地面氣象觀測數據文件審核問題及措施范文
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《貴州氣象雜志》2016年第5期
摘要:
在對云南省地面氣象觀測數據記錄月報表審核中發現部份臺站對A、J文件首部參數中降水要素的標識不清;自動觀測項目中氣壓和相對濕度分鐘數據異常時極值的處理及降水、風、地溫、蒸發等要素自記讀數異常時的處理不正確;人工觀測項目中云狀與天氣現象的記錄與配合、電線結冰觀測、氣候概況等記錄上均存在不符合規范規定問題。該文將2014年以前遇到的以上這些問題進行歸納、總結、分析，依據地面氣象觀測規范與業務技術規定提出相應的處理方法，為地面氣象觀測人員及審核人員在今后的業務工作中提供借鑒。
關鍵詞:
1引言
隨著地面氣象觀測自動化及觀測業務的調整，地面氣象觀測數據的代表性、準確性和及時性不斷提高，測報人員的工作量得以適當減輕。然而，在審核中也發現傳統的審核方法與新的觀測規范出現了不能完全適應的情況，各臺站對部分數據問題(如異常數據)的處理方法不統一，對新規范規定理解不透徹，以至于有些問題在同一臺站屢次出現。為了有效提高觀測數據的準確性及可用率從而進一步減輕審核人員的工作量，我們對全省126個臺站2014年前審核中普遍存在的問題作了以下總結，以供參考。
2A、J文件臺站參數中降水要素的標識問題
2．1大監站A、J文件臺站參數中降水要素的標識問題
A文件臺站參數中降水要素標識有“0”、“1”、“9”3種字符:“0”表示降水數據為人工觀測，“1”表示降水數據為自動觀測(若由自動站觀測和人工觀測兩段構成時，該月降水數據統一視為自動觀測數據)，“9”表示全月降水數據缺測(即人工與自動都不進行降水觀測)。A文件中降水要素內容包含3段:第1段為20—08時、08—20時、20—20時的定時人工觀測降水量;第2段為每小時自動觀測的降水量;第3段為降水上下連接值。J文件中降水要素標識有“0、1”2種字符:“0”表示文件中沒有降水分鐘數據，“1”是表示文件中有降水分鐘數據。在審核中發現:有些臺站冬季由于長時間出現固體降水、結冰而停用自動降水觀測時(即小時與分鐘降水數據缺測)，A、J文件臺站參數中降水要素的標識仍用“1”來表示。這時，為讓審核程序通過，A文件中小時降水量項的內容用“=”(即缺測)、J文件中分鐘降水量項的內容用“R0=”(即無降水)來表示。這樣，自動審核程序是通過了，但仔細分析出現:同一個站、同一時間段內自動降水缺測、自動降水觀測但無降水、有人工觀測降水量(有降水現象時)的矛盾存在。實際上，這時只有定時的人工降水觀測，小時與分鐘降水為缺測，A、J文件中降水量項的標識只能用“0”來表示，文件中小時與分鐘降水內容用“=”即缺測示之。
2．2無人自動站降水觀測項目標識
我省香格里拉大氣本底站56449站為無人自動觀測站，該站A文件中20—08時、08—20時、20—20時定時降水量用自動降水小時數據和值來代替，降水第3項即降水上下連接值按要求用“///////////////////”來表示。在冬季由于長時間出現固體降水或結冰而停用自動降水觀測時:A文件臺站參數中，降水觀測項目標識要用“9”來表示(即全月沒有降水觀測)，文件中定時降水、小時降水、上下連接值3項一起用“R=”示之。J文件臺站參數中降水量項的標識用“0”來表示，文件中分鐘降水內容用“R=”表示。這時，A、J文件中降水要素的標識雖不一致(一個是9，一個是0)，但意義相同，A文件中自動降水缺測，J文件中肯定沒有降水分鐘數據。
3自動觀測項目中要素記錄出現的問題
