气象观测设备数据通讯（共9篇）
气象观测设备数据通讯 篇1
摘要：在梳理地面气象观测设备运行状态检测设计思路的基础上,分析地面气象观测设备运行状态检测点设计、检测信息编码设计等问题,以规范地面气象观测设备运行状态检测技术,推动气象观测设备运行监控工作开展。
关键词：地面气象观测,仪器设备,运行状态,检测技术
随着新型自动气象站的建成并投入应用,逐步实现了地面气象观测工作自动化程度,这些地面气象观测仪器设备属于精密元件,极易受到外界及自身损耗影响出现运行故障,降低地面气象观测工作质量。为此,测报业务人员还要做好地面气象观测仪器设备运行状态监测,加强检测技术研究,以便第一时间内发现问题、解决问题,确保地面气象观测业务正常运行。
1 检测点设计
1.1 采集器
主采集器上设计有主板温度和电源、交流供电和机箱门等多个检测点,还有全球定位系统模块(GPS)、CAN总线、便携式闪存卡及模拟/数字转换器(A/D模块)等,共15个检测点;主采集器上温度、气压等,这些物理量数据在正常范围时,显示“正常”,如果采样数据偏高或是偏低则显示“偏高/偏低”,若是采样值超过了正常测量范围的上下限就显示“超上/下限”,显示“没检查”时说明仪器当前的工作状态无法进行判断;对于主采集器模块,可采用“正常”/“故障”来代表设备可正常工作、出现故障,未配置该设备显示“没配置”。分采集器设计有主板温度、工作电压、AD模块、电路板、计数器模块、通信电缆、接口等21个检测点。
1.2 观测模块
温湿度传感器的状态检测参数主要为信号电压和电阻、工作电流、信号线、铂丝状态等;气压传感器电压、电流值的检测可以了解到传感器工作状态;信号电流、电压及频率值等能反映出传感器工作状态;CPU每隔1 min就会读取1次计数器从雨量脉冲信号被滤波和整形后计算得到的雨量值;能见度观测散射仪包括传感器、采集器和外围设备等,需要对电压、频率值及采集器通信模块状态和接收器、发射器加热与通风状态进行检测,观察传感器工作状态与窗口是否被污染,如果发射器、接收器故障或传感器镜头受到污染,能见度仪数值会偏高[1,2]。供电系统观测模块包括开关电源、充电器、蓄电池及防雷模块,要对供电系统状态参数作检测。
2 检测信息编码设计
2.1 各组成结构单元编码
采用“ZXX”表示结构类编码,其中状态变量以“Z”代表,各状态结构类的名称标识为“XX”,如主采集器为“ZMC”。而且,地面自动气象站观测仪器设备结构类编码,应对应着地面观测业务数据文件格式中相对应的字段的标识符。状态结构类编码,应在3位英文字母以下,不能超过这个字数;若是2位英文字母需要加空格来补到3位数。各类状态结构类的编码:主/分采集器为ZMC/ZCC,温湿分采集器为ZTC,地温分采集器为ZDC;气压观测模块为ZPP,地温观测模块为ZWI,能见度观测模块为ZVV,风观测模块为ZWI,温湿观测模块为ZTH,雨观测模块为ZR;供电系统为ZPS,软件系统为ZS。
2.2 状态结构中各子组成单元编码
状态结构中各子组成单元编码,各状态名的名称采用英文大写字母表示,不同状态结构下的同一类状态名,可采用相同的英文字母来表示出,状态名及区别多个传感器的各个状态名采用数字来表示,例如10个地温传感器中,第1个传感器工作电压即表示为PV1,以此类推为PV2、PV3……。如果自动气象站各组成单元综合状态采用状态名表示时,编码后缀需要以“S”来表示。状态名编码要保证在3位数,只有2位数时以空格键补齐位数[3]。
2.3 各检测设备状态值定义
各状态名对应状态值可采用数据0~9及英文字母N来表示。地面自动气象站观测仪器设备具有很多的检测点,一共有4类,每一类状态都要分别统一编码,而且不同的设备编码有差异[4,5]。其中主/分采集器和各类传感器等设备的运行状态,为第I类,该状态正常、故障现象分别统一编为“0”“2”,“9”则表示无检查,“N”说明无设备,取这4种编码的固定值,其具备普遍适用性,“3~8”等数字则表示其他运行状态。在同一运行状态下,设备的编码值含义不同,如编码“3”用于温度传感器表示铂丝断裂,用于湿敏电容传感器表示饱和失效,用于风传感器表示设备被卡死或冻住。第Ⅱ类表示主/分采集器电源电压、主板温度传感器信号电压检测点和电流检测点,其运行状态处于正常范围时均为“0”,未检测到信号以“2”表示,“3”“4”分别代表采样值偏高、偏低,采样值超出测量范围的上限、下限分别以“5”“6”表示,“9”位未检查。第Ⅲ类表示主/分采集器、传感器所连接的电缆及传感器信号线的运行状态,“0”表示正常,“2”说明电缆被损坏,未连接为“3”,“4”“5”分别表示表示接触不良、短路,“9”则说明未检查。第IV类包括主/分采集器供电类型、CF卡余量、主采集器门开关状态等,相对来说比较特殊,每个检测点的编码方式都不同,例如在供电类型中,交流供电为“0”,直流供电则是“1”。
参考文献
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气象观测设备数据通讯 篇2
摘 要：随着经济及科技的不断发展，气象观测也逐步从人工观测转向自动化，这就对气象自动化观测站数据处理提出了更高的要求。该文主要从气象自动化观测站数据管理入手，重点对气象数据类型、气象数据设计以及气象数据组织结构进行了分析和阐述，并有针对性地提出了一系列气象数据处理方法，希望给行业相关人士提供一定的参考和借鉴。
关键词：气象观测站 自动化 数据处理
中图分类号：P41 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0055-02
天气现象对人们生产生活产生重要影响。随着经济及社会的不断发展，人们的日常生活以及工农业生产更是离不开气象观测。为确保气象数据的及时性、精准性和有效性，我国相关单位不断加大对气象自动化观测技术的研究力度，切实提升气象预报工作水平和气象自动化观测站数据处理水平，为气象自动化观测技术的发展打下坚实基础。
1 气象数据管理内容分析
1.1 气象数据类型
