地面气象观测自动化形势下保障措施分析

地面气象观测自动化形势下保障措施分析

莫锦博 1 刘少彬 1 袁晨韵 2 翁光云 2

1广东省汕尾市气象局 广东 汕尾 516600 2陆丰市气象局 广东 陆丰 516500

摘要：近年来，我国地面气象观测已进入观测自动化的新阶段，极大地提升气象观测业务效率和观测质量，满足了社会发展中对气象服务工作的基本需求，但是我国自动化工作开展的时间较短，起步相对较晚，整体技术水平与发达国家相比尚有一定差距，故此对观测设备保障和业务人员水平都提出了新的要求，有必要深入剖析以不断增强保障措施和能力，确保观测自动化业务的稳定运行。

关键词：地面气象观测；自动化；观测技术；保障措施

长期以来，气象观测业务均是各级气象部门气象业务开展的基础。地面气象观测作为其中的重要组成部分，为天气预报、气候科学研究、农业气候条件分析以及气防灾减灾服务等工作提供了特别有价值的指导依据。随着地面气象观测自动化技术的不断发展，传统的人工气象观测方式逐渐淡出历史舞台，取而代之的是有人值守和无人值守相结合的地面气象观测自动化业务。观测自动化技术不仅完善了业务运行制度和机制，促使气象台站设置更为合理，资源配置得到进一步优化，而且还大幅提升了气象观测业务能力。观测自动化工作主要依靠观测设备自动采集和传输数据，对观测设备的可靠性和业务人员的设备保障能力提出了更高的要求。在确保地面观测自动化业务稳定运行的情况下，对地面气象观测自动化的弊端展开分析，进一步促进地面气象观测自动化改革的高效高质量实施，已经成为地面观测业务的新课题。

1 地面气象观测自动化业务现状

从2020年4月1日起，全国地面气象观测自动化改革正式进入业务运行阶段。地面气象观测业务进一步优化观测项目和改进观测方式，取消观测站日常守班、报文 编发、人工观测等传统工作内容，以前由台站处理的数据质量控制工作改由省级业务单位接管，观测数据主要通过仪器自动化观测或国家级综合判识的方式获得。地面气象观测自动化业务改革后，数据传输时效由原来的5分钟缩短为1分钟，这对提升短临预报、突发性灾害性天气预报准确率、时效性以及服务及时率等方面均有较大的促进作用。观测业务从观测数据获取向运行保障、质量控制、资料分析等转型，从基层向省级综合集约，以及增强县级综合业务能力、提高业务运行保障能力、提升观测数据质量为目标。

2 观测自动化形势下地面气象观测保障措施分析

地面气象观测自动化使台站业务人员从日常值守、人工观测、数据录入、报文编发、数据质量控制等烦琐的重复劳动中解脱出来，现存人员可以将更多精力投入到质量管理、应急观测、运行监控、数据质控、场地设备维护保障、观测设施维护巡检、故障检修、观测仪器核查校准、气象仪器管理及新技术的应用研究上。通过学习和研究，进一步提升和优化观测能力水平，促进地面观测业务继续向前发展。

2.1 提升地面气象观测管理质量

根据地面气象观测自动化后的现状，围绕气象观测质量管理体系总体框架（图1）中的装备业务质量管理和数据业务质量管理两大核心业务进行流程梳理优化，坚持按照PDCA循环过程（图2）应用于地面气象观测乃至整个质量管理体系。一要识别和确定内外部环境、相关方及其期望和需求、质量方针和目标、组织架构与职能定位、业务运行与管理以及监督检查与改进等方面管理的过程及其相互作用，要加以实施和保持并持续改进。二要对地面气象观测中发生的各种不合格和各类质量事件进行识别和有效控制。三要利用各种技术手段，定期开展内部监督检查和质量分析会，加强对地面观测业务的质量控制，切实通过体系管理提升地面气象观测业务质量，将体系工作和业务工作融合在一起，借助体系工作的闭环管理模式，不断完善业务工作中的不足，提升整体业务质量。