3．1氣壓
我省J文件審核中，氣壓分鐘數據出現異常(1min內變化≥1.0mb或＜1.0mb時被選為日極值，而分析該日的日極值不應出現在該時段內)的情況較多，審核發現臺站在其處理方法上存在不正確、不一致的情況:有的臺站為了通過審核程序，將其異常分鐘數據全改為缺測處理;有的臺站當異常分鐘數據影響時、日極值挑取時，除了按規定將時極值改為缺測外，還將異常分鐘數據也改為缺測;有的臺站當異常分鐘數據影響時、日極值時，該日的日極值也按缺測來處理。對此，《地面氣象觀測規范》技術問題綜合解答(第1號)第四條的規定是:分鐘數據出現異常，但不影響日極值挑取時，只需在備注欄注明即可;若分鐘數據出現異常，影響日極值挑取，但分析該日極值不會出現在該異常時段內，則將該時極值作缺測處理，日極值從其余正常的時極值中選取，備注說明;若分鐘數據出現異常，影響日極值的挑取且分析該日極值有可能會出現在該異常時段內，則將該時極值作缺測處理，日極值從其余時極值和該異常時段正點值中選取，并備注說明。
3．2相對濕度
相對濕度分鐘數據出現異常時的處理方法與氣壓相同。另在審核中發現:第一，有時A文件中會有濕球數據存在(正確的格式應為“IB=”)。檢查及查詢臺站后為:當正點及正點前后10min的相對濕度分鐘數據出現異常或缺測時，技術規定要求:正點的相對濕度值先要用人工觀測值代替。這時，有的臺站采用人工讀取濕球讀數輸入計算機，計算機用自動站的干球讀數與人工輸入的濕球讀數查取該正點的水汽壓、相對濕度和露點，為此，A文件中也就有濕球數據生成。這樣處理是不正確的，得到的相對濕度不是人工觀測取得的相對濕度，只是濕球讀數用人工觀測代替而已。正確的處理方法應該是:人工讀取干、濕球溫度，查取得到的相對濕度，才是人工觀測要代的相對濕度，再用自動站的干球和人工代的相對濕度反查水汽壓和露點。這樣處理后，A文件中濕球數據格式也正確，為“IB=”。第二，相對濕度異常分鐘數據出現在正點前、后幾分鐘時，部份臺站對正點相對濕度數據是否可用缺少分析判斷，保留原正點數據。其正點相對濕度正確與否要依據該正點的水汽壓和露點值前后時次的變化情況、結合天氣狀況來判定。若在天氣狀況穩定下:該正點水汽壓、露點值前后時次變化連續，則斷定該正點相對濕度為正常;若該正點的水汽壓和露點值前后時次變化不連續，則斷定該正點相對濕度為異常。表1和表2所示為某站2014年4月22日14時前后的分鐘和小時相對濕度數據。從表1中可看出，該日14時58分、59分的相時濕度在天氣穩定下明顯異常，這時，正點15時的相對濕度不能因14時60分的相對濕度(11%)與正常值(16%)相差小、15時的正點數據與14時60分的正點分鐘數據都一樣(11%)，就主觀認為15時的相對濕度(11%)是正常的。其正常與否，還要查看該日15時與左右時次的水汽壓與露點數據的變化情況。該日水汽壓與露點幾時次數據(其中15A是15時處理前的數據，15B是15時處理后的數據)如表2所示，從表2中可看出，15A時的水汽壓、露點與左右時次在天氣穩定下變化極不一致，由此可斷定15A時相對濕度讀數(11%)也是異常不可用的。按規定正點15時的相對濕度要用14時59分的正常相對濕度16%來代替，再用代替后的相對濕度16%與15時的氣溫反查水汽壓與露點。可見反查后15B時的數據變化正常。以上情況，部份臺站在審核時往往被忽視，以致保留了錯誤的數據。三，部份臺站正點的水汽壓、露點數據缺測時采用內插法處理，這是不正確的，規定只能用氣溫與相對濕度反查而得。
3．3海平面氣壓