气象数据可以通过气象观测站（探空站、地面站、辐射站以及自动气象站等）、卫星、雷达等相关的观测方式获取，其还包含很多诸如气候预测分析数据、数值预报数据等相关衍生数据。所以，气象自动化观测站中包含多种数据格式和种类，且数量十分庞大。依据观测方式的不同，可以将气象数据分为3种类型，具体如下。
第一，台站观测数据，主要包含探空数据、辐射站观测数据以及台站观测数据等内容，存储格式则可以分为A文件、AB报、仪器的数据存储格式以及Micaps第1类格式等几种类型。
第二，栅格数据，主要包含卫星影像数据、雷达数据以及数值预报等几种类型，存储格式可以分为各类探空资料格式、第13类格式以及Micaps第4类等几种类型。
第三，要素数据，主要包含台风路径、锋线等类型，存储类型主要分为文本格式、Micaps格式等类型。
1.2 气象数据库设计
气象自动化观测站数据包含大量的气象观测数据、预报结果数据、中间数据以及卫星遥感影像数据等多种内容，信息量十分庞大。气象数据库作为气象信息共享的一个重要管理平台，其主要是用户对不同业务轨道、具有不同属性和不同空间的气象信息进行管理，为相关科研机构、政府部门、气象部门以及公众等提供重要数据参考。具体来说，主要包含以下几个方面。
第一，基础地理数据库，主要内容有河流、房屋、道路以及行政边界等矢量数据，运用GeoDataBase方式进行存储。具体来说，GeoDataBase是通过标准关系数据库技术的利用来建立相应的地理信息数据模型，进而在标准数据库管理系统中对相关数据进行存储和处理。
第二，气象空间数据库，主要内容有气象自动观测站中经过空间插值的数据、雷达数据以及卫星数据等，通过该数据库，其能够转换成为可提供利用的GRID格式、IMG格式及TIF格式，并通过栅格目录以及栅格数据实现气象数据的处理和存储。
第三，气象资料信息库，主要内容有雷达的基数据、台站原始观测资料以及台风路径等内容，其中台站观测数据主要包含日、月、季、年数据集以及实时观测数据集等，这类气象观测数据均是通过关系型数据库进行存储的。
1.3 气象数据组织结构
在实际应用过程中，气象数据库主要采用的是基于分层数据组织的方式实现对气象空间数据以及基础地理数据的科学管理，即一个图层只对一种要素负责。此外，雷达数据可以分为回波顶高组合反射率等内容。在对气象数据进行处理的过程中，需要依据观测时次对各个要素进行管理，比如常规站点的实时观测数据集。
2 气象观测业务软件对气象数据的处理分析
2.1 气象观测业务软件在运行过程中的事项处理
第一，为确保气象观测业务软件的连续性打下坚实基础。在气象自动化观测站中，为有效实现气象测报业务的连续性，必须保持气象测报业务软件处于连续使用的状态以及数据采集和传输的正常。
第二，对地面数据进行逐日维护。所谓逐日数据维护指的是每天定时对已经编报保存到文件B中的数据进行观测和维护，并合理输入相应的人工观测记录。
第三，确保数据存储路径的可靠性与安全性。通常，工作人员应对当天数据记录予以定时浏览、校对和维护。同时，还需要在对天气实际情况进行考虑的基础上，输入相应的人工观测数据，并进行保存，最后将气象自动化观测站的原始数据以及文件B予以备份，并采取合理措施，为确保数据的可靠性与安全性打下坚实基础。
第四，对气象自动化观测站监控软件进行重启。一旦自动站监控软件的运行时间超过规定范围，则会大大降低数据采集的成功率，因此，相关工作人员需要在每天8点之后对自动站的监控软件实行重启操作，有效提升数据采集的成功率。
2.2 气象测报业务软件在操作过程中的事项处理
第一，记录存在异常或者缺测问题。若时间出现在正点，可以对正点前后10 min的可用数据进行判定，如果可用数据能够替代正点前后10 min的数据，那么就对正点前10 min予以优先考虑。在进行人工补测的过程中，需要观测的项目包含干湿球、气压、降水、两分钟风向风速、地温等项目，其他自动观测要素则全部按照缺测进行处理。
第二，对降水量进行记录的过程中需要注意的问题。通常情况下，在观测编报菜单中有一个专门校对气温、气压以及降水量的选项，该选项的主要功能是对定时观测及编报过程中使用的以往数据进行校对，确保计算编报过程中的精准性。
第三，在对数据进行传输和维护过程的处理方式。因在输入数据过程中，计算机软件只是对单一记录及格式的正确与否进行判别，并未对全部数据进行错误检测。因此，在输入数据的过程中，需要对操作记录予以严格规定，确保数据输入的正确性。
第四，当地温传感器被大雪覆盖时，则不需要对其进行特别处理，只需要依据正常流程记录即可，但是在记录表中需要予以特殊备注。
3 数据审核疑误信息的处理方法
随着人们对气象信息精准性要求的提升，气象数据在气象预报及气象灾害服务过程中的重要性日益提高。但是由于人工操作或者环境的影响，使得某些数据记录出现一定偏差。具体来说，主要表现为以下几个方面。
第一，利用计算机对疑误信息进行审核，主要内容包含文件正点记录缺失、台站参数疑误信息、降水量与降水情况不符、文件信息与日期不符等方面，其中，台站参数疑误最为常见。因此，一旦出现这种情况，工作人员需要对系统提示文件予以严格检查，找出错误原因，以免同类错误再次发生。
第二，人工记录相关信息出现相应的审核问题。其中，云、能见度等天气现象的记录极易出现这类问题。在对能见度进行记录的过程中，应与当时实际天气状况进行有效结合，如果能见度过低，则需要对雾霾情况予以详细记录。在对云予以记录的过程中，需要对云的定义、成因、特点及伴随的天气情况予以充分掌握，以便对云的状况予以详细记录。同时，在对天气状况进行记录的过程中，应确保记录的客观性和规范性，以便日后参考。
4 结语
总而言之，随着经济及社会的不断发展，人们对气象监测技术水平的要求也越来越高，气象数据资料的处理难度也不断加大。因此，在实际工作过程中，气象工作人员应不断提升自身技术，对气象自动化观测站数据处理技术予以充分掌握，为确保气象数据资料的客观性、全面性和精准性打下坚实基础。
参考文献
[1]伍光胜，敖振浪，李源鸿，等.大型自动气象监测网及数据采集中心的设计及应用[J].气象，2010（3）：89-90.
