业务调整后地面气象观测工作的变化及质量控制措施

发表时间:2020/7/23   来源:《科学与技术》2020年第6期   作者:王锟
[导读] 气象观测是气象工作的基础

        摘要:气象观测是气象工作的基础,地面气象观测是其重要组成部分,为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和气象服务提供重要依据。2013年12月31日20时,为提高地面观测的效益,逐步实现地面观测自动化,调减人工观测任务,中国气象局对全国国家级地面气象观测站提出进行业务的调整。此次气象观测业务调整是前所未有的,将使以往的工作业务模式焕然一新,涉及范围广泛,包含到观测、传输、资料、预报和服务等各个业务环节。该文结合新疆若羌县地面气象观测工作的实践经验和对业务调整工作的理解,对比业务调整前后地面气象工作的变化以及相关的质量控制措施进行相关总结。
        关键词:人工观测;业务调整;观测自动化;
引言
         此次业务调整,受影响较大的工作之一就是地面气象观测业务,特别是对基准站和基本站的观测业务。本文以新疆若羌县基准气候站为例,对天气现象观测、记录和编报等的主要变化及注意事项进行总结,以方便观测业务人员在地面气象测报工作中相互学习、相互借鉴和共同进步; 同时对地面气象观测业务调整后天气现象的准确记载具有重要的现实指导意义。
1地面观测业务调整给天气现象记载带来的变化
1.1 观测时段
         基准站、基本站的云和能见度人工定时观测时次由调整前的每日8次调整为5次( 08、11、14、17 和 20 时) ,天气现象观测保持白天( 08—20 时) 连续观测,夜间 ( 20—08 时) 按照一般站执行,取消地面20时自动和人工对比观测,自动观测资料传输频次提高至每5分钟1次。在传统的地面气象观测业务中,天气现象的观测记载最为复杂,加上观测业务人员多年来的观测习惯,使得在业务调整初期容易造成地面测报人员对天气现象的观测、记录和编报等与旧规定相混淆。调整基准气候站气温、气压、湿度、风向、风速要素24次、地温4次人工器测任务,仅保留每日20时进行一次人工器测对比观测,降水、日照、蒸发、冻土、积雪、电线积冰、地面状态的人工观测任务不变。取消气温、相对湿度、气压、风向、风速、降水量等人工自记仪器观测。
1.2 天气现象种类
         业务调整后,天气气象种类减少13种,所有地面气象观测站天气气象种类由原来的34种:包含降水现象(11种)液态降水;雨、阵雨、毛毛雨;固态降水;雪、阵雪、霰、米雪、冰粒、冰雹;混合型降水;雨夹雪、阵性雨夹雪;地面凝结现象(4种)露、霜、雾凇、雨淞;视程障碍现象(9种)雾、轻雾、吹雪、雪暴、烟幕、霾、沙尘暴、扬沙、浮尘;雷电现象(3种)雷暴、闪电、极光;其他现象(7种)大风、飑、龙卷、尘卷风、冰针、积雪、结冰减少为21种,其中保留能见度和雨、雪、冰雹、雾等21种天气现象观测,取消烟幕、极光等13种天气现象常规观测,当出现霰、米雪、冰粒或雪暴时记为雪,与雨同时出现时记为雨夹雪。
1.3 能见度观测
         我国地面气象观测自动化改革从全国试运行正式切换调整为业务运行,标志着我国地面气象观测迈入全面自动化时代,气象观测员成为历史。相比人工观测,自动化气象观测的观测能力明显增强,观测频次相比人工观测提高4到8倍,其中云观测站点数约提高3倍,数据量较人工观测约增加10倍,弥补了原有人工观测数据的不足。同时,观测数据传输用时由分钟级提高至秒级,传输频次从5分钟提升至1分钟,数据传输频次与效率大幅增加,为实现“预报精准、服务精细”的要求提供了有力支撑。并且相较于人工观测,能见度自动观测是连续、实时的,观测的可比性和稳定性较好,观测的精度和时间分辨率不断提高,对于提升能见度预报的精细化水平持续发挥重要作用。
         由此可见,地面气象观测业务的调整对视程障碍类天气现象的观测记录带来很大的影响,大大的提高了视程障碍类天气现象的自动化监测水平。

