新型自动气象站观测数据缺测问题与处理措施探讨

发表时间:2020/8/11   来源:《科学与技术》2020年第8期   作者:张艳
[导读] 本文对DZZ4新型自动气象站进行简要概述,
        摘要:本文对DZZ4新型自动气象站进行简要概述,并针对新型自动气象站观测数据存在的缺测问题,及其相对应的处理措施,从地面温湿度数据缺测、蒸发量数据缺测、A文件中正点数据缺测以及降水量数据缺测这四个方面进行探究分析,以期能够为我国气象行业的健康稳定发展提供参考性建议。
        关键词:新型自动气象站;观测数据;缺测问题

        引言:近些年来,云南省景洪市气象局通过构建新型自动气象站的方式,有效提高了气象观测数据的精准程度,为当地人民群众的生产生活带来了极大的便利与帮助。因而针对气象观测数据存在的缺测问题,及其相应的处理措施展开探讨,有着极大的必要性与现实意义。
一、DZZ4新型自动气象站概述
        针对目前云南省景洪市气象行业的发展趋势来看,其主要应用类型为DZZ4式新型自动气象站。该类型气象站的硬件系统,主要包括主采集器、分采集器、传感器、外部总线与外围设备这五个部分。依靠外部总线的合理运用,气象站能够根据实际需要,任意裁减或是扩展采集器规模,通过长线来确保采集器与终端计算机能够实现数据通讯功能。DZZ4新型自动气象站的系统软件大体包括两部分,其一为嵌入型系统软件,其二为业务应用型软件。嵌入型系统软件的功能,是保证嵌入型系统及外部设备的正常运转;业务应用型软件需要安装在终端计算机上,其功能是对气象站的运行情况进行监控,对相关数据及要素进行合理采集,定时上传依靠观测得来的数据文件。
二、新型自动气象站观测数据缺测问题及其分析处理
(一)地面温湿度数据缺测问题分析及其处理措施
        1.问题
        根据相关调查研究结果显示,气象站周围一旦遭遇暴雨、大风等恶劣天气情况,气象站硬件系统中的传感器与电源接口位置,就会容易被雨水打湿,基于这种情况下,就会造成整点温湿度数据出现缺测问题。
        2.处理措施
        由于气象观测站只能在每日的8点、14点以及20点开展定时测报功能,为此,观测站所观测的地温数据范围,应当控制在地表之上5厘米与320厘米之间。在分析自动观测中的定时数据的过程中,倘若其中的数据发生缺测情况,观测人员需要通过运用前、后定时观测所得的气象要素数据,对其应用内插法来求出准确数据,随后再按照观测所得的常规数据对其进行处理。在此过程中,倘若其中的海平面气压、露点温度以及水汽压等相关数据发生缺测情况,通常是无法运用内插法来填补的,为此,必须运用内插后的温度以及内插法求出的湿度数据,依靠反差法算出最为精准的数据[1]。
        例如,当地面温湿度数据发生缺测问题时,要注意检查各个传感器同采集器之间的连接情况,确保其连接方式无误,能够维持常规运行;要科学运用终端操作命令SENST来检验传感器是否处于使能工作状态;要认真检验CAN总线的连接方式有无错误问题,检查终端匹配电阻的使用情况;认真观察分采集器中的CANopen指示灯有无问题出现。倘若以上内容都未出现故障问题,便有极大可能是由于相关通断出现损坏,必须及时更换传感器。
(二)蒸发量数据缺测问题分析及其处理措施
        1.问题
        当气象站周围发生强降雨天气时,非常容易导致蒸发量的观测数据发生缺测问题,这种情况会造成蒸发量数据缺失、有误,对气象观测工作产生负面影响。
        2.处理措施
        根据这种情况,观测人员需要按照相关公式开展计算工作。该公式为:日蒸发量误差数值=(1-日观测蒸发量/每年蒸发平均值)*100%。倘若这一日的蒸发量偏差值不到10%,则表明当日所观测到的蒸发量数据具备较高的精准程度,其可用性程度较高;倘若其观测数据误差值在10%与20%之间,则说明其偏差情况不够精准,但依然具备观测价值;倘若蒸发量数据偏差值在20%以上,这说明其数据不够真实、无法使用,必须对其进行缺测处置工作。