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气象观测设备数据通讯 篇3
关键词：地面气象观测,记录处理,数据文件,质量控制
气象观测所得到的数据是制作天气预报和气候预测的基础资料,其正确与否直接影响着天气预报和气候预测的质量[1,2],然而资料质量受到观测仪器、观测技术、测站位置、观测时间等的影响,近年来随着综合观测系统的推进和气象服务的高标准要求,特别是区域站网的建设和应用,尤其是中国气象局对数据文件质量控制严格要求。如何进行气象观测资料的质量控制,确保资料的代表性、准确性、比较性,是新形势下气象资料工作者迫切需要解决的科学问题[1]。目前,国家级自动站实现自动观测气象要素有温度、湿度、气压、降水、地温、风向、风速;人工观测气象要素包括云、能、天。该文从人工及计算机方面分析了地面气象观测数据A文件、J文件质量控制方法。
1 A文件
缺测记录处理一般原则:首先是用整点前10 min记录代替,其次再用整点后10 min记录代替,再就是用人工观测值代替,最后才是内插,否则作缺测处理。
1.1 封面
先与前一个月封面比校,重点检查有无迁站等变化项目否;地理环境必有,且2个以上要用“;”分开,注意风按照规范要求距地高度10~12 m,距平台高度应为6~8 m,总高度不少于10 m;在A文件中注意看首行参数有无错误,质量控制指示码及气压、风高度等各要素项目标识有无错误,如有人工和自动,则应为1。
1.2 降水上、下跨问题
这是新入手的质量控制员最易忽视的,尤其体现在下跨降水为0 mm,这也是软件审核不出需要人工注意地方,在各类比赛中未给出下跨量但要注意当月最后一天雨持续到20:00要提出该疑问;上跨降水日期,降水量与上月报表仔细校对。
1.3 天气现象栏
先看25个摘要栏,重要、罕见天气现象一目了然,然后重点是加强对其预审。在A文件中天气现象“…”应为3个空格,其他连接符为1个空格,不能出现“-”连接符号。雷暴要看是否漏记方位,且方位只能是八方位,不能出现SSW、ESE、WSW、WNW等;中间方位是否漏记;转入次日方向与前日方向是否符合要求,在这里人工重点审核是转入次日后的终止方向,不允许和前日开始方向相同,即不允许出现回头雷。因闪电在《规范》中定义“只见闪电而不闻雷声”,故要审核闪电是否为不应记录现象。冰雹记录是否写入纪要栏,且最大直径与最大平均重量是否符合规范要求。视程障碍现象雾之前应有轻雾,若是转入第2天的,则为雾之后应有轻雾;浮尘有无漏记时间或只出现几分钟,转入第2天时也需人工审核;按规定需记最小能见度的天气现象是否遗漏最小能见度。固态降水之雪、霰、米雪、冰粒、结冰、霜等应在较低温度时才出现,看有无在温度较高时误记;且固态降水(除雨夹雪外)不能形成雨淞;另积雪容易忽视的是8:00后形成的遗漏备注,以上均需人工仔细审核。降水现象、特殊天气现象与云状配合是否符合规定,如雨、毛毛雨、雷暴出现时降水云层为规范规定的云类,且还可以结合气簿-1注意连续性降水其对应的云状。天气现象中大风的出现时间要早于等于极大风速时间。不记起止时间的天气现象要看是否应出现,以及其转入次日顺序,如雨终止时间为7:44,若能见度低于10.0 km则后面要接视程障碍现象,这个是容易遗漏且机审难以判断出的问题。
1.4 备注栏及其他
(1)台站变动、新增观测要素、障碍物、所属机构、观测时制、迁站对比观测是否应在相应位置,如某站由一般站改为基本站,则变动后之日应在“台站级别”即03项中作相应修改。
(2)启用、停用某项观测要素是否表述完整。如从某日停用雨量传感器,要修改A文件相应项目标识和质量控制码段,如停用雨量传感器,其项目标识应为“0”,质量控制码段也相应修改。
(3)迁站对比根据当月及上月报表可以判断其在原址的方向,是否误记。
定时观测4次站,其观测时间为“10/04/02;08;14;20”和“10/24/24小时连续观测”;观测时次项应为“11/守班=”,若为基准站24次观测,在A文件中应体现为“10/24/逐时观测”。
1.5 天气气候概况栏与纪要
气候概况栏其各项数据统计是否正确,是否符合要求,各项目位置正确与否,如长期连阴雨写到正确应写到此为止03项,误记到04项等。天气现象栏记有冰雹而纪要栏却无记录,尤其是未达称重标准却有重量记录,这也是不符合规范要求。纪要栏其他各项标识与其文字说明正确与否。高山积雪备注按要求应写本月内日期,不必跨月备注。
1.6 降水
定时与自记降水每天比较,并非完全一致而是有差别,因目前自记是采用自动观测,而定时则是为人工观测,且差别判定方法是10.0 mm及以内差值为0.4 mm,超过10.0 mm降水则差值控制在4%以内,若差别过大,则要仔细查找原因,根据不同情况分别对记录进行处理,如确系自动站仪器故障,则自动观测降水可用人工虹吸雨量计替代。分钟降水与小时降水不一致处理情况分以下几种,并且要与备注相结合,首先若为人工虹吸雨量计代,则允许出现小时降水有记录而分钟降水缺测情况;若为人工定时代,则小时、分钟降水缺测都允许;在无任何备注情况下出现该记录则为疑误记录。
1.7 风
在风的记录中,注意查看极大风速达到或超过17.0 m/s而天气现象栏却漏记大风现象。2 min与10 min风用人工代时处理,用EL型电接风记录器代替时小数位只能是0、3、7;缺测时日平均4次与24次互代也要备注问题,或1 d内有6次及以上作缺测处理且极值应从实有记录中挑取。极大、最大风向风速若出现在整点,与整点风向是否一致,否则应为错误记录。在风的统计中,如某风向全月没有,则要仔细分析如对照人工站报表,分析是否为仪器损坏导致某一方位风向长时间缺测,或风速长时间为静风则要判断是否风已冻结。
1.8 电线积冰
一次电线积冰过程是否有2次记录,如天气现象栏雨淞从4日持续到6日,则只应有1次记录。电线积冰直径必须大于等于厚度,且雨淞、雾淞达到规定直径有无称重记录。电线积冰的温度不能低于当日气温最低。雨淞、雾淞在簿表格式中只能是5648、0048、5600,在各类业务比赛中直接录入4800,则以报表显示的方式判断不了该错误,一定要用记事本打开看。
1.9 雪深(雪压)和蒸发
应测雪压时却遗漏,且雪深大于等于5 cm,在A文件中雪压栏应为“///”。《地面气象规范》规范,“台站四周有积雪,但观测站附近因故无”,故有积雪不一定有量,积雪是随有随记,而雪深只在8:00、14:00、20:00测定,因此有量当日必有积雪。结合上月及本月报表文件备注看大、小型蒸发位置写错没有,则相应的质量控制码也要作应修改。针对蒸发结冰问题,小型蒸发不能记结冰“B”,规范规定必须要秤称重,而大型蒸发可以记“B”符号,但注意不能跨月,溶冰后测得其值是结冰后这段时间的累计值,比平常有差别,若无结冰期而值有显著变化者,则要结合前后几天蒸发及选类似天气作比较,判定数据正常否然后按照疑误记录处理方法进行处理。蒸发记结冰时,天气现象栏一般应有结冰符号,相应温度也较低。
1.10 日照
在A文件中日出至日落时间无日照应为“00”,日落至日出应为“NN”,这里需要注意某站某月每天的NN和00并不一致,因每天日出时间并不一致,可能跨整点,如1日日出0547,17日日出0601,那前者5:00~6:00应为“00”,后者5:00~6:00应为“NN”。且在日出日落期间每天横看检查日照数据整点无云无记录者,或迹线前面几小时一直为1.0 h而后突然中断,或错位向前或向后移了几小时。以小时为单位竖看检查日照计有无安装问题,如全月11:00—12:00均为0.9 h,则很可能仪器安装不符合规定要求。日照缺测时应注意在备注栏备注其百分率统计方法。
1.11 地温及冻土
地温记录每天进行查看,缺测内插均要作相应备注,且应备注4次与24次平均统计方法,两者其一缺测时可以互代。地温、气温、草温极端值,一般天气条件下地面最低低于气温最低,若为显著反常,则要仔细分析原因,例在降温天气下则可能出现气温低于地温。当地温有缺测时,则应从实有记录和人工记录中挑,若全天自动观测地温缺测时,相应地面温度、草面温度(雪面)极值作缺测处理。有冻土时,一般应注意地面温度应小于0℃,除非地面解冻冻土深度为0 cm时。
1.12 气压、温度、湿度
全月海平面气压是否有遗漏,或者海平面气压有却某时次缺测的应仔细判定。若用人工观测气压表代替要备注:自动站气压用经高度差订正后的本站气压代替。温、湿度注意不正常记录处理要按照技术解答1号文件执行,尤其注意冬季湿球溶冰不当情况下记录的处理。
2 J文件
首先也是必须先看首行参数,可以对照A文件首行参数检查。在J文件中跳变或缺测1 min目前按照各类文件精神还不能内插,且A文件内插处理后的值,不能代替J文件中整点00分的值注意某一段值是否异常,检查稍长一段时间的数据以判定该段记录正常否。按照中国气象局“气测函[2005]227号”文件精神,J文件降水判定为滞后降水在2 h以内且量在0.1、0.2、0.3 mm,可以加至那分钟那小时,否则,不为滞后降水的要删除且都要备注。自动观测降水启用当,还要在J文件中“降水”项目打上对勾,即首行参数中降水标识应为“1”,再检查A文件中相对应J文件滞后降水处理没有,必须人工处理J文件。风不正常情况下也要分析J文件,且不正常该时段其风向风速要作缺测。
3 结语
在地面观测工作中,只要观测员严格遵守各项规范及技术规定,严格执行记录处理方法进行质量控制,一般的错误是可以避免的。在实际工作中,要求质量控制员熟练掌握《地面气象观测规范》月观测记录质量检查方法和内容,再结合当地天气气候正确设置本台站OSSMO软件的审核规则库,设置时注意:尺度过宽容易出现疑误记录漏审,过窄正确记录也被列入疑问。然后再按照规范中疑误记录处理方法,结合记录处理一般原则,不断总结和积累经验,保持资料序列完整及统计结果更符合要求[3,4,5]。
参考文献
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气象观测设备数据通讯 篇4
九仙山气象站自动站与人工站观测数据对比分析
依据九仙山气象站自动站与人工站降水量资料.分析2种观测技术获取的气象数据所存在的差异及差异产生的.原因,对自动站数据质量进行分析,以期为自动站业务化正常运行和气候资料的连续性提供参考依据.
