氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)處理方法管窺

關(guān)肖月 楊世昌 陳新

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.055

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)及科技的不斷發(fā)展，氣象觀測也逐步從人工觀測轉(zhuǎn)向自動化，這就對氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求。該文主要從氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)管理入手，重點(diǎn)對氣象數(shù)據(jù)類型、氣象數(shù)據(jù)設(shè)計以及氣象數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和闡述，并有針對性地提出了一系列氣象數(shù)據(jù)處理方法，希望給行業(yè)相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：氣象觀測站 自動化 數(shù)據(jù)處理

中圖分類號：P41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（c）-0055-02

天氣現(xiàn)象對人們生產(chǎn)生活產(chǎn)生重要影響。隨著經(jīng)濟(jì)及社會的不斷發(fā)展，人們的日常生活以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更是離不開氣象觀測。為確保氣象數(shù)據(jù)的及時性、精準(zhǔn)性和有效性，我國相關(guān)單位不斷加大對氣象自動化觀測技術(shù)的研究力度，切實(shí)提升氣象預(yù)報工作水平和氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)處理水平，為氣象自動化觀測技術(shù)的發(fā)展打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

1 氣象數(shù)據(jù)管理內(nèi)容分析

1.1 氣象數(shù)據(jù)類型

氣象數(shù)據(jù)可以通過氣象觀測站（探空站、地面站、輻射站以及自動氣象站等）、衛(wèi)星、雷達(dá)等相關(guān)的觀測方式獲取，其還包含很多諸如氣候預(yù)測分析數(shù)據(jù)、數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)等相關(guān)衍生數(shù)據(jù)。所以，氣象自動化觀測站中包含多種數(shù)據(jù)格式和種類，且數(shù)量十分龐大。依據(jù)觀測方式的不同，可以將氣象數(shù)據(jù)分為3種類型，具體如下。

第一，臺站觀測數(shù)據(jù)，主要包含探空數(shù)據(jù)、輻射站觀測數(shù)據(jù)以及臺站觀測數(shù)據(jù)等內(nèi)容，存儲格式則可以分為A文件、AB報、儀器的數(shù)據(jù)存儲格式以及Micaps第1類格式等幾種類型。

第二，柵格數(shù)據(jù)，主要包含衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)以及數(shù)值預(yù)報等幾種類型，存儲格式可以分為各類探空資料格式、第13類格式以及Micaps第4類等幾種類型。

第三，要素數(shù)據(jù)，主要包含臺風(fēng)路徑、鋒線等類型，存儲類型主要分為文本格式、Micaps格式等類型。

1.2 氣象數(shù)據(jù)庫設(shè)計

氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)包含大量的氣象觀測數(shù)據(jù)、預(yù)報結(jié)果數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)等多種內(nèi)容，信息量十分龐大。氣象數(shù)據(jù)庫作為氣象信息共享的一個重要管理平臺，其主要是用戶對不同業(yè)務(wù)軌道、具有不同屬性和不同空間的氣象信息進(jìn)行管理，為相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、政府部門、氣象部門以及公眾等提供重要數(shù)據(jù)參考。具體來說，主要包含以下幾個方面。

第一，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫，主要內(nèi)容有河流、房屋、道路以及行政邊界等矢量數(shù)據(jù)，運(yùn)用GeoDataBase方式進(jìn)行存儲。具體來說，GeoDataBase是通過標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的利用來建立相應(yīng)的地理信息數(shù)據(jù)模型，進(jìn)而在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和處理。

第二，氣象空間數(shù)據(jù)庫，主要內(nèi)容有氣象自動觀測站中經(jīng)過空間插值的數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星數(shù)據(jù)等，通過該數(shù)據(jù)庫，其能夠轉(zhuǎn)換成為可提供利用的GRID格式、IMG格式及TIF格式，并通過柵格目錄以及柵格數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)氣象數(shù)據(jù)的處理和存儲。

第三，氣象資料信息庫，主要內(nèi)容有雷達(dá)的基數(shù)據(jù)、臺站原始觀測資料以及臺風(fēng)路徑等內(nèi)容，其中臺站觀測數(shù)據(jù)主要包含日、月、季、年數(shù)據(jù)集以及實(shí)時觀測數(shù)據(jù)集等，這類氣象觀測數(shù)據(jù)均是通過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲的。

1.3 氣象數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)

在實(shí)際應(yīng)用過程中，氣象數(shù)據(jù)庫主要采用的是基于分層數(shù)據(jù)組織的方式實(shí)現(xiàn)對氣象空間數(shù)據(jù)以及基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的科學(xué)管理，即一個圖層只對一種要素負(fù)責(zé)。此外，雷達(dá)數(shù)據(jù)可以分為回波頂高組合反射率等內(nèi)容。在對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程中，需要依據(jù)觀測時次對各個要素進(jìn)行管理，比如常規(guī)站點(diǎn)的實(shí)時觀測數(shù)據(jù)集。

2 氣象觀測業(yè)務(wù)軟件對氣象數(shù)據(jù)的處理分析

2.1 氣象觀測業(yè)務(wù)軟件在運(yùn)行過程中的事項處理

第一，為確保氣象觀測業(yè)務(wù)軟件的連續(xù)性打下堅實(shí)基礎(chǔ)。在氣象自動化觀測站中，為有效實(shí)現(xiàn)氣象測報業(yè)務(wù)的連續(xù)性，必須保持氣象測報業(yè)務(wù)軟件處于連續(xù)使用的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)恼！?/p>

