區(qū)域自動站資料在農業(yè)氣象服務中的應用

尹冬德 鄭侖山 陳安賢 賴悅平 張歡

摘 要：分析農業(yè)氣象服務中采用氣象數(shù)據存在的問題，提出對區(qū)域自動氣象站資料數(shù)據進行質量控制的方法，將質量控制后的數(shù)據應用到農業(yè)氣象服務中，為農業(yè)氣象科學的數(shù)據應用提供一種新思路。

關鍵詞：氣象資料；農業(yè)；氣象服務；區(qū)域自動氣象站

新時期氣象服務工作尤其是農業(yè)氣象服務面臨著巨大的挑戰(zhàn)，氣象法明確規(guī)定基層氣象臺站要開展農業(yè)氣象預報服務情報工作，作為氣象為農業(yè)服務的重要力量，氣象部門應該進一步加強農業(yè)氣象科學研究與業(yè)務服務的合作，提升氣象為農服務的能力，而現(xiàn)有的區(qū)域自動站資料無法滿足農業(yè)氣象服務中對于準確性和時效性的要求，收集的資料無法直接運用于農業(yè)氣象服務當中來，必須要對采集的數(shù)據進行質量控制和加工處理，因此，本項目基于提高區(qū)域自動站資料在基層臺站農業(yè)氣象服務中的應用的探究是十分必要的。

一、赫山區(qū)氣專業(yè)氣象服務現(xiàn)狀

赫山區(qū)氣象臺全面開展“研究型”農業(yè)氣象服務以來，農業(yè)氣象服務產品的科技含量大大提高，為水庫防洪保安、合理利用雨洪提高降水利用率、確保農業(yè)設施安全運行減少損失、節(jié)能減排、保障促進農業(yè)生產經濟發(fā)展做出了很大貢獻。一般情況下，赫山氣象臺采用全區(qū)25個常規(guī)氣象區(qū)域站和2個土壤水分監(jiān)測站的氣象觀測數(shù)據，每小時一次數(shù)據，而農業(yè)局希望氣象觀測數(shù)據能更加的精細化，達到每5分鐘一次，且站點的密度需要達到20×20公里。目前赫山建設的25個區(qū)域自動氣象站和2個土壤水分監(jiān)測站數(shù)據在頻次和密度上均滿足甚至高于農業(yè)局需求，但因區(qū)域自動氣象站的投入和建設過快，管理、設備、臺站技術力量的不足日漸突顯，已引起了資料質量的明顯下降，不能直接對外服務，有必要對區(qū)域自動氣象站觀測資料進行質量控制。

二、區(qū)域自動氣象站資料數(shù)據處理

對區(qū)域自動氣象站數(shù)據進行質量控制，主要思路是：根據氣象學、天氣學及氣候學原理[1-3]，依據《地面氣象觀測規(guī)范》和數(shù)據文件格式的規(guī)定，進行氣象觀測數(shù)據序列的技術性、合理性檢驗，同時結合各站的氣候背景，由程序自動對觀測資料數(shù)據進行檢查，找出不合理、不正常的錯誤或可疑記錄，達到質量控制的目的。常用的方法有以下3種。

1.資料連續(xù)時次相同檢查。區(qū)域雨量連續(xù)時次相同的有效測定是區(qū)域自動站雨量資料質量控制的主要方法之一。這種方法主要是用來測定區(qū)域自動站儀器設備所獲取的雨量資料是否是一個連續(xù)固定的數(shù)值。通常導致這種現(xiàn)象的主要原因是區(qū)域自動站內部設備出現(xiàn)故障或者收集雨量資料的軟件運行不暢 。檢查區(qū)域自動雨量站測定是否正確，可以采取的方法是：從當前的雨量測量數(shù)據向前檢查，如果發(fā)現(xiàn)連續(xù)出現(xiàn)6個及以上小時的數(shù)據是一樣的。那么，則可以斷定與此相關的數(shù)據不正確。

2.空間一致性檢查。 空間一致性檢查是利用單站和其他相鄰臺站地理環(huán)境等因素的相似性造成氣象要素存在相似性的特性，對該站氣象要素進行正確與否檢驗的一種方法。根據氣象要素的空間分布規(guī)律，將某個站的數(shù)據與附近幾個站點的數(shù)據進行比較，若均為正偏差或均為負偏差，且偏差幅度超過歷史上限，則將該記錄視為可疑，不參與計算。

3.人機交互檢查。國外成功的質量控制方法表明，完全自動化的雨量資料控制不可能解決所有的數(shù)據質量問題。使用人工計算和計算機統(tǒng)計數(shù)據相結合的方法對所獲取的數(shù)據進行統(tǒng)計和分析判斷，也是自動站資料質量控制的主要方法之一。在此過程中，對一些特殊情況或問題的判斷要輔以人工檢測。在人機交互檢查過程中，專家人員通過對各種數(shù)據進行比較，并根據自己的專業(yè)知識和擁有的經驗對所獲得的雨量及氣溫資料進行分析，最終確定所得雨量、氣溫數(shù)據是否正確，進而保證區(qū)域自動站資料數(shù)據的質量。

三、質控數(shù)據在農業(yè)氣象服務中的應用

完成質量控制所得的自動站雨量、氣溫資料，就可以應用到農業(yè)氣象預報服務中，擴大農業(yè)農村公共氣象服務覆蓋面，提升農業(yè)氣象災害預警服務能力 ，構建現(xiàn)代化的服務體系。

同時針對春播春種、雙搶（夏收夏種）、秋收秋種等重要農事季節(jié)以及移栽、收獲等關鍵農時活動期，結合質控資料運用短時臨近預報平臺及時向新型農業(yè)經營主體發(fā)布各類農業(yè)氣象服務產品，實現(xiàn)針對性和快捷性的農業(yè)氣象服務，及時利用手機短信、農村氣象廣播、氣象為農服務平臺等發(fā)布各類氣象為農服務產品。

四、結語

隨著農業(yè)和氣象之間合作的深入，各種氣象數(shù)據正逐漸深入地應用到農業(yè)生產中。專業(yè)性較強的氣象數(shù)據，經過專門針對農業(yè)需求的處理后，可以應用到農業(yè)生產、農村安全和水資源調度的各項環(huán)節(jié)中。本文對區(qū)域自動氣象站數(shù)據的處理和應用只是農業(yè)氣象的一個方面，為農業(yè)氣象科學的數(shù)據應用提供一種新思路。在其它方面，例如將區(qū)域自動站氣溫數(shù)據做質量控制后，計算體感溫度，從而參與到未來現(xiàn)代農業(yè)化生產預報預測中等等。

參考文獻：

[1]王新華，羅四維，劉小寧，等. 國家級地面自動站A文件質量控制方法及軟件開發(fā)[J].氣象，2006，32（3）：107-112.

[2]劉小寧，任芝花.地面氣象資料質量控制方法研究概述[J].氣象科技，2005，33（3）：199-203.

[3]王伯民.基本氣象資料質量控制綜合判別法的研究[J].應用氣象學報，2004，15（增刊）：50-59.

[4]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003.

[5]中國氣象局.地面氣象觀測數(shù)據文件和記錄簿表格式[M].北京：氣象出版社，2005：18-46.

作者簡介：尹冬德（1992—11—）男，漢族，湖南省益陽市沅江市人，本科，助理工程師，從事氣象業(yè)務工作。