作 者：陈为德 赖建梁 连明发 作者单位：福建省德化县九仙山气象站,福建德化,362500刊 名：现代农业科技英文刊名：XIANDAI NONGYE KEJI年，卷(期)：2009“”(22)分类号：P412.13关键词：自动观测站 人工观测 数据对比 九仙山气象站
气象观测设备数据通讯 篇5
1 程序设计思路
以A文件资料为基础, 利用VB语言来实现数据资料的筛选、提取、分解、合成及显示。在实际应用中, 多是以报表的形式使用, 在提供给用户资料时, 往往都是在形成适当文件中打印出来。因此, 应考虑生成能在Office办公软件的编辑下容易修改的格式。
由于A文件格式比较固定, 每个要素的数据都是由指示码、方式位及该要素1个月的观测数据组成。通过查找指示码和方式位, 就能找到某个要素的起始位置, 然后再对这个要素的数据进行提取, 处理, 最终形成想要的数据格式。
2 程序编制
在Windows操作系统中, 应用VB6.0语言进行程序编写。
2.1 数据来源
程序中应用的主要是A文件, A文件为各观测站每月形成的月原始数据文件。程序在应用时, 由于一般预报及服务都是针对当地, 因此只要将当地的各站A文件收集上来即可, 每月各观测站会在一定期限内把审核好的A文件上传到市局, 只要将其拷贝到相关的程序目录中即可使用。
2.2 数据文件基本概况
A文件为文本文件, 文件名由17位字母、数字、符号组成, 其结构为“AIIiii-YYYYMM.TXT”。其中, “A”为文件类别标识符 (保留字) ;“IIiii”为区站号;“YYYY”为资料年份;“MM”为资料月份, 位数不足, 高位补“0”;“TXT“为文件扩展名。
A文件由台站参数、观测数据、质量控制、附加信息4个部分构成。观测数据由20个地面要素构成, 每个要素在文件中的排列顺序是固定的, 由一个或几个数据段组成, 每个数据段由若干条记录组成, 每条记录含有若干组数据, 每组数据之间用空格分隔。
2.3 数据计算程序的实现
由于在预报和服务中主要对降水、气温、风、气压、湿度等数据进行应用, 因此在程序编制时, 也主要考虑这几项数据的分解、提取和计算。下面以降水和风的数据为例说明。
2.3.1降水数据。降水数据的指示码为“R”, 但方式位有3个, 该文使用的数据方式位为“6”。此类数据由3段组成, 第1段为定时降水量, 即20:00—8:00、8:00—20:00、20:00—20:00降水量, 每天3组;第2段为每天 (21:00—20:00) 自记 (或自动观测) 每小时降水量, 共24组, 分为2个记录, 每个记录为12组;第3段为降水上下连接值每月3组, 该文主要应用第1、2段数据。
在预报评分中, 先分解出20:00—20:00降水和8:00—8:00降水2项, 这2项主要从第1段数据中提取。20:00—20:00降水即为第3组数据, 用合适的格式提取出来即可, 但由于预报评分中有暴雨的评定, 因此为了方便预报评分, 程序中将20:00—20:00降水达到或超过50 mm的数据加“★”号以警示。但8:00—8:00降水计算就比较复杂, 每天的8:00降水要把当天的8:00—20:00降水和次日的20:00—8:00降水加到一起, 即为当天的8:00—8:00降水。但在每月的最后一天时就要把下月第1天的20:00—8:00降水数据手工输入, 程序设置了数据入口, 在程序面板中相应的文本框中输入即可, 如果缺省, 按没有降水处理。
在专业气象服务中, 有的客户对降水时段比较关心, 因此在第2段数据中把降水时段加以处理, 让其更直观地显示出来。首先用for…next循环语句, 将某天的降水数据循环读入到数组中, 并分别赋值, 再对当天的数据进行处理, 如果有降水, 即记录起止时间, 如果是连续降水, 只记录起始和终止时间, 中间用“-”分隔开;如果是单个的降水时间, 只记录这个时间所在的小时, 每个时间段之间用“;”分隔开, 例如:“20:00;6:00—10:00;12:00—13:00;16:00”, 即表示20:00和16:00为2个单个的降水时间, 6:00—10:00与12:00—13:00为2个降水时间段。降水时间段虽然在月报表中也能查到, 但这样显示出来非常直观, 而且对夜间不守班的台站来说, 更有意义。
2.3.2风数据。风数据的指示码为“F”, 方式位共有4个。该文用到的是方式位为“N”的数据, 此类数据由3段组成, 第1段为2 min平均风向风速, 第2段为10 min平均风向风速, 前2段每段都为每天24次定时值, 共24组, 分为4个记录, 第3段为最大极大风及出现时间, 共4组, 第2、4组分别为最大、极大风出现时间。其中, 风向风速每组6位, 第1段和第2段前3位为风向, 后3位为风速, 最大极大风前3位为风速, 后3位为风向。
针对风的数据, 在预报中主要应用最大风速 (即10 min平均最大风速) , 故在程序中, 在第3段数据的相应位置提取即可, 并把角度换算成16个方位角格式, 如:数据为“084191”分解后, 风向为SSW, 风速为8.4 m/s。由于预报评分工作中对≥8 m/s的风有要求, 故将符合条件的数据提取出来, 其余的均不显示。
针对有的客户对风的主导风向及频率有要求, 在程序中对第2段数据中每天风的数据按16个方位角进行转换, 并分别赋值, 将其从当天的数据中提取出风向频率最大的一个或几个风向, 并记录下来, 在此段程序的编写中, 使用多个循环语句, 尤其是提取最大频率时, 用循环语句既简单又高效, 最终提取出当天的主导风向, 如果主导风向为多个, 中间即用“;”分隔开, 例如:“S;SSW”, 即表示这一天的S风与SSW风频率最大且相同, 即当天的主导风向有2个。在数据输出时, 把最大的频率也显示出来, 方便客户对照。
2.4 数据的输出
输出数据时, 考虑到要将其在Office软件中方便显示及打印, 因此程序最后输出数据时, 是输出一个用逗号隔开的数据矩阵, 同时调用office软件打开, 在其中可以很方便地转换成表格, 再稍做调整, 数据即可输出, 这时可以打印出来, 方便使用。
3 在业务中的应用
地面气象观测数据文件程序的编制, 在预报评分的实况提取中, 减轻了评分人员手工录入实况的劳动, 而且更准确无误, 同时, 对灾害性天气如大风、高温及暴雨等, 都在达到要求的天气实况前加以提醒[3,4]。另外, 更重要的是在专业气象服务中, 方便了用户, 减少了大量的手工操作, 不但准确而且效率高。通过对A文件进行程序化处理使得地面观测数据在日常工作中得到充分应用, 也给我们的工作带来了极大的方便。
4 结语
A文件的数据涵盖很多内容, 虽然在报表中可以体现出来, 但报表相对实际工作要求来说格式比较固定, 而针对A文件的源数据编制程序, 根据需求处理所需要的数据, 有很大的灵活性, 在很大程度上能减少手工操作。该文仅是对A文件部分数据的简单应用, 希望在今后的工作中对A文件能有更深入更广泛的应用。
摘要：应用Visual Basic 6.0编程语言实现对每月A文件的读取、解码、分类后并将所需要的数据提取整理出来, 并进行相应的计算和统计, 从而得到预报评分所要用到的各种气象要素, 同时满足专业用户的气象需求。
关键词：A文件,分解,输出,地面气象观测
参考文献
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[2]Evangelos Petroutsos.Visual Basic 5从入门到精通[M].北京:电子工业出版社, 1997.