对于能见度自动观测已正式业务运行,但视程障碍类天气现象以人工观测为准的观测站,原则上能见度以自动观测记录为准,当能见度自动观测出现明显偏差时,以人工观测能见度作为判断依据,能见度记录仍以自动观测为准,允许自动观测能见度记录与该类天气现象不匹配; 对于没有实现能见度自动观测的观测站,能见度以人工观测为准。
1.4 降水观测
         降水监测(precipitation monitor)是在时间和空间上所进行的降水量和降水强度的观测。测量方法包括用雨量器直接测定方法以及用天气雷达、卫星云图估算降水的间接方法。直接观测方法需设定雨量站网,站网的布设必须有一定的空间密度,并规定统一的频次和传递资料的时间,有关要求根据预期的用途来决定。按照降水现象自动化观测的要求,确保各时段降水现象记录的准确性、代表性和比较性,结冰期间( 12 月—次年 2 月) 降水天气现象观测以称重式雨量传感器记录为准,以人工观测作备份; 非结冰期间( 3—11 月) 降水类天气现象以翻斗式雨量传感器记录为准,按称重式雨量传感器、备份站翻斗雨量传感器的顺序代替,无雨量自动观测备份设备的,应按规定及时启用人工补测。
2地面气象观测质量控制对策
         地面气象观测业务调整后,基本上实现了各类气象要素的自动化观测,大大提高了地面气象观测质量,但是由于地面气象观测仪器处于全天候运行状态,且机器设备难免会出现一些故障,从而可能对地面气象观测质量造成不利影响或做出错误判断,因此制定一系列的措施来保证监控气象观测的质量就显得尤为重要。
2.1对气象站的仪器设备进行控制管理
    结合新疆若羌县业务调整后的地面监测实际工作、实践经验、历史出现的异常问题,针对性的采取正确有效的措施对气象台站的观测仪器进行监控以及控制,实现对观测仪器观测质量的监控,加强气象观测质量控制流程的研究,做好固定时间内数据资料的输出,安排专人对仪器设备进行定期维护保养,排查故障问题,做到早发现问题早解决,尽量把有针对性的措施做到大故障问题发生前面。
2.2严格落实好地面气象观测业务规章制度
         结合地面气象观测业务开展需求,不断修订以及完善有关的规章制度,以更好地满足气象事业不断发展的要求。针对已经制定以及运行的业务规章制度,要求各级气象部门的观测人员严格落实,严禁观测人员违规操作,一经查出违规行为,应给予相应处罚。与此同时,气象部门还应该积极制定地面气象观测业务日志制度,构建科学有效的考核机制,结合气象观测、气象观测装备技术保障等地面气象观测业务工作的完成情况。
2.3加强地面气象观测业务运行的监控管理
         业务调整后,对各级气象台站观测设备的运行监控以及管理也带来了许多全新的变化,例如新型自动气象站的监控应用实现了实时监控。气象部门日常工作中还应注重业务监控管理,确保地面气象观测工作的有序开展,严格控制好地面气象观测质量。
3结语
         地面气象观测自动化的大幕已经拉开,但这仅仅是迈出的一步。伴随着高精度摄像头等技术的进步,从图像采集到处理,再到大数据、深度学习、人工智能等更丰富智能算法的应用,相信天气现象得以被进一步科学掌握。


参考文献
[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京: 气象出版社,2003: 1-3.
[2]张翠华,曹春莉,廖颖慧.观测业务改革调整中有关天气现象记载方法解析[J].气象水文海洋仪器,2013,1:121-123.
[3]聂云,周继先,秦畅畅,等.地面观测业务调整给气象观测工作带来的变化[J].贵州气象,2016(1).


         作者简介:王锟(1989-),男,汉族,甘肃省白银市会宁县人,大专学历,从事地面观测与高空探测工作。
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