農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革現(xiàn)狀分析

王秀琴 丁林

(新疆維吾爾自治區(qū)氣象檔案館，新疆 烏魯木齊 830000)

引言

氣象臺站歷史沿革信息是氣象觀測記錄數(shù)據(jù)的重要背景信息，是了解氣象數(shù)據(jù)、管理氣象數(shù)據(jù)、應(yīng)用氣象數(shù)據(jù)所必須的基礎(chǔ)信息[1]。氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)文件記錄了各氣象站點自建站以來各個發(fā)展變化歷程。包括臺站名稱、臺站級別、臺站位置、觀測要素、觀測儀器等20余項臺站元數(shù)據(jù)信息，是分析、檢驗、訂正氣象資料序列的重要參考依據(jù)。長期以來，各級氣象部門在氣象檔案的歸檔，特別是氣象記錄檔案的歸檔方面做了大量工作，出臺了一系列管理辦法和技術(shù)標準，為氣象臺站歷史沿革的編制提奠定了基礎(chǔ)，提供了寶貴的第一手資料，氣象臺站檔案登記管理也日益健全，但從全國各省氣象臺站歷史沿革編制實施過程看，都或多或少出現(xiàn)了各類問題[2-4]。

新疆作為我國重要農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)氣象觀測站成為氣象觀測站網(wǎng)的重要組成部分。新疆農(nóng)業(yè)氣象觀測始于20世紀80年代初。截至目前，共有農(nóng)業(yè)氣象觀測站49個，觀測作物主要有小麥、玉米、棉花、牧草、大豆、油葵、甜菜等，特色觀測主要有番茄、蟠桃、葡萄、甜瓜、紅棗、核桃、石榴、巴旦杏、杏子、枸杞、香梨、蘋果等，同時承擔(dān)草本、木本、動物等多項物候觀測任務(wù)[5,6]。

農(nóng)業(yè)氣象站是測定和研究農(nóng)作物整個生長發(fā)育過程、產(chǎn)量及生長期氣象條件的陣地，農(nóng)農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革反映農(nóng)業(yè)氣象站及其業(yè)務(wù)的變動情況，是農(nóng)業(yè)發(fā)展和變革的珍貴記錄。

1 新疆農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革現(xiàn)狀

為適應(yīng)氣象數(shù)據(jù)管理現(xiàn)代化和數(shù)據(jù)共享服務(wù)的需要，中國氣象局先后于2010年和2020年發(fā)布或更新了《酸雨氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)文件格式》[7]及《氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)文件格式》[1]，用以規(guī)范地面、高空、輻射及酸雨氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)的編報、存檔和應(yīng)用。對于農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革，目前的編制依據(jù)主要為2012年中國氣象局下發(fā)的《農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)文件格式》指導(dǎo)性文件。自2010年后，中國氣象先后2次大規(guī)模組織全國各省編制氣象臺站沿革。但由于種種原因，新疆農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革信息的完整性、一致性、連續(xù)性、準確性仍未得到有效提升。

雖然沿革編制的指導(dǎo)性文件從沿革命名、結(jié)構(gòu)、格式及文件項目表等方面規(guī)定了農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)文件的編報要求。但新疆農(nóng)業(yè)氣象觀測站有其本身的復(fù)雜性，如作物觀測地段位置變更頻率高，觀測作物種類變化大、物候觀測連續(xù)性差等，使農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革編制難度大，審核校驗效果差等問題凸顯。

2 新疆農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革信息存在的問題

2021年新疆維吾爾自治區(qū)氣象信息中心組織補充臺站歷史沿革信息，具體實施過程中，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)問題較多，造成數(shù)據(jù)利用缺憾。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 文件名命名錯誤

農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)文件名LNIIiiix Y1Y1Y1Y1Y2Y2Y2Y2.TXT中的Y1Y1Y1Y1和Y2Y2Y2Y2指記錄該文件數(shù)據(jù)的開始年份和終止年份，而非本次補充編制年份起止段。如某站2021年對LNIIiiix19812012沿革文件進行補充完善至2020年，更新后的文件名應(yīng)為LNIIiiix19812020。文件名中的年份只與記錄相關(guān)，與更新日期及更新時段無關(guān)。

2.2 臺站位置變動情況項(標識碼05[55])初始行標識碼錯誤

臺站位置標識碼“05”表示臺站觀測場位置變動；“55”表示經(jīng)緯度、拔海高度因測量方法等原因改變或地名、地理環(huán)境變動，但臺站觀測場位置并沒有變動。在編制說明中的編報要求是“填寫內(nèi)容與[QX/T 37—2005]中05[55]內(nèi)容一致”，但從沿革文件中發(fā)現(xiàn)，每位編制者理解不一，主要分歧點在于一部分人認為應(yīng)完全與地面觀測站歷史沿革此時間段記錄信息一致，一部分人認為此項第1行應(yīng)以05起編。對照《氣象臺站歷史沿革數(shù)據(jù)文件格式》，同時從農(nóng)業(yè)氣象觀測站歷史沿革的獨立性考慮，此項內(nèi)容首行應(yīng)以05起編，后續(xù)有變動，增加55項較為妥貼。