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关于地面气象观测数据缺测的处理 篇6
地面气象观测是利用目力或借助仪器对气象要素和天气现象进行连续的、系统的测量和观察, 并及时、准确的采集、上传观测到的原始数据, 经过计算机处理后得到数据文件, 是气象部门开展天气预报、气候分析、气象信息、气象服务和气象科学研究的重要参考依据。
2 加强观测仪器日常维护和管理
做好观测仪器的相关事宜的日常维护和管理, 是降低地面气象观测数据缺测率的有效措施之一。
2.1 人工站仪器日常维护管理
观测员要做好日常观测仪器的管理工作, 定时认真巡视仪器以及时获得仪器是否在正常工作。其中雨量器在长期运行中极易出现异物堵塞引流管而导致雨水不能顺利进入翻斗中, 发生降水观测数据缺测、误差等现象, 因此要经常保持仪器清洁, 确保引流管管道畅通;当温度计双金属片上存在异物以及湿度计毛发脱钩、自记笔墨水用完等都会造成观测数据的缺测, 应在仪器日常维护管理时发现问题及时解决和处理, 有效减少因仪器自身故障原因引起的数据记录缺测。
灾害性天气来临前, 要特别注意事先检查仪器是否正常并做好相关准备工作。在专用雨量筒和蒸发器上加适宜盖子以防止强降雨天气蒸发器、雨量筒内水向外溅出, 降水结束后应去掉盖子保证蒸发量数据的准确;采用连通器原理在蒸发器旁放置广口瓶, 并用橡皮管与蒸发器连接, 避免降雨量过大时蒸发器内水向外溢出, 解决蒸发器记录失真问题。夏季, 雷雨大风天气应取下百页面上防鸟罩并加固百页箱门锁;遇高温要观测1次最低记录, 于20时将地面温度计收回放置阴蔽处降温后再将其放回原处;发生风雹等强对流天气前, 要在温度计、湿度计等地面裸露仪器上加罩防雹网罩, 待降雹结束后立即去掉, 避免仪器被损坏而出现观测数据缺测。
2.2 自动站的仪器管理
自动站仪器的日常管理和清洗维护也是降低数据缺测率的有效方法之一。降雨天气, 雨量记录迹线会因浮子室摩擦力增大产生突跳, 而虹吸雨量计的承水漏斗有杂物、雨量自动记录迹线异常时都会导致数据记录缺测, 因此应保证日常自动站浮子室内壁的光滑整洁, 使浮子上下运动自如, 同时降低自记笔位突跳上升又回落造成的雨量记录缺测。清洗仪器装置的过程中应加少量润滑剂, 使浮子室面上的自记笔尖和固定直杆连接处保持一定的润滑性, 保证其在工作中自由滑动。
通过每晚20时对自动站观测数据与人工观测数据的对比分析, 可及时从自动站仪器观测数据异常中发现是否存在电源不稳定、接口松动、采集器故障等异常, 如对比数据出现分钟数据连续1h和整点数据连续3h不正常时, 即可判定自动站仪器出现故障, 连续跟踪并逐步检查, 针对检查分析的原因及时排除仪器故障, 如果不能排除故障, 应及时报告并尽快安排技术人员维修或更换。
3 技术处理措施
3.1 温、湿度记录数据缺测处理
受仪器损坏或误读等原因影响, 造成干湿球温度、湿度观测数据缺测时, 通常应以干湿球温度和整个气象监测范围内水汽压指标值与相对湿度之间的关系为依据, 反复查读干湿球温度数据以获得较为准确的数据。一般有以下几种常见情况需作处理: (1) 人工站相对湿度和温度观测缺测时, 可利用人工观测的相对湿度和气温值反复查读求得水汽压和露点温度值。 (2) 当人工观测气温数据缺测但相对湿度未缺测时, 应在备注栏内标明水汽压和露点数据以自动站记录为准。如果某一时刻整个观测过程中温度、露点、水汽压数据均缺测, 仅有相对温度数据有记录, 那么应选取上一整点和下一整点检测到的温度指标数据对该时刻温度数据进行还原内插, 即可得到该点温度数据, 然后通过反复查读后获知水汽压数据和露点温度数据, 并将数据输入观测记录文件中, 这种还原内插法可减少3个观测数据的缺测。
3.2 蒸发量数据缺测技术处理
大面积强降水天气过后极易出现蒸发量数据异常问题, 观测员应针对这种现象采取不同技术措施进行加工处理。当缺测数据持续1h以内时, 观测员可采用处理湿度温度指标还原内插法, 选取上一整点时刻与下一整点时刻间的蒸发量数据求得替补值;如果蒸发量缺测持续时间超过1h, 应将该日蒸发总量数据进行缺测处理, 然后在OSSMO地面气象测报业务软件上选择A文件维护菜单, 在列表中19～20时栏填写观测的蒸发量数据, 而其他时间段则以“—”代替蒸发量观测数据。蒸发量指标日合计栏中由人工观测的日蒸发总量数据填写即可代替, 否则当日蒸发总量观测数据就会被作缺测处理。
3 加强观测员知识学习技术水平提高, 避免数据缺测记录
作为一名地面气象观测员, 应加强气象知识学习, 熟练掌握计算机操作技能, 坚持定时例行学习和培训, 通过自学和集体学习、理论与工作实践相结合, 做到不懂不会就问、就学, 善于总结, 勤于积累, 差漏补缺, 正确领会有关观测规范和技术规定, 保证全面提升业务知识, 提高观测业务的准确性和科学性。并从思想上高度重视气象观测工作重要性, 做好观测场仪器日常管理和维护, 保护观测环境不受人为及动物等破坏, 及时维修和更换损坏设备, 及时发现问题处理问题, 认真分析异常并正确排除故障, 确保人工站观测和自动站正常工作。
摘要：地面气象观测数据是否完整、准确是评定地面气象工作质量的重要指标之一, 做好观测仪器的相关事宜的日常维护和管理, 正确处理缺测数据处理以及加强学习、养成规范的操作习惯和工作作风是降低地面气象观测数据缺测率的有效处理措施。
关键词：地面气象观测,数据缺测,处理,仪器维护,规范操作
参考文献
[1]王超球, 程案真, 黄琳, 等.广西地面气象资料缺测原因与解决堞对策[J].贵州气象, 2012 (01) .