A文件自動審核中，有時會提示某時海平面氣壓值與計算值不一致的情況出現。這是由于自動氣象站采集形成數據不正確造成，即廠家使用計算公式的精度所致。若海平面氣壓與計算差值≤0.2mb，則不必進行處理，＞0.2mb時應更改A文件中的海平面氣壓值，以計算值為準。對此問題有些臺站不進行處理，繼續保留原數據，這是不正確的。
3．4降水
3．4．1降水儀器出現漏斗堵塞或固態降水隨降水變化時，若自動氣象站記錄過程總量與人工雨量筒觀測量的差值百分率與其他正常時相當，則規定正常處理(要與當時降水現象時間段相配合)，若自動氣象站記錄降水量明顯偏小或滯后嚴重，則規定該時段小時、分鐘降水量按缺測處理，備注加以說明。
3．4．2審核中發現部分臺站對降水數據錯誤不會處理。時段降水分鐘數據缺測處理的具體方法是:在1d之內若某小時缺測則錄入“/，”;若某小時無降水則錄入“，”;若整天缺測則錄入“/．”;若整天無降水則錄入“．”;在1h內，某分鐘以后、1h結束之前無降水，錄入某分鐘降水后，直接錄入時次結束符“，”，在某分鐘之前的每一分鐘，沒有降水須錄入“00”，缺測須錄入“//”。
3．4．3審核中發現:部份臺站在自動降水記錄出現問題時，A文件中的小時降水用人工定時觀測降水量來代替(該時段內前幾小時降水量填“0000”，后1h填人工定時觀測的降水量)。這樣，雖可通過自動審核程序，但其方法不符合規定。業務技術規定為:人工定時觀測降水記錄缺測時，可用自動站小時降水記錄和來代替。但自動站小時降水記錄缺測時，不能用人工定時降水量來代替。有備份自動降水記錄的，小時與分鐘降水記錄可用備份站自動降水記錄代，沒有備份的只能按缺測處理。
3．4．4我省A文件審核中:出現降水第3段第1項即下跨降水量與下月1日20—08時人工定時觀測降水量不一致問題的臺站較多。臺站在上報文件前一定要認真核對該項目。啟用新站址的臺站其第1個月降水第3段第2、3組即上月末段連續降水(或無降水)開始日期及降水量值要從新站址的上月對比觀測資料定時降水欄中選取，不應從原老站的觀測資料中選(審核中發現有些臺站從原站中選取)。這樣，雖審核時程序會提示錯誤(上跨的降水量與上月的降水量不一致)，但是正確的，人為通過即可。
3．4．5我省2012年126個臺站Y文件(年報)審核中有6個站、2013年中有4個站的15個時段最大降水量出現有格式而無數據的情況。審核程序不會提示錯誤，因此，該項目必須要人工進行檢查才能發現。
3．4．6正常情況下，人工記錄降水現象的開始時間要超前于自動降水分鐘數據記錄的時間。當人工記錄降水現象的開始時間落后于自動站降水分鐘數據出現時間時:若分析為人工記錄降水現象的開始時間不正確，則人工記錄降水現象時間要用自動站出現降水記錄的時間來代替。若分析為人工記錄的時間正確，則自動站雨量記錄儀器有問題，問題時段的記錄要作缺測處理。
3．5風
3．5．1某時最大風出現時間在正點，但其風速值與該時次相應值不一致:若該時最大風速大于正點風速，則正點風向風速用該時最大風值來代替;若該時最大風速小于正點風速，則該時最大風向風速用正點值來代替。若只是風向不同，則以正點的風向為準，修改時極值的風向。
3．5．2日最大風是指一日內(20—20時)出現的最大10min平均風速值;日極大風是指一日內(20—20時)出現的最大瞬時風速值。一日內極大風速值要大于最大風值。但規范規定:最大風可以出現上跨。當最大風出現上跨時，日極大風值有可能會小于日最大風值。雖審核時程序會提示錯誤，但是正確的，人為通過備注說明即可。例如:某站某年某月某日最大風記錄為063171，時間20時01分;極大風為059143，時間20時20分。顯然該日最大風值(6.3m/s)大于極大風值(5.9m/s)。分析:該日最大風記錄的時間為20時01分，即該日最大風是從上一日19時51分到當日20時01分的10min平均風值(時間記錄最后第10min時間)，由于上一日19時51分—20時的風速較大，所以該日最大風大于極大風記錄是正確的。
