或是正点文件时仍旧有异常情况，但要求中必须要写入RTD文件，这个时间的基准应当为计算机系统本身时间，要解决异常情况，可以对采集器的软件进行关闭重启，校正计算机系统时间与采集器的时间，与此同时，ISOS软件（自动气象站监控软件）也要校正重启。

3.6 强降水气象导致深层地温记录出现突变的异常与处理

在部分地区，夏季或秋季可能会出现强降水天气，这类特殊天气会直接导致深层地温发生突变。一般是先出现了强降水现象，这时的深层地温还不够高，但当达到某个时间段后，深层地温就会出现大幅度提高，像是一个小时内直接提高2℃，这种温度升高会持续很久，长则几天，之后温度再逐渐下降到原本的温度值，正常的地温变化波动都是在0.1-0.3℃之内，但强降水发生时，深层地温的变动才会异常，这可能是由于季节温度高特点，强降水加持下，促进地表温度传导进深层地层，致使温度急增，这种情况导致的地温数据异常是对地温情况的真实反映，因此数据处理按照正常流程即可，但也不排除相应测量及分析仪器故障导致数据异常，因此也要对仪器设备进行严格检查。

4.保证地面气象测报工作质量的措施

4.1 避免数据收集出现错误

要保证地面气象测报工作的质量较好，采集数据的准确性与完整性是关键，因此，要把握系统的数据收集运行，避免出现错误问题。例如，技术人员加强对数据采集中分钟数据的质量把控，在整点发报之前，先将准确结果报告给站台值班人员，避免错误数据被公布，预控数据质量。还要利用网页服务的开放式体系进一步规范信息接口，方便于其他系统对信息实施调用。对天气现象信息进行实时更新时，要做到随时与气象局值班人员维持联系，及时了解外部天气的具体变化情况，若有必要，可以运用卫星云图手段或气象雷达回拨图像手段来传递实时天气信息，为人们的生产及生活提供更优质气象服务。

4.2 做好相关仪器设备的维护工作

在实施业务改革之后，新型自动气象站地面气象测报使用的重要仪器设备主要是采集设备，要保证测报质量还需做好仪器设备的维护工作，保证设备的高效、稳定运行，确保测得数据的可靠性。为此，自动站可以安排专业人员定期对采集器设备进行全面检查，比如说一月一次检查，排除设备的故障隐患，通常可根据采集器指示灯结构来判断是否发生故障情况，还有仔细检查正点观测的数据值，将计算机系统时间与采集器时间进行对照，保证其一致性，每个星期都应进行一次计算机设备重启以及采集器软件的重启，可保证运行性能更加良好。此外，地温传感器装置由于安装在地下，很容易受到季节性降水气候的影响，因而要确认该装置性能稳定，定期进行检查，确保外露缆线的绝缘层未受到破坏，地温支架也要保证状态良好，尤其是当天气出现异常时，要查看按照地温传感器装置的地块是否发生板结，以保证传感器可以发挥出良好观测功能，切实满足地面气象测报工作的需要。

4.3 注重对时工作

为了避免计算机系统与气象站采集器时间出现不一致情况，还需注重开展对时工作，在进行地面气象观测过程中，基于北京时间，做好气象台站计算机与自动采集器的内部时间对时，保证都与北京时间相同，两者即能够实现同步。当前的气象站当中都具有这自动对时软件，其精确度较高，但为了保证对时准确，还要定期进行维护，为实际测报工作奠定良好基础。

4.4 提升自动气象站人员的综合素质

自动气象站工作的质量与技术人员素养有着密切联系，其想要实现高效、稳定的气象测报，还需提升自动气象站人员的综合素质。例如，以保证新型自动站运行性能稳定为目标，组织开展在职技术人员的培训工作，培训内容划分为理论和实践两部分，还有对技术人员进行考核，确保其素质达标，全体人员都要具备较高素养，加大岗位竞争的推动力度、采取择优任职的手段，这样也能够保证自动气象站的人才能够发挥出特长，还要培养人员的责任心与职业道德水平，增强地面气象测报数据处理的严谨性，减少运行中的故障问题，全面提升工作质量与效率。除此之外，还要全面健全监督机制，制定完善的规范标准及规章制度，确保自动站工作人员严格遵循，对相应的业务监督还可采用抽查手段，有效避免违规行为的出现。

5.结论

综上所述，地面气象测报业务在实施了改革之后，趋向于自动化、高效化方向发展，其测报质量有所提升，效率也进一步提高，但仍旧存在测报的数据异常问题，影响数据的因素包括环境、人员素质、设备及软件情况等。由本文分析可知，业务改革后的地面气象测报数据异常情况类型包括：停止降水后自动气象站仍进行降水记录的异常、数据记录超标及雨量记录故障的异常与处理、重要天气报发报的异常与处理、实际保存文件和实际观测结果不一致的异常等。针对不同的异常问题需采取科学手段，保证气象站工作的稳定运行。