减少地面气象观测数据缺测的措施 篇7
1 增强责任意识, 避免异常记录出现
1.1 养成良好观测习惯
在思想上应引起高度的重视, 克服、杜绝气象观测中的一些陋习, 如不关观测场门、不按规定巡视仪器、开关百叶箱时用力过大、地温场没有及时进行松土、湿球纱布包扎不恰当、使用时间过长等, 从而避免引起数据缺测或异常。
1.2 按时巡视各种仪器
每小时的数据观测前应巡视仪器, 观察自记迹线中断与否、自记钟有无停摆、仪器是否损坏、虹吸管是否滴水、笔斗是否有墨水、地温表是否被动物损坏、湿球温度表润湿状况、水银和酒精柱有无中断、注意草温计的安置状况、雨量传感器电源接头是否接好、降水前后漏斗是否被蚂蚁或异物等堵住、雨前雨后浅层地温传感器有无被泥士埋住、配电箱里各种指示灯蓄电池的工作情况、监控软件显示状态等, 以便及时发现异常, 认真分析异常出现的原因, 适时地排除故障[2,3]。
1.3 自觉加强业务学习
观测员要刻苦钻研、正确领会、熟练掌握、准确执行数据观测的相关规范与技术规定, 坚持“四学三结合”, 即规范解答经常学、疑难问题反复学、新的规定及时学、季节转换提前学;坚持每月例行学习与季节性学习相结合、集体学习与个人自学相结合、理论学习与实践操作相结合。努力做到不懂就问、不会就学, 差什么学什么, 缺什么补什么。只有善于总结、勤于积累, 才能保证知识全面, 提高工作的准确性。
1.4 恪守各项规章制度
必须严格自觉遵守交接班制度、持证上岗制度、资料保管制度等各种规章制度。有章不循, 就难以高效优质完成工作, 要尽力做到按章操作一项不缺, 坚守岗位一刻不离, 校对记录一个不漏。一经发现问题或苗头, 及时处理, 以根除隐患。
2 加强仪器维护, 减少缺测率
2.1 事先做好相关准备
在大雨或暴雨来临之前, 为防止蒸发器水满溢出, 可同时对专用雨量筒和蒸发器加盖, 强降水结束后马上取消, 恢复原来自然状况;也可在强降雨前事先取出一定水量作为余量。蒸发量稍有偏大, 可以保留而不用缺测, 因为降水一般不会影响蒸发量而出现异常偏大或缺测。冬季观测前做好湿球溶冰;雷雨大风天气到来前, 固定加牢百叶箱的门锁, 及时取下防鸟罩;夏季高温时观测1次最低记录, 在20:00应收回地面温度表至阴蔽处存放, 将要降温时把表放回原处;降雹前罩上防雹网罩, 雹停后立即取掉等, 做到有备无患, 降低数据缺测几率[4]。
2.2 人工站的仪器维护
值班观测员要经常保持仪器清洁, 每小时认真按时巡视仪器, 雨量器由于长期运行, 容易导致杂物堵塞引流管, 雨水无法正常流入翻斗, 从而造成降水监测数据缺测。应当及时发现问题并进行处理, 注意检查自记笔墨水是否用完、尖位置是否与实际时间一致、温度计的双金属片上是否有异物、湿度计的毛发是否脱钩等。尽可能地减少由于仪器原因引起的记录数据缺测[5]。
2.3 自动站的仪器维护
每天20:00对比人工观测数据与自动观测数据, 按规定巡视仪器, 发现异常要连续跟踪, 检查各要素观测传感器的电源是否稳定、接口是否松动、采集器工作是否正常等, 及时检查分析寻找原因并排除仪器故障, 对比数据出现分钟数据连续1 h、整点数据连续3 h不正常记录则视为仪器故障, 对于无法排除的故障及时报告, 并尽快维修或更换。
2.4 仪器的清洗维护
为避免降雨时, 雨量记录迹线因浮子室摩擦力大而产生突跳, 应保持浮子室内壁光滑清洁, 及时检查虹吸雨量计的承水漏斗是否有杂物、雨量自记迹线是否正常, 清除其中的杂质, 达到浮子上下运动自如。清洗仪器的同时要注意加少量的润滑剂, 保持浮子室面上自记笔尖、固定直杆连接处的润滑, 使之可以自由滑动。尽量降低因自记笔位突跳上升后又回落的雨量记录缺测现象, 从而达到使雨量自记记录完整与准确[6]。
3 正确处理缺测数据, 降低缺测率
3.1 整点记录缺测
当观测站自动观测的整点数据出现缺测时, 即用整点分钟数据代替该时的整点值;若整点分钟数据也缺测, 则优先考虑用整点前10 min内最接近整点的分钟数据代替;若整点前10 min内的分钟数据也缺测, 则用整点后10 min内并接近整点的分钟数据代替。对于自动气象站整点数据缺测1 h的, 可用前后2个定时数据进行内插求得的数据按正常统计 (内插也可跨日界) , 但风向、风速和自记降水除外。此外, 在安装自动站气压传感器与水银气压表时, 注意保持二者的感应部位在同一高度, 以减轻缺测替补的工作量。
3.2 温湿度记录缺测
如果在人工站与自动站平行观测期间, 自动站与人工观测数据进行缺测数据的互相代替, 再对露点温度、水汽压进行反查。当干湿球温度观测记录缺测是由于误读或仪器损坏等原因造成时, 可根据干湿球温度与水汽压、露点、相对湿度之间的关系, 进行反查替补, 以尽量减少缺测记录数据。
3.3 雨量自记记录缺测
有自动站记录或其他备份仪器站, 可用相应时次的雨量记录代替, 减少数据缺测。当虹吸雨量计出现故障, 出现虹吸管滴水, 记录划平线, 即尖上升但不能正常虹吸, 此现象如在1 h发现, 应立即强迫人工虹吸, 并记在值班日记, 待次日换纸整理记录时, 用强迫虹吸量减去正常迹线上升量, 再加上该小时内两端的正常累计量, 避免小时数据缺测后引起日合计缺测。当雨量自记缺测时, 无虹吸或笔位无下落, 缺测时间在2个整点间, 该时降水量照常计算;若缺测时间跨越某1个甚至几个整点时, 可用其他雨量计的自记记录数据代替有关整点降水量;如果无其他雨量记录进行替代, 也无法直接计算缺测时间内的累计量, 则作缺测处理。
3.4 蒸发量记录缺测
如果观测站为双轨运行, 自动站与人工站观测的蒸发量可互相代替。自动观测蒸发量缺测1 h, 可用内插法求值进行替补;若连续缺测逾2 h, 应作缺测处理;如果人工观测的蒸发量缺测时, 可用自动观测蒸发量日合计进行替补。
4 结语
由于各种主观因素和客观原因, 日常地面气象观测记录的缺测或可疑情况常有可能发生。当气象观测记录数据出现缺测后, 可根据中国气象局《地面气象观测规范》及其补充规定的有关方法进行替补, 对缺测数据进行正确技术处理, 从而减少部分气象数据缺测, 降低气象数据资料缺测率。还有一点需要注意:凡是观测数据出现缺测或异常后, 除按规范规定进行缺测替补记录外, 其出现时间、缺测原因和技术处理措施等, 都必须在记录簿 (表) 的备注栏中加以备注, 以便给资料使用者提供参考。
摘要：地面观测数据缺测率的高低反映了地面报表质量的好坏。根据多年工作经验, 从养成良好习惯、按时巡视仪器、自觉加强学习等方面总结了避免出现异常记录的措施;从加强仪器维护和数据正确处理方面, 探讨减少和降低数据缺测率的方法。
关键词：地面气象观测,数据缺测,减少措施
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[5]黄军.自动气象站常见的问题及解决方法[J].广西气象, 2006, 27 (2) :54-55.