2.3 觀測要素項(標識碼06)與觀測地段位置項(標識碼07)對應(yīng)關(guān)系混亂，遺漏要素多

06項表示該站建站以來所有觀測作物要素、自然物候要素、畜牧要素相關(guān)信息。其開始年月日、終止年月日及要素種類應(yīng)與07觀測地段位置項記錄具有一致性，06項觀測要素種類不應(yīng)少于07項。如某站07項記錄顯示該站1985年4月6日首次觀測春油菜；1987年7月27日結(jié)束；1996年4月24日至今一直有春玉米觀測，06項記錄應(yīng)與其對應(yīng)2條：06/19850406/19870727/農(nóng)作物/春油菜；06/19960424/99999999/農(nóng)作物/春玉米。

2.4 觀測地段位置項(標識碼07)中觀測場拔海高度差編制規(guī)則不一

數(shù)據(jù)格式中只說明填報觀測地段與觀測場拔海高度差，以“米”為單位，不足位前面補“0”。編制過程中出現(xiàn)規(guī)則不一現(xiàn)象。有保留整數(shù)的，有保留1位小數(shù)的，有將高度差取絕對值的，有將高度差帶符號表示的。根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》對觀測場拔海高度的定義及小數(shù)位數(shù)要求，此項應(yīng)保留1位小數(shù)處理為宜，且保留高度差符號，如某站拔海高度差為-45.6m，編報“-0456”。

2.5 觀測儀器項(標識碼08)及測量方法項(標識碼09)與觀測地段位置項(標識碼07)信息一致性差

08觀測儀器項應(yīng)編報所有07觀測要素項涉及的觀測要素種類使用的儀器設(shè)備情況，觀測儀器不明，應(yīng)編報為“？”。如某站1981年4月4月—1982年7月11日承擔(dān)過春小麥的觀測任務(wù)，但觀測儀器設(shè)備不明，應(yīng)編報為：“08/19810404/19820711/農(nóng)作物(春小麥)/?”，不應(yīng)漏缺此行。同理，09測量方法項也應(yīng)與07觀測地段的觀測要素有一一對應(yīng)關(guān)系。且08項、09項應(yīng)保證同一作物起止時間一致并與06項起、止時間在同一年份且不矛盾，如玉米，06項07項開始時間：19920508；08項、09項應(yīng)為19920101。

2.6 觀測記錄項(標識碼12)遺漏較多

新疆農(nóng)業(yè)氣象觀測自20世紀80年代初開始被正式列為氣象部門觀測項目。20世紀90年代中期不斷完善觀測項目與觀測標準，21世紀初，逐步向自動化轉(zhuǎn)型。期間產(chǎn)生了不同類型的觀測記錄。從目前沿革數(shù)據(jù)信息看，遺漏信息較多。如，1994年開始使用農(nóng)業(yè)氣象新規(guī)范，農(nóng)氣薄由之前的記錄簿-1(農(nóng)作物)按照觀測要素分為了記錄簿-1-1(作物生育狀況觀測)和記錄簿-1-2(作物生長量測定)，農(nóng)氣表-1不變。記錄簿-2(土壤水分)情況同記錄簿-1，分為了記錄簿-2-1(土壤水分；烘干稱重法)、記錄簿-2-2(土壤水分；中子儀)、記錄簿-2-3(土壤水文、物理特性；中子儀)，氣表-2的變化與氣簿-2是一一對應(yīng)的。所以要注意氣簿、表記錄要分段記載。由于農(nóng)氣表已于2013年停止上報，故所有晚于2013年終止的農(nóng)表終止時間均修改為20121231；同時根據(jù)氣預(yù)函〔2013〕114號文件要求，應(yīng)添加農(nóng)業(yè)氣象觀測記錄年報表數(shù)據(jù)文件(N、C)，開始時間20130101。

2.7 沿革數(shù)據(jù)來源項(標識碼17)中農(nóng)業(yè)氣象觀測記錄年報表數(shù)據(jù)文件(N、C)文件遺漏較多

在首次組織編制1980—2010年農(nóng)業(yè)氣象觀測臺站沿革時，中國氣象局對編報沿革數(shù)據(jù)文件信息主要來源進行了列表，隨著業(yè)務(wù)的與時俱進，此表尚未更新，編制人員應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展，及時補充相應(yīng)信息。如2013年起各省停止報送紙質(zhì)農(nóng)業(yè)氣象觀測記錄年報表，只通過通信系統(tǒng)向傳輸電子農(nóng)業(yè)氣象觀測記錄年報表文件(N、C文件)。17項應(yīng)與12項保持一致，增添N、C文件數(shù)據(jù)條。

2.8 沿革文件中出現(xiàn)的標點、符號全半角混用

沿革數(shù)據(jù)文件中出現(xiàn)的標點及相關(guān)符號均使用英文狀態(tài)下半角，但因目前編制方式均采用TXT文件直接編輯模式，半角、全角混用，及多空行等問題頻發(fā)。