图1 气象观测质量管理体系总体框架

图2 PDCA循环过程

2.2强化观测设备维护保障能力

地面气象观测自动化业务改革后，地面观测业务人员的主要工作包括按业务流程定期巡检、维护观测设备，开展设备和仪器的保障工作。观测设备仪器有时会出现故障或者发生异常情况，加上新装备层出不穷，对气象观测设备维护管理以及技术保障提出了非常高的要求，需要从多方面强化维护保障能力。

2.2.1 加强观测设备日常维护

观测仪器是气象观测工作中必不可少的工具，观测设备的维护管理水平和使用效果直接影响到检测数据的准确性、可靠性，而气象观测信息和数据又是开展天气预警预报、气候预测预估及各类气象服务、科学研究的基础,因而做好气象观测设备的维护管理工作就显得尤为重要。在日常工作中按规定巡视、维护观测场地、气象业务设备、支撑保障设备，确保采集器、各传感器及主机运行正常，确保观测数据准确和网络传输正常。及时做好做好特殊天气过程维护、周维护、月维护和年维护；出现故障时，须按规定及时响应，采取措施处置，在规定时效内填报故障单，将情况报告上级业务管理部门。

2.2.2加强观测设备的校准核查

正常工作下的气象观测设备应当满足仪器时间常数、灵敏度、测量维度以及精确度符合要求，设备性能可以长时间可靠运行，设备标尺和关系曲线符合规定标准，设备可以在各种复杂环境下使用，不受极端恶劣环境影响。维护管理工作就必须要保证自动气象观测设备满足上述要求。实际上很多自动气象观测设备会因为软件问题而出现各种异常情况，比如系统接收的气象要素信息缺失或者不正常，具体来看例如地面降水观测设备优势会出现明明没有降水但是却观测到降水量的情况，这其中一个原因是前期实际可能有降水情况，但是设备在观测当中出现了异常，导致观测的数据滞后了，设备并没有在降水时采集到数据，在降水结束后设备才开始进行数据采集。可见，气象观测自动化并不代表人工观测的完全退出，在气象观测中要加强对风速风向、温湿度、雨量、气压、地温等传感器进行仔细检定校准，确保各种仪器的测量误差均符合国家要求，使采集器、各传感器及主机运行正常。

2.2.3 提升业务人员维护保障技能

为了提升业务人员在地面气象观测自动化业务改革后的设备保障水平，需要打造一支理论扎实、业务精湛、技术能力强的气象观测业务队伍，因此要加强观测业务人员向数据处理分析、设备运行维护保障的转型培训，提高观测业务人员整体业务素质。通过精细化内部培训，加强对地面气象观测站无人值守业务工作流程和业务技术要求的理论学习，同时通过定期组织开展实操演练进一步掌握各种观测设备、仪器的工作原理，对自动化后设备仪器各种可能出现的新的故障和异常情况进行现场剖析处理。要充分发挥集在线培训、智能演练、校验观测、互动交流等功能于一体的“观测通”运用，利用该平台进行系统化、持续性培训和业务演练，并加强对观测业务人员的专业水平进行评测考核和正向激励，促使观测业务人员的观测能力达到并保持在一个较高的水平。

2.2.4 优化气象观测仪器及耗材管理

观测自动化运行后，地面观测业务人员可以承担国家气象观测站、区域自动气象站相关观测仪器及耗材的管理工作，更好地掌握各类观测仪器及耗材的型号、性能、参数及储备情况等信息，更有利于观测设备维护保障工作的开展。业务人员可通过分析近两年辖区内的各类观测仪器损坏情况及耗材的使用情况，有针对性地制定下一年度的需求计划并组织实施。观测仪器及耗材管理需要做好如下工作。