气象观测设备数据通讯 篇8
1 地面自动气象观测数据文件的维护及审核的必要性
地面自动气象观测技术是现代化气象观测中最为常见的一项技术, 此技术极大地提高了地面气象监测的精确度, 与传统人工监测相比具有查缺补漏的功能, 但在地面自动气象监测过程中出现的部分数据文件仍然需要人工审核, 尤其在监测设备出现故障时, 如果数据文件审核及维护不及时, 有可能造成气象监测数据丢失等问题, 给正常的农业生产带来影响, 造成经济损失, 因此地面气象监测中对于数据文件的审核及维护工作不容忽视, 其在整个监测过程中有着重要作用。
2 地面自动气象观测数据文件的审核
地面自动气象监测中, 必须通过自动系统观测与人工检验审核相结合的方式, 才能够保证采集到的气象数据的完整性及准确性, 气象观测站的工作人员在采集数据的基础上按照《地面气象观测规范》及《地面气象测报业务系统程序操作手册》进行审核[1], 同时对于采集的数据中存在的数据漏洞及异常数据均需要人工判断及校正, 确保地面自动气象观测数据的准确性, 达到地面气象观测的目的。
2.1 把握好观测数据文件的要点
在观测数据处理过程中, 文件的转换在整个过程中起着重要作用, 文件的转换顾名思义为文件的相互转换, 观测数据分为A文件、B文件、J文件, B文件是观测站的基本参数, A文件由B文件转换而来, 因此在文件转换前必须确保B文件数据的准确性[2], 在一般数据处理过程中先修改B文件中的错误信息, 确保各种观测项目标志与该文件要转换的B文件相符, 同时B文件能够转换成为分钟数据文件J, 而A文件数据的准确性直接受J文件的影响, 在数据的采集及计算机对数据文件处理过程中难免出现错误, 这对审核工作人员提出更高要求, 工作人员必须加强对观测数据的文件的审核。
2.2 正确处理A, J文件的疑误数据
不同文件在气象观测数据中代表着不同的含义, A文件的维护审核过程中主要包括数据的格式及附加信息的变化规律, 而J文件审核主要是统计分析降水量, 对于各日、月的合理性的审核, J文件数据的缺测和误测均会影响A文件数据的正确性, 因此必须改善对疑误数据记录的处理, 在数据处理过程中, 可以采取人工干预由于设备故障而造成的数据错误[3], 比如在某日的降水极值出现在正点时, 且与相应的正值点不一致时, 当极大值高于正值点时, 采用极大值代替正点值, 否则, 则用正点值代替极值, 这样则极大地减少了观测数据的误差。
3 地面自动气象观测数据文件的维护
在地面气象观测过程中, 必须将数据文件维护和审核相结合, 通过对数据文件的维护, 做好数据文件的备份等工作, 确保数据文件的完整性, 有效提高气象观测的时效性和观测数据的准确性, 减轻观测人员的工作量。
3.1 做好每日地面数据维护工作
每天晚上定时维护每日的气象观测数据, 这是日常维护过程中最基本的工作, 计算机数据处理过程中会与前一天的气象数据进行对比, 在每个月末对比该月的各项气象数据, 通过观测员的判断分析, 考虑是否进行数据替换[4], 这个过程中则需要观测员在人工数据读取后输入人工观测要素, 促进了整个地面自动气象观测数据的准确性。
3.2 数据文件备份
在气象的监测过程中可能出现设备故障, 导致观测数据丢失, 造成观测数据文件不完整, 为保证数据的完整性及安全性, 必须对B文件进行备份, 因为B文件的完整性决定了A文件的准确性, B文件是气象站采集到的基本参数, 因此是转换为其他文件的基础, 气象观测站的工作人员必须每天定期备份观测数据[5], 防止气象观测数据的丢失或损坏, 确保气象观测数据的完整性及准确性, 促进气象监测工作顺利高效进行。
3.3 文件维护
B文件主要保存地面气象监测数据, 其数据包括降水、日照等。地面气象的监测数据对于农业生产和经济建设有着重要作用, 内蒙古乌察兰市化德县作为畜牧养殖的发达地区, 化德县气象局的气象监测数据准确性对于畜牧经济有着直接影响, 因此气象局必须维护监测数据, B文件作为气象站的数据起源, 对于后期的数据处理及分析有着重要影响, B文件的准确性有着不可忽视的作用, 因此地面气象监测数据文件的维护是气象观测工作中重要环节。
4 结语
本文通过分析地面气象观测数据文件的维护及审核, 在地面气象监测数据文件处理过程中必须确保数据的准确性, 因此数据文件的备份及维护显得尤为重要, 审核人员在审核过程中必须掌握地面气象观测规范, 及时处理审查过程中出现的疑误信息, 同时深入分析出现的各种问题, 并且不断总结经验, 推进地面气象观测工作的服务质量, 促进我国气象事业稳态发展。
摘要：随着科技的迅速发展, 我国的地面气象自动化观测技术不断娴熟, 计算机数据处理技术将地面自动气象观测数据文件维护推向信息化、数据化、自动化, 从而将地面气象观测的重点转向数据的分析, 通过观测数据文件分析, 减轻了观测员的工作负担, 同时极大的提高了地面气象观测工作的精确度。基于此, 分析地面自动气象观测数据文件的维护及审核方法, 从而提高地面气象观测数据文件的质量, 促进地面气象观测工作的高效进行。
关键词：自动气象站,观测数据,维护,审核
参考文献
[1]刘小宁, 任芝华.地面气象资料质量控制方法研究概述[J].气象科技, 2011 (3) :199-203.
[2]葛春凤.关于如何做好地面气象观测工作的几点思考[J].吉林气象, 2010 (3) :46-48.
[3]杨大军.当前地面气象观测业务中常见的问题及对策探析[J].农业与科技, 2012, 32 (11) :140.
[4]戴云.地面气象观测报表疑误记录的处理方法[J].安徽农学通报 (下半月刊) , 2011, 17 (8) :169.
