自动气象站资料处理中的常见问题处理及在相关业务中的应用研究

自动气象站资料处理中的常见问题处理及在相关业务中的应用研究

西热拉姆 1 次仁旦珍 2 旦增顿珠 3

1. 西藏日喀则市江孜县气象局 西藏 江孜 857400

2.西藏吉隆县气象局 西藏 吉隆857000

3. 西藏自治区遥感应用研究中心 西藏拉萨850015

摘要：自动气象站资料作为地面气象观测资料的一项重要内容，其站点的合理分布及数据观测的连续性，能够为开展精细化预报提供准确、可靠的数据支撑。本文首先简述了自动气象站资料处理中的常见问题及有效处理方案，接着探讨了自动气象站资料在相关气象业务中的应用，仅供参考。

关键词：自动气象站；资料；常见问题；处理；业务

引言

近些年来，随着社会的飞速发展，天气、气候与社会经济发展及民众日常生产生活之间的关系日益紧密，与此同时，自动气象站的数量明显增加，对于实时、准确监测各种天气现象的发生发展、及时发布预警预报信息，尽可能减少气象灾害造成的影响及损失，进而保障民众的生命财产安全等具有重要意义。然而，由于自动气象站位于持续不间断运行状态，受到人为、客观等多种因素的影响，导致其资料处理过程中极易出现数据的缺测、异常，导致数据的可用性低下。本文重点探讨了自动气象站资料处理中的常见问题处理及在相关业务中的应用，对于及时处理自动气象站资料、保障自动气象站资料的完整性与准确性等具有重要意义。

1自动气象站资料处理中的常见问题处理

1.1自动气象站资料时效问题及处理

现如今，随着自动气象站观测系统建设的日趋完善，自动气象站资料数据量剧增。每年天元综合观测平台接收地面观测资料文件份数也呈增加趋势，与此同时每天入库记录数量也有所增加，进而导致自动气象站资料报文存在着严重的积压现象。再加上，入库之前的处理工作效率低下，重复报现象明显，进而导致自动气象站资料无法与应急保障的要求相符合，必须及时做好调整才能入库。另外，自动气象站有关降水资料的处理问题也应当引起重视，主要包含4月与10月气温不稳定月份固态及固液态混合降水的资料处理，文件与降水记录保持一致的处理等内容。

1.1.1时效问题分析

对于入库之前处理工作时效性不高这一问题，应当详细分析天元综合观测平台系统。分析天元综合观测平台主要包括自动站资料处理、硬件环境状况等内容。相关调查表明，天元综合观测平台硬件平台系统处理能力的负载较为严重，是入库之前处理时效性不高的一个重要原因。现如今，天元综合观测平台硬件环境问题无法进行改善，因此可以考虑如何采取有效措施提升天元综合观测平台入库前处理时效。另外，还有一些地面站观测资料由于等待处理时间较长，而导致入库时间较晚。花费时间较长的原因在于报文数量庞大，处理每一份报文都需要花费一定的时间，导致部分重要文件排序较为靠后，因此无法及时得到处理。

1.1.2处理时效问题的方法

为有效提升自动站资料处理的时效问题，应当引入一个带参数的自动站处理进程，即天元综合观测平台，该进程主要用于对重点关注地区的地面观测资料进行处理，例如部分灾害多发区的气象问题，以尽可能减少或避免其他省份文件对这一区域产生的影响，以有效提升这一区域的处理时效。这一进程的灵活性比较强，能第一时间关注区域参数的配置，并将其设置为关键字，使调整处理效果更具灵活性。就特殊事件而言，可以将这一进程配置为专门处理的关注区域的地面观测资料，设置这一进程的主要目的是为了提升天元综合观测平台的应急响应速度。

1.2自动气象站降水资料问题及处理

1.2.1 4月、10月固液态混合降水的处理

一般情况下，4月与10月的气温不够稳定，因此，固态及固液态混合降水资料的处理必须引起高度重视。4月至10月份主要采用自动气象站、人工等方式对雨量进行监测。4月与10月份气温变化显著，一旦出现积冰、雪等固态降水形式，往往会沉积在传感器或感应器的盛水器当中，进而无法形成液态。因此，此时应当加盖停用雨量计，至冷雨或固态降水停止为止。一旦出现这一现象，应当在自动站气象要素变化簿的备注栏当中及当天的值班日记当中详细记录加盖停用的原因及其起止时间。对于加盖处理期间的自记降水量应当按照缺测处理。对于正点则应当由加盖停用之前的分钟、小时降水量进行前延。之后应当将逐分钟自记降水量的填加缺测符号至“逐日数据维护”当中。同时自记缺测降水量由人工定时降水量数值来代替。

1.2.2文件降水记录一致的处理

在对地面测报业务软件进行查看时，着重查看分钟雨量数据。若降水出现滞后跳，则应当及时做好文件数据维护的处理工作，也就是在滞后降水出现的1h之内，及时启动地面气象测报软件。还要对编报下定时观察栏当中的小时与分钟雨量进行观察，以确保数据相对应。将小时与分钟雨量处理完之后，还要及时保存相关的数据集，以确保处理结果与文件记录两者之间保持一致。