第二，對地面數(shù)據(jù)進(jìn)行逐日維護(hù)。所謂逐日數(shù)據(jù)維護(hù)指的是每天定時對已經(jīng)編報保存到文件B中的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測和維護(hù)，并合理輸入相應(yīng)的人工觀測記錄。

第三，確保數(shù)據(jù)存儲路徑的可靠性與安全性。通常，工作人員應(yīng)對當(dāng)天數(shù)據(jù)記錄予以定時瀏覽、校對和維護(hù)。同時，還需要在對天氣實(shí)際情況進(jìn)行考慮的基礎(chǔ)上，輸入相應(yīng)的人工觀測數(shù)據(jù)，并進(jìn)行保存，最后將氣象自動化觀測站的原始數(shù)據(jù)以及文件B予以備份，并采取合理措施，為確保數(shù)據(jù)的可靠性與安全性打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

第四，對氣象自動化觀測站監(jiān)控軟件進(jìn)行重啟。一旦自動站監(jiān)控軟件的運(yùn)行時間超過規(guī)定范圍，則會大大降低數(shù)據(jù)采集的成功率，因此，相關(guān)工作人員需要在每天8點(diǎn)之后對自動站的監(jiān)控軟件實(shí)行重啟操作，有效提升數(shù)據(jù)采集的成功率。

2.2 氣象測報業(yè)務(wù)軟件在操作過程中的事項處理

第一，記錄存在異?；蛘呷睖y問題。若時間出現(xiàn)在正點(diǎn)，可以對正點(diǎn)前后10 min的可用數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，如果可用數(shù)據(jù)能夠替代正點(diǎn)前后10 min的數(shù)據(jù)，那么就對正點(diǎn)前10 min予以優(yōu)先考慮。在進(jìn)行人工補(bǔ)測的過程中，需要觀測的項目包含干濕球、氣壓、降水、兩分鐘風(fēng)向風(fēng)速、地溫等項目，其他自動觀測要素則全部按照缺測進(jìn)行處理。

第二，對降水量進(jìn)行記錄的過程中需要注意的問題。通常情況下，在觀測編報菜單中有一個專門校對氣溫、氣壓以及降水量的選項，該選項的主要功能是對定時觀測及編報過程中使用的以往數(shù)據(jù)進(jìn)行校對，確保計算編報過程中的精準(zhǔn)性。

第三，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和維護(hù)過程的處理方式。因在輸入數(shù)據(jù)過程中，計算機(jī)軟件只是對單一記錄及格式的正確與否進(jìn)行判別，并未對全部數(shù)據(jù)進(jìn)行錯誤檢測。因此，在輸入數(shù)據(jù)的過程中，需要對操作記錄予以嚴(yán)格規(guī)定，確保數(shù)據(jù)輸入的正確性。

第四，當(dāng)?shù)販貍鞲衅鞅淮笱└采w時，則不需要對其進(jìn)行特別處理，只需要依據(jù)正常流程記錄即可，但是在記錄表中需要予以特殊備注。

3 數(shù)據(jù)審核疑誤信息的處理方法

隨著人們對氣象信息精準(zhǔn)性要求的提升，氣象數(shù)據(jù)在氣象預(yù)報及氣象災(zāi)害服務(wù)過程中的重要性日益提高。但是由于人工操作或者環(huán)境的影響，使得某些數(shù)據(jù)記錄出現(xiàn)一定偏差。具體來說，主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

第一，利用計算機(jī)對疑誤信息進(jìn)行審核，主要內(nèi)容包含文件正點(diǎn)記錄缺失、臺站參數(shù)疑誤信息、降水量與降水情況不符、文件信息與日期不符等方面，其中，臺站參數(shù)疑誤最為常見。因此，一旦出現(xiàn)這種情況，工作人員需要對系統(tǒng)提示文件予以嚴(yán)格檢查，找出錯誤原因，以免同類錯誤再次發(fā)生。

第二，人工記錄相關(guān)信息出現(xiàn)相應(yīng)的審核問題。其中，云、能見度等天氣現(xiàn)象的記錄極易出現(xiàn)這類問題。在對能見度進(jìn)行記錄的過程中，應(yīng)與當(dāng)時實(shí)際天氣狀況進(jìn)行有效結(jié)合，如果能見度過低，則需要對霧霾情況予以詳細(xì)記錄。在對云予以記錄的過程中，需要對云的定義、成因、特點(diǎn)及伴隨的天氣情況予以充分掌握，以便對云的狀況予以詳細(xì)記錄。同時，在對天氣狀況進(jìn)行記錄的過程中，應(yīng)確保記錄的客觀性和規(guī)范性，以便日后參考。

4 結(jié)語

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)及社會的不斷發(fā)展，人們對氣象監(jiān)測技術(shù)水平的要求也越來越高，氣象數(shù)據(jù)資料的處理難度也不斷加大。因此，在實(shí)際工作過程中，氣象工作人員應(yīng)不斷提升自身技術(shù)，對氣象自動化觀測站數(shù)據(jù)處理技術(shù)予以充分掌握，為確保氣象數(shù)據(jù)資料的客觀性、全面性和精準(zhǔn)性打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

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