3．5．3在風的自動記錄數據中，若長時間出現靜風、風向始終在一個方位、風向長時間都不超過180度(風向杯凍結)、很長一段時間風速都比較小。這時，臺站要及時檢查自動站風向、風速器是否出現故障。當某時段風向記錄不正常，風速器記錄正常時，該時段內A、J文件中的風速記錄保留，風向記錄改為缺測;當某時段風速器記錄不正常，風向記錄正常時，該時段內A、J文件中風向、風速記錄全更改為缺測;某時段內風向、風速器記錄都不正常，則該時段A、J文件中風向、風速數據全更改為缺測。在審核中發現:有的臺站以上問題出現時，備注欄已注明:某時段風儀器出現故障，風記錄按缺測處理，但A、J文件中的原錯誤數據沒有進行更改，出現文件中的數據與備注不相統一。
3．5．4規范規定:一月(年)中，4次(或24次)觀測各定時風向、風速記錄缺測10次(或60次)或以下時，月、年各風向平均風速、頻率按實有記錄做統計;缺測11次(或61次)或以上時，月、年各風向的風速，出現回數合計、平均風速、各風向頻率按缺測處理，各風向的最大風速從實有記錄中挑取，某風向若在實有記錄中沒有出現時，則該風向的最大風速應為空白;若整月風記錄為缺測，則各風向的風速與出現回數合計、平均風速、風向頻率、各風向的最大風速都按缺測處理。有些臺站該問題出現時，月報表中各風向最大風速沒有進行挑取為空白，等做年報我們審核發現時，還影響到年各風向最大風速的挑取值。
3．6地溫
地溫正常變化規律是:深度越深，溫度變化越趨于緩和與滯后。即下一層地溫變化幅度要比上一層變化幅度小。觀測中若出現反常，不連續或突變時，應查找原因、檢查儀器安裝情況。審核臺站資料發現20cm地溫變化幅度比15cm地溫變化幅度大，查詢后臺站檢查為:20cm與15cm的地溫探頭錯接。
3．7蒸發
業務技術規定:自動站蒸發記錄缺測、異常時，有備份自動蒸發觀測且數據正確的，先要用備份站的數據代替。沒有備份蒸發自動觀測的，1h缺測、異常時用內插處理;連續2h或以上缺測、異常時，有人工觀測蒸發且正確的，用人工觀測值代。人工觀測的日蒸發量記錄記在19—20時，其它時次在A文件中用“－－－”代替(不能用缺測“///”符號);沒有人工觀測時、異常或缺測時次用“///”，其它正常時次照記，日合計按缺測處理。
4人工觀測、項目記錄中出現的問題
4．1云狀與天氣現象
4．1．1部份臺站某正點云狀欄記“≡CB”，即觀測時有霧使天空出現CB云的云狀無法辨明，只辨明有CB云的云屬存在。此記法是符合規范規定的，但自動審核程序無法通過，是有程序不完善的原因。
4．1．2部份某正點云狀欄記“≡”，對應時段天氣現象記有雷暴出現。即因有霧使天空的云狀無法辨明，但觀測時聞雷。審核程序提出錯誤:云狀與天氣現象不符。我們分析認為:這時的云狀欄除了記霧“≡”外，還要根據天氣現象加記鬃積雨云“CBCAP”。這一點有些臺站的觀測員、審核員往往容易忽視。觀測時觀測員確實因有霧而看不到云狀，但要注意:天氣現象要與云狀相配合。
4．1．3陣雨下降的特點是驟降驟停，強度變化大，有時還伴有雷暴，多降自CB、CU、SC云中。雨下降的特點是強度變化較緩，多降自NS、AS、AC、SC云中。觀測人員要根據降水現象的特點及對云狀連續觀測，認真記錄降水現象及云狀。
4．2積雪