        例如,导致蒸发量缺测的原因还包括传感器存在超差问题。为此,需要重新配备采集器的通道参数安装问题,按照安装时的观测数据与具体情况展开分析,判定是哪一项安装环节发生问题,对此及时整改,或是由厂家人员进行维护安装。
(三)A文件中正点数据缺测问题分析及其处理措施。
        1.问题
        造成A文件中正点数据发生缺测问题的原因,主要是传感器与采集器等设施存在缺测故障,正点数据是观测数据中极为重要的组成部分,因而必须在第一时间内加以解决。
        2.处理措施
        在进行地面气象测报工作的过程中,倘若发觉A文件当中的正点气象要素及其数据发生缺测问题,第一步,要确定在A文件当中,是否可以获得正点时分的分钟相关数据内容。倘若无法获得,那么缺测的数据便需要依靠正点前后10分钟以内同其数据近似的数据来取代,再对其开展不正常记录处理环节;倘若正点前的10分钟以内的分钟数据发生缺测问题,工作人员就应当运用正点后10分钟以内同正点数据近似的数据,对其进行取代。
        例如,在16:52与17:00之间,其中的16:55分数据发生缺测问题,便可以利用16:54的观测数据,对其进行取代,即运用整点前一分钟的数据来取代;倘若整点后10分钟左右的数据发生缺测问题,便需要运用正点后的一分钟数据来代替,才能发挥最佳效果[2]。
        除此之外,要注意每年定期对电缆进行一次检查工作,保证使用的电缆安全无损,不存在老化与损坏等问题;要注意每个月定期开展电缆设备检查工作,确保电缆同传感器与采集器之间的连接位置没有松动问题。要着重检查传感器连接线有无松动问题、是否发生短路现象。
(四)降水量数据缺测问题分析及其处理措施
        1.问题
        新型自动气象站在开展气象数据观测的过程中,经常会存在未发生降水情况,但仍然存在降水记录的现象,为工作人员带来困惑与阻碍,影响自动气象站数据观测工作的进行。
        2.处理措施
        当降水天气结束以后,依然存在降水记录,倘若能够准确判定该情况,主要是由于传感器发生滞后问题所造成,第一步,便需要选中该时次中的“小时降水量”表格中的数据,以此减去所滞后的降水量数值,再清除所滞后的分钟降水量单元格中的数据。做完上述环节后,还要做好数据的质量控制,并对其进行保存,最后退出。第二步,根据降水结束时次的相关数据,在“小时降水量”表格以及分钟降水量单元格内降水结束的分钟内,对滞后的降水量数值进行累加,如若不然也可以直接删掉之后的降水量数据。
        针对夜晚不值班的气象站,倘若在20点以后、8点之前这一时间段中,仍然发生滞后降水现象,便按照常规情况对其进行处置,应当在备注栏当中进行标注。倘若发生固态以及混合型降水的情况时,气象站内记录的降水量很可能会发生数据偏小、滞后降水等问题,为此,工作人员需要对该小时以及分钟的降水量数据进行缺测处置,需要在小时降水量表格中输入“-”键,再全部选中分钟降水量单元格,同样输入“-”键。
结论:综上所述,在对气象观测数据缺测问题进行判定的过程中,相关工作人员需要综合考虑多方面的因素,注重判定工作的全面性与系统性。在处理相应问题期间,要根据工作环境的实际情况,科学采取行之有效的处理措施,从而提高观测数据工作的效率,确保数据观测质量。
参考文献:
[1]孙丛,何芳,熊伟.自动气象站地面气象观测数据缺测的处理[J].南方农机,2018,049(002):206.
[2]措姆,多吉卓嘎.DZZ5新型自动站仪器故障及日常维护管理[J].农村牧区机械化,2018,138(05):45-46.

张艳(1981-)性别:女,民族:土家,籍贯:贵州铜仁人,学历:本科;现有职称:助理工程师;研究方向:地面气象局观测。
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