1.3需要深入处理的相关问题

1.3.1减少重复报现象

在调查文件处理顺序时，发现自动站地面资料发生了重报现象，且较为显著。这种情况下，自动气象资料往往是每分钟记录一条。当前大多数站点都是同时传输分钟级数据。如果今后的自动气象站均传输分钟级数据，在未出现重复报现象时，1d需要处理的入库报文数量就达500万份。但是，目前使用的天元综合观测平台的极限处理能力在400万份以下，重复报比例占据一半以上。若每天都出现重复报现象，则极易导致天元综合观测平台处理能力出现崩溃。由此可见，有效处理重复报问题是解决自动站资料时效问题的关键。自动站资料数据较为庞大，这将大大增加国家中心处理报文重复问题的压力。与国家气象台站相比，各省台站数量相对较少，因此可以考虑在省级、台站级对重复报文这一问题进行有效解决。

1.3.2使用动态可区分优先级处理方式

现如今，虽然天元综合观测平台自动站资料使用并行技术有效解决相关问题，然而这一处理方式属于一种静态的方法，无法有效实现处理随文件数量的增加而增长，同时也无法优先处理重要的资料。

2自动气象站资料在相关业务中的应用

2.1在防灾减灾中的应用

自动气象站观测资料对短时临近预报具有较好的指示意义，是气象服务过程的前哨，为提高天气预报准确率和精细化水平提供重要基础数据。区域自动气象站的建立及观测资料的应用，使得灾害性天气的预报预警能力得到显著提高，使决策更加科学化，在防灾减灾中具有不可磨灭的贡献。

2019年7月19~22日西藏日喀则市出现持续降雨天气现象，局部地区伴有雷暴大风、冰雹等强对流天气，此次灾害导致日喀则部分县区河水位暴涨，出现了严重的洪涝风雹灾害。在本次强降雨天气的预报服务过程中，日喀则市气象台根据卫星云图和雷达资料分析结果，多次提前发布了暴雨和雷电橙色预警信号，值班预报员密切监视降雨云系及自动站雨量变化，根据自动站监测的天气实况资料，意识到雨势及冰雹强度可能加强，第一时间升级预警信号，提醒公众做好相关防御工作。自动站实时、动态、连续的观测资料发挥了重要作用。期间还启动了《重大气象灾害预警应急响应命令》。同时，气象局相关领导与交通、电力等部分相互配合，并及时向上级部分及相关决策部门领导汇报，为防灾抗灾决策提供了科学依据，为做好防灾减灾工作赢得了宝贵时间，减少了损失。据民政局初步统计，本次洪涝风雹天气过程，日喀则市部分县区受灾人口达1300余人；农作物受灾面积为160多公顷，直接经济损失达30多万元。

2.2在气象预报中的应用

随着自动气象站的全覆盖，提高了精细化定点、定时、定量预报的准确率，为政府决策提供更科学的依据，减少盲目性。2018年8月底日喀则部分地区出现暴雨天气现象，日喀则各地区气象台根据自动站雨量观测资料，及时发布相应的预警信号，提请相关部门做好防洪和地质灾害等防御工作。局领导意识到短时间内连续出现强降雨，极易造成内涝灾害，居住地势低洼地段居民有可能被洪水围困，立即给相关领导报告。上级领导接到信息报告后，连夜组织赶赴现场科学指导应急抗洪抢险救灾工作，被困人员得到安全营救，紧急转移了居住在地势低洼地段居民，没有造成人员伤亡，保证了人民群众的生命安全，也把造成农业损失降到了最低。

2.3在人工增雨中的应用

近些年来，随着气象事业的飞速发展，人工增雨作业区域显著拓宽，同时针对人工增雨作业指挥也提出了高标准要求。第一时间获取准确的所在区域人影指挥决策所需的气象资料非常重要。主要是由于自动站资料在空间分布与时效问题上表现出突出优势，使用时空密度较高的自动站实时观测资料，能够及时为人工增雨指挥作业提供风向、风速等人工增雨所需的气象要素信息，能够及时为人工增雨指挥作业提供第一手气象资料，使人工影响天气作业的效果与水平实现显著提升。

2.4在决策服务中的应用

综合分析自动站资料，为领导提供湿度、雨量、地面气温、地下水位变化、地表净流量等要素的变化，为领导指挥水库蓄水、防汛抗旱、趋利避害、防灾减灾等工作提供科学的技术支撑及决策依据，使西藏日喀则地区防灾减灾工作应对能力与决策水平实现大幅提升，进而为社会经济的协调、全面及可持续发展做出巨大贡献。

2.5在专业气象当中的应用

通常情况下，自动气象站资料具有时次多、空间密度大等特点，气象部门借助这一特点开展城市内涝预警、地质灾害预警、旅游气象服务、能源生产、水文气象预报等多项专业气象服务工作。

2.6在海上安全保障中的应用

通过自动气象站能够实时监测、预警台风、雷暴等灾害性天气现象，并第一时间进行预报预警，海上工作者通过关注气象信息选择暂停或延迟海上航运，以保障自身的安全性。

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第一作者简介：西热拉姆（1994-05-11）女，藏族，本科，助理工程师，从事综合气象观测工作。