新型自动气象站常见数据缺测问题处理王湘玉

新型自动气象站常见数据缺测问题处理王湘玉

王湘玉1詹宏剑2

1.临颍县气象局河南漯河462600；2.舞阳县气象局河南漯河462400

摘要：本文结合临颍县气象局使用DZZ4新型自动气象站的实际，分析了临颍县地理气候特征和新型自动气象站，之后提出了新型自动气象站观测数据缺测的处理方法，以期提升地面测报质量。

关键词：新型自动气象站；观测数据；缺测；处理方法

引言

新型自动气象站是地面气象综合观测系统，气象观测数据的准确性水平直接对台站的服务质量产生影响。自临颍县气象局引入DZZ4新型自动气象站以来，不仅实现了地面气象观测的自动化，同时还提升了台站观测气象要素数据的能力，测报人员对常规气象要素的观测能力以及对灾害性天气的观测准确率方面都有了很大的提升，进一步促进了气象服务和天气预报工作的顺利进行。在地面观测工作中，因受到外界多种因素的影响，台站内观测到的气象要素数据很容易出现异常或者缺测，观测人员应采取正确的方法排除故障并找出异常、缺测数据的原因，确保地面气象观测工作可以正常开展。

1新型自动气象站概况

临颍县位于河南省中部，居黄淮平原，处中原腹地，位于北纬33°43'~33°59'，东经113°43'~114°09'之间。临颍地势平坦，是黄淮平原的一部分，地貌自西北向东南略微倾斜。临颍属于温带季风气候，四季分明；降水受季风影响较明显，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋较短，冬、夏较长。年平均气温14.5℃，一月份平均气温0.5℃，七月份平均气温28℃，全年无霜期226d左右。年降水量平均在720mm，由于受季风的影响，全年降水量极不均匀，雨量大部集中在6~8月份，另外年际之间降水量变化幅度较大，经常出现暴雨、沥涝，干旱和干热风。临颍县使用的新型自动站型号为DZZ4，其在设计的过程中主要采用了国际标准化的技术路线，其组成有系统软件和硬件两部分。系统软件有嵌入式软件和业务软件两部分组成；采集器、传感器、通讯系统以及供电系统四部分共同组成了硬件系统。采集器的主要作用是对气象要素数据进行一系列采集、储存、分析运算；观测相关的气象要素数据信息则是传感器的主要作用；为新型自动气象站提供电力供应的是供电系统；借助于通讯系统的传输功能可以很容易的将采集到的气象要素数据传输到业务计算机上。DZZ4新型自动气象站的核心部件是主采集器，其数据处理功能十分强大。因新型自动气象站的分布式结构较为明显，因此可以任意对某些功能进行扩展。工作人员只有熟练掌握新型自动气象站的工作原理和系统结构，才能做好观测仪器设备的日常维护管理工作，不断降低观测数据的缺测率，提升地面测报质量。

2新型自动气象站常见数据缺测问题处理

2.1日数据极值缺测

若因台站采集器故障而导致时极值异常。首先应正确判断在缺测的时间段内是否有日极值，如果可以明确指数在该时间段内没有日极值，则应从其它正常时次的记录挑选出日极值；如果不确定在该时间段内是否存在日极值，该日的日极值应从相应的自动站时极值和人工观测到的日极值中挑选；如果该日的日极值是人工观测，则出现时间应根据缺测进行处理。根据这个原则可以很容易的判断台站内该时次的最高/最低温度、时最高/最低气压、时最小相对湿度、最大/极大风向风速、最高/最低地温数据。

当对本站内的温度、地面温度、草面温度、气压、相对湿度进行修改或者是替代缺测的定时观测数据，应将时极值与修改后的数值进行对比，如果正点数值比时最高数据大或者是时最高数据出现缺测，应将时最高值用正点值替代，并将时间改为正点的00分；如果正点数值比时最低数据小或者是时最低数据缺测，可以将时最低值使用正点值替代，将时间修改为正点00分。在对10min风速数据进行修改或者是将其代替定时观测数据，应将最大风速数据与修改后的10min数据进行比较，如果10min的风速比最大风速数据高或者是小时内的最大风速数据出现缺测，应将最大风向风速数据利用正点10min风向风速数据替代，将时间修改为正点00分。