宁远气象站迁站对比观测数据分析 篇9
关键词：气象站迁站,气象要素,观测资料,对比,湖南宁远
1 观测站概况
宁远县国家一般气象观测站于1965年9月开始正式进行观测, 至2008年底已积累43年的气象观测资料。随着城市化的发展, 宁远气象站所处的地理位置由原来的郊外变为市中心, 四周建筑密集, 交通繁忙, 观测环境受到不同程度的影响。于2009年1月1日在新站 (宁远县舜陵镇舜帝路九狮岭 (山顶) , 北纬25°36′、东经111°58′, 观测场海拔高度244.2 m) 开始进行搬迁前所有观测资料的对比观测。该文具体分析了气温、观测站气压、相对湿度、风向、风速、降水量和深层地温等气象要素差异对新、旧观测数据出现差异的原因进行初步探讨。
2 新旧站址各气象要素的差异分析
2.1 气温
气温代表大气的冷热程度, 其变化能够反映局地环境的改变或差异[1]。从表1可以看出, 将新旧站址平均气温进行比较, 除1月平均气温相同外, 其余各月的月平均气温均是新站气温低于旧站, 新旧站温度差在-0.6~-0.2℃之间。冬季温差小于其他3个季节。新旧站月平均最高气温变幅不大, 在-0.4~-0.2℃之间。新旧站月平均最低气温比较:8月偏低最多, 偏低0.7℃, 相差最小的是1月, 偏低0.1℃。冬季的温差最小, 夏季温差最大, 春、秋季次之。由表2可以看出, 新旧站全年各月极端最高气温出现日期完全一致, 除2、4、6月新站极端最高气温分别较旧站高0.4、0.2、0.2℃, 且11月相同外, 其余各月新站最高气温均低于旧站, 偏低最多的是9、12月, 均偏低0.6℃;各月极端最低气温, 除10月2站出现日期不一致外, 其他月份均一致, 3月新站极端最低气温比旧站高0.2℃, 其他月份新站均比旧站偏低, 6月份偏低最多, 为0.9℃。
(℃)
2.2 气压
气压就是大气压强或压力, 气压的变化在一定程度上可以反映大气的密度变化, 与水汽含量、风速、对流强度等密切相关[2]。从表3、4可以看出, 新站全年各月平均气压、最高 (低) 平均气压及月最高 (低) 气压值均低于旧站, 且差值较大, 偏低范围在4.2~4.9 h Pa之间, 新旧站月平均最高气压和月极端最高气压的差值大于月平均最低气压和月最低气压的差值, 新旧站最高 (低) 气压出现日期完全一致。
2.3 湿度
湿度又被称作干湿程度, 与水汽含量直接相关, 其变化在一定程度上可表征天气变化。新旧站相对湿度各月相差较大 (表5) , 且新站大于旧站, 差值在2%~7%之间, 相差最大的是3月, 最小的是10、11月, 且春夏季的温度差值大于秋冬季。新旧站月最小相对湿度差值范围在-1%~4%之间, 月最小相对湿度出现日期除10月出现日期不一致外, 其他月份均一致。
(h Pa)
2.4 风速、风向
表6、7是自动观测站24次10 min风向风速观测资料, 资料表明:新站月平均风速比旧站明显偏大, 月平均风速偏大范围为0.5~0.9 m/s, 11月差值最大, 相差0.9 m/s;5—8月相差较小, 为0.5 m/s。月最大风速也是新站大于旧站, 偏大范围在1.1~3.7 m/s之间, 4、6、8、9月最大风速的出现日期不一致, 除7月新站的月最多风向频率比旧站小外, 其余月份均比旧站大, 但有5个月 (4、8、9、10、12) 的风向不一致, 而且旧站4、5月最多风向频率中出现了静风。
2.5 降水量
从表8降水量对比观测资料分析, 月降水量除2月新站比旧站偏多0.3 mm外, 其他各月新站降水量均比旧站偏少, 偏少范围较大, 在0.6~31.2 mm之间, 且降水越大, 差值也相对较大。新站日最大降水量为2、5、8月较大, 其余月份均比旧站少, 出现日期除9月不一致外, 其他月份均一致。
2.6 深层地温
从表9各土层地温对比看出:1—3月、11—12月40 cm地温, 1—3月和12月80、160 cm地温, 1—3月320 cm地温, 其新站观测值均比旧站低, 其他月份新站高于旧站。但土壤温度随深度的增加而增加, 年振幅大致相同。
(℃)
3 新旧站各气象要素产生差异的原因分析
3.1 2站周围环境影响
城区热岛效应与城郊绿地降温增湿是造成气温、湿度差异的主要原因。旧站位于城市的中心, 四周建筑密集, 交通繁忙。观测场四周是楼房和水泥硬化地, 空气流动缓慢, 热量不容易散发, 造成旧站风速偏小且静风多、温度高、湿度小、降水偏多的特征[3]。而新站位于山顶, 周围地面自然状态较好, 海拔较高, 四周无影响观测场的障碍物遮挡, 气流畅通, 风速偏大, 具有气温相对偏低、温度大、降水偏少的气候特征。
3.2 海拔高度不同
根据气压随高度减低和风速随高度增加的规律, 新旧站址海拔高度相差39 m, 是造成新站气压低于旧站而风速大于旧站的原因之一[4]。海拔高度变化造成温度差异可按对流层下层 (地面至2 km) 的平均温度垂直递减率0.3~0.4℃/100 m来估算, 海拔高度上升39 m, 导致温度下降0.1~0.2℃, 这一数值与表1统计的实测值有较大的差异, 这说明2站气温的差异, 不仅受海拔高度的影响, 还受观测场所处的周围环境等因素影响。
3.3 2站下垫面性质不同
由于2站所处的地形和土壤的结构不同, 导致2站的深层地温的差值不一致, 地形和土壤结构不同对各站气温的差异也有一定影响。
4 小结
(1) 站点搬迁使常规观测要素的气温、气压、湿度、风、降水、深层地温等观测数据差异明显。主要表现为新站的气温和气压偏低、降水偏少、湿度和风速偏大, 深层地温差异犹为明显。
(2) 引起新旧站址各气象要素差异的原因:一是2站周围不同环境的影响;二是2站海拔高度不同;三是下垫面性质差别较大。由于城市的发展, 旧站四周建筑密集, 交通繁忙, 形成城市热岛效应。而新站则处于一个城乡接合部的海拔较高的气流通畅的山顶, 四周绿地面积较多, 无影响观测的障碍物, 观测环境合乎规范要求, 能够真实地探测到气象各要素的变化[5,6]。
(3) 站点的搬迁因环境变化造成观测要素有差异, 对宁远县气象历史资料时间序列均一性有影响, 对今后的气候影响评估及一些相关的业务有一定的影响。所以, 进行同期的对比观测能在一定程度上使新旧站观测资料更好地衔接, 为新旧资料的使用提供一定的订正依据;同期对比观测的另一优势是为了使资料能更好地延续和应用, 提高保护探测环境的警惕性和紧迫感, 避免探测环境再次遭受破坏。
参考文献
[1]周慧僚.天峨气象站迁站对比观测资料分析[J].气象水文海洋仪器, 2009, 26 (4) :151-154.
[2]张弦, 吴必文, 严平, 等.合肥气象站迁址对气温观测的影响[J].安徽农学通报, 2009, 15 (3) :67-68, 82.
[3]莫贤清, 胡慧芬, 谭伯楷.云浮新旧气象站对比观测资料分析[J].广东气象, 2008, 30 (A02) :54-55.
[4]丘振中, 张才喜.南海气象站迁站前后气象数据特征[J].广东气象, 2008, 30 (A02) :31-33.
[5]张晓平, 周春珍, 郝传静, 等.平阴国家气象站迁移对比观测资料差异分析[J].山东气象, 2009, 29 (3) :29-31.