天氣現象中記有積雪，雪深欄為“000”的情況。程序審核后會提示:該日“有積雪現象而無雪深記載”的錯誤。查詢臺站后分析為:天氣因降雪(包括霰、米雪、冰粒)而達到積雪標準，但在正點(08、14、20時)觀測、補測時積雪現象消失，因此，該日也就沒有雪深記錄，這是符合規范規定的，只需在備注欄注明即可。
4．3電線結冰
電線結冰是觀測積冰架上導線積冰的直徑、厚度、重量、氣溫與風向風速。審核中有時會有電線結冰觀測項目中氣溫讀數比自動觀測記錄中氣溫的日最低還低的矛盾出現。查詢臺站為:電線結冰氣溫讀數是為人工觀測值，最低氣溫為自動觀測值。由于人工觀測與自動觀測存在儀器系統誤差。對此，經請示國家局、討論后確定:電線結冰的直徑、厚度、重量為人工觀測，氣溫、風向、風速為自動觀測。
4．4日照
4．4．1日照時數出現1h或1h以上缺測時，對應時次記“//”，其它時次照記，日合計按缺測處理記“///”。統計月(年)日照百分率時，要減去該日的可照時數。
4．4．2日照時數全天缺測，各時及日合計欄分別記為“//”和“///”。若日照時數全天缺測時，全天為陰天，則各時及日合計分別記為“00”和“000”。
4．4．3程序自動審核中有時會提示:某觀測時云量為10且全為低云，但對應的時照時數為1．0的疑誤出現。分析為:日照紙上的時間為真太陽時，觀測時間為北京時，真太陽時=北京時+(測站經度－120度)＊4分∕每經度+時差，這些臺站通過計算后，真太陽時要落后于北京時1個小時左右，即14的觀測，對應為13時的日照。是為正確的。
4．5天氣氣候概況的問題
本月天氣氣候概況最多由5條組成，每條記錄由標識碼及內容描述兩組數據組成。其中01和05項為必報項目，在審核中發現:有時個別臺站會出現05項只有項目標識，而無內容描述的情況，審核程序不會提示。這樣，其內容描述部份，只能靠人工審核才能加以完善。
4．6備注的問題
①注意文件中的缺測備注要與數據資料相統一。
②增加項目或減少項目觀測時，除進行一般備注外，還需要進行臺站歷史沿革07與77項變動項目中加以備注說明。
③有日食、月食等罕見特殊天氣現象出現時，要在該月報表的紀要欄中記載其出現、結束時間、演變情況和對氣象要素的影響等情況，同時要在該年報表的備注欄加以備注。
④遷移啟用新站址的站月，除了進行時間、機構、文號、內容一般文件備注外，還要在臺站歷史沿革05項中備注說明。
⑤對觀測記錄有影響的文件要在月報、年報中進行時間、機構、文號、內容備注。
5小結
為了保證地面觀測數據及觀測數據文件格式的正確，地面觀測及審核人員需做到:
一、熟練掌握地面氣象觀測數據文件和記錄簿表格式規定;
二、觀測及審核中遇到問題的處理要嚴格按《地面氣象觀測規范》及業務技術規定執行;
三、加強專業理論知識學習，掌握云的生成原理、演變規律及云與一些天氣現象間的內在聯系等知識，從而減少對云狀、降水性質和強度等要素觀測判定的錯誤;
四、對工作要有強烈的責任心和事業感，在工作中做到認真、仔細;
五、善于總結經驗，總結程序自動審核經驗以及人工審核中對出現不符合規范規定問題的處理方法;
六、隨著審核程序的逐步完善，文件中仍然存在程序自動審核不到的內容，因此，除了進行程序自動審核外，還必須加強人工審核，按照自動審核與人工審核相結合的辦法執行。
參考文獻：
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［4］杜麗英，沈營華．淺談對自動站地面氣象觀測數據A、J文件的審核［J］．貴州氣象，2014．38(5):53－55．
作者:杜麗英 王楚欽 余珂 沈營華 單位:云南省氣象信息中心 云南省氣象服務中心