2.2蒸发量数据缺测

若大面积强降水天气的出现造成蒸发量数据异常，可以使用日蒸发量偏差值=（1-日实际观测蒸发量数值/历年该时刻日蒸发量平均数值）×100％的公式计算出蒸发量指标的偏差程度。如果偏差数值在±10％以内，该偏差数据可以使用，说明蒸发量数据正常；若偏差数值在±10~20％之间，该偏差数据的精确性降低，但仍旧具有气象利用价值，应在备注栏中标明偏差问题；若偏差数值在±20％以上，蒸发量数据就失去了气象利用价值，应根据缺测进行处理。若蒸发量数据缺测的时间低于1h，选取上一个整点时刻与下一正点时刻的蒸发量的观测数据通过内插法求取数据，并替代缺测的蒸发量数据；另外，若蒸发量数据缺测的时间超过1h，应将该日内所有的蒸发量数据根据缺测处理。若台站内使用双轨运行模式，则可以使用人工站观测到的蒸发量数据替代自动站内的缺测数据。通常情况下，如果在蒸发量指标日合计一栏中注明有该日所观测到的总蒸发量数据，则该日的蒸发量数据不应做缺测处理。

2.3雨量自记记录缺测

在实际的观测工作中，一旦测报人员发现雨量自记记录出现缺测，若台站内配备有自动站记录或者是其它备份仪器站，缺测的雨量数据可以用相应时次的雨量记录值替代，以此降低观测数据的缺测率。当虹吸雨量计出现故障问题时，若工作人员可以在1h内发现虹吸管滴水、记录划平线，也就是尖可以上升但是虹吸异常，应立即强迫人工虹吸，并在值班日记中详细注明，等到第二日换纸整理记录时，将强迫虹吸量与正常迹线的上升量相减，之后将计算结果与小时内两端的正常累计量相加，防止因小时降水量数据缺测造成日合计出现缺测。如果雨量自己记录出现缺测，没有虹吸或者是笔位也没有下降，缺测时间出现在两个整点间，该时次的缺测数据应根据正常情况记录；若缺测时间超过1个整点，则缺测的数据应使用其他雨量计的自记记录替代；若台站内没有其他雨量记录可以替代，缺测时间内的累计量也不能直接计算得出，则应根据缺测处理。

2.4分钟降水量缺测

若测报人员发现分钟降水量缺测，应认真检查正点观测编报中的降水量数据是否因分钟数据缺测没有统计成功，查看小时内的分钟数据是否出现缺测，如果分钟数据缺测，则应下载历史数据，之后打钩使用正常的数据替换缺测数据，下载的历史数据时间需要精确到缺测的分钟数。之后对该时次正点降水量数据重新进行补调，并检查修改后的数据是否还缺测，如果无缺测应保存后上传；如果缺测，则说明未采集到降水量数据，不管降水量数据是缺测还是补调，都应在删除后进行保存，并做好更正报的发送。

3结论

气象部门在开展天气预警预报、气候预测预估、科学研究以及各类气象服务的过程中都需要有气象观测数据信息，它是推动气象科学发展的动力。因此，测报人员应对观测数据信息进行整理并保存，正确处理缺测的数据信息，方便为科学研究提供基础资料。

参考文献：

[1]毕于健.DZZ4新型自动气象站观测数据异常分析处理[J].现代农业科技，2016（22）.

[2]刘岩，王宗海，王青利.自动气象站数据异常或缺测的处理方法[J].现代农业科技，2011（18）.

第一作者简介：王湘玉（1990-），男，汉，河南省周口人，本科学历，助理工程师，从事气象观测工作。