3 新疆農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革編制建議

農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革信息編制是一項長期持續(xù)性工作，目前編制方式智能化遠遠不能滿足業(yè)務(wù)需求。建立全國統(tǒng)一的可視化編制系統(tǒng)成為迫切需求。由于農(nóng)業(yè)氣象觀測報表文件為TXT格式，各文件涵蓋數(shù)據(jù)量大，人工讀取技術(shù)落后，出錯率高，可通過批處理技術(shù)對報表文件進行快速解析，運用字符串匹配或映射等算法，采用界限值、內(nèi)部一致性、時變、位變檢查及特定標識等質(zhì)控方法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索、補充及完善。同時對疑誤信息采用人機交互方式進行確認或修改，實現(xiàn)歷史沿革制作半自動化、查閱、統(tǒng)計全自動化，確保農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革信息編制工作高效運行，滿足氣象服務(wù)需求[8]。

具體到沿革編制目前存在的諸多問題，實現(xiàn)半自動或自動化的關(guān)鍵在于程序的設(shè)計，程序設(shè)計的核心為數(shù)據(jù)檢索后的取舍及前后項的邏輯判斷。

3.1 加強規(guī)范標準建設(shè)，完善明確模糊項

目前農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革未出臺相關(guān)標準，各項編制要求存在模糊定義，建議對各編制項做詳細注釋，如觀測地段位置中觀測場拔海高度差的編制。應(yīng)結(jié)合目前業(yè)務(wù)相關(guān)規(guī)定，給出具體編制要求，正負號表示、差值精確度等做出明確規(guī)定。

3.2 文件命名及標點使用處理

針對命名錯誤，標點半角、全角錯誤等，直接通過程序?qū)ξ募?nèi)容提取信息，進行正確性研判，發(fā)現(xiàn)矛盾或不一致現(xiàn)象，向編制人員提出錯誤報警，運行日志記錄報警信息及其后的修改日程。

3.3 臺站位置變動情況標識碼確認

各臺站位置標識碼段都應(yīng)首行為“05”起編，表示農(nóng)業(yè)氣象觀測站建立時確定的觀測場位置情況；后期標識碼根據(jù)數(shù)據(jù)行經(jīng)、緯度、拔海高度情況初始判斷05[55]具體選項，一旦出現(xiàn)經(jīng)緯度、拔海高度變化，應(yīng)默認為編制05，同時向編制人員提出確認信息。

3.4 觀測要素項與觀測地段位置項對應(yīng)關(guān)系分析

有觀測地段位置記錄，說明臺站有對應(yīng)觀測要素，故觀測地段與觀測位置的關(guān)系為多對多的關(guān)系，即同一觀測要素可能對應(yīng)多個觀測地段，同一觀測地段不同歷史時期可能對應(yīng)多個觀測要素。但必須明確兩者年份的一致性，即有觀測要素的年份，在觀測地段位置中必然也有相應(yīng)年份該要素記錄，反之，有觀測地段位置記錄的年份信息，觀測要素記錄中一定有對應(yīng)年份區(qū)間。兩者出現(xiàn)遺漏，應(yīng)提出疑誤信息。

3.5 觀測儀器項、測量方法項與觀測要素、觀測地段位置項信息判斷

觀測儀器項應(yīng)大于等于觀測要素項，測量方法項也應(yīng)大于等于觀測要素項，且觀測儀器項與測量方法項應(yīng)保證同一作物起止時間一致，且早于或等于觀測要素項及觀測地段項日期。

3.6 觀測記錄項、數(shù)據(jù)來源項的遺漏補充

各臺站觀測項目及觀測記錄方法的變更一般遵循新疆氣象局統(tǒng)一安排，建議制定出大的業(yè)務(wù)變更信息表，如新規(guī)范、新記錄簿的使用、報表格式的變化、報表介質(zhì)的變化等，對照信息表，檢查現(xiàn)有記錄，對遺漏信息或時間不一致信息提出疑誤提醒，人工進行確認。

4 結(jié)論

農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革目前采用全人工方式進行編制，存在由于人為原因造成的命名錯誤、數(shù)據(jù)精度錯誤及數(shù)據(jù)前后矛盾不匹配現(xiàn)象。應(yīng)從制度建設(shè)、系統(tǒng)建設(shè)2方面整體提升編制效率及準確率。

農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革集中反映了當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史脈絡(luò)，通過沿革文件，可以綜合表述當?shù)胤N植結(jié)構(gòu)的改變、作物種植品種的更新、種植方式的進步以及土壤成分的變化，同時物候觀測記錄也集中反映了當?shù)貏印⒅参镞m應(yīng)氣候變化的規(guī)律，可為當?shù)厣a(chǎn)服務(wù)提供有效參考。做好新疆農(nóng)業(yè)氣象臺站歷史沿革的編制是實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索、服務(wù)的基礎(chǔ)，將為當?shù)貫檗r(nóng)服務(wù)氣候資料數(shù)據(jù)集研制、數(shù)據(jù)均一性檢驗與訂正等提供第一手數(shù)據(jù)支撐。