2.2.4.1做好仪器的出入库登记。做好气象设备盘库报表和出入库登记表，要登记出入库日期、仪器名称、设备规格型号、出入库数量、设备存量等信息。

2.2.4.2 做好气象技术装备动态管理信息系统信息更新。气象技术装备动态管理信息系统是气象部门信息化和规范化的物资管理系统，通过气象装备专用编码系统和编码信息化技术，实现全国气象行业装备从生产、流通到使用的全寿命周期的编码信息化动态管理，进一步提高全国气象行业的技术装备信息化管理水平。接收仪器时，首先检查仪器二维码与气象技术装备动态管理信息系统中的信息是否一致，如果一致，则直接确认接收入库，如果不一致，则向仪器发出部门核实，确认仪器信息是否流转错误。发出仪器时，要将仪器的状态更改为待用、待检或待修，部门属性更改为需要接收仪器的部门。

2.2.4.3 每月做好仪器盘点。保证各类仪器备份充足，备份不足时，及时向上级物资管理部门申领，确保仪器出现故障时能有备件，及时更换。

2.3 加强掌握信息化平台应用

通过对综合气象观测业务运行信息化平台使用，在基础数据管理、装备运行监控、装备维护维修、仓储供应管理、数据质量控制、产品应用服务、综合考核评估及观测业务信息服务等方面按照标准化、规范化业务和管理流程加强应用。通过对气象资料业务系统（MDOS）使用，查看数据完整性，对疑误信息进行处理和反馈。

业务人员发现设备故障、数据异常或接到上级运行监控部门通知后，及时进行核实并通过平台填报相关信息。同一种设备同一次故障填写一个故障单，不同值班员根据不同故障处理情况或同一故障处理活动的不同及时更新维修信息。按要求填写故障现象，并及时更新故障处理过程，及时反馈观测数据质量核实情况。

2.4提升地面应急气象观测能力

地面应急观测相对于常规气象观测而言是一种特殊状态下的气象观测，是应急气象服务中的基础性工作，也是常规气象服务的重要补充，对于突发性、灾害性天气或气象相关的紧急事件，如台风、汛期强天气过程、特殊天气事件及突发公共事件需要气象服务支持等，需要快速进行组织和响应。通过建立与地面观测相适应的应急工作制度，健全完善应急预案，实施应急保障分级响应，建立不同观测手段的互为备份的机制，加强应急观测演练，特别是在人工应急观测、省级各类告警信息处置、观测设备维护、网络故障排除、电力故障应急处置五方面进行演练，确保应急状态下观测数据采集、传输、质控等业务环节稳定可靠运行。

气象观测设备应急保障要求应急观测设备快速到位和应急备件储备充足，使其能够实现快速维修或器件更换。要合理布局加强储备库建设，要定期检查和更新储备仓库的应急储备物资。要加快移动式气象观测设备的使用，配备能够满足气象应急观测保障需要的现代化装备。

综合气象装备应急保障实行分级响应，以汕尾为例共分为三级响应对应流程，进一步提高应对突发气象装备事故的处置能力，预防和处置各种气象观测设备事故提供重要保障。

图3 以汕尾为例应急响应等级及流程图

3 结语

观测自动化改革使地面气象观测业务进入了新的历史阶段，为适应新的形势变化和技术革新，对地面观测业务进行适当调整和优化势在必行。在今后的工作中，要对标“监测精密”要求，要在继续保持业务平稳高效运转的同时，积极开展综合系统评估，从全链条业务技术角度梳理分析业务流程、体制机制中的深层次问题；补短板、强弱项，不断优化技术体制、运行机制、管理体制等；坚持在技术、理念、管理等方面持续创新，推动地面气象观测自动化改革再向纵深发展。

参考文献

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[3] 王占勇，胡锡英. 地面气象观测自动化存在的主要弊端及其对策[J]. 南方农机，2018(16): 196-196.