探析地面气象观测数据的异常处理与优化策略

探析地面气象观测数据的异常处理与优化策略

尤宏宇1，陈楠2，孙悦3，张国柱3，王莹4

（1.黑龙江省大兴安岭地区气象局 165000；2.黑龙江省伊春市汤旺县气象局 153038；3.伊春市气象局153000；4.嘉荫县气象局 153200）

摘要：地面气象观测数据是天气预报、气候变化研究以及各类气象服务的基础，其准确性和完整性对于气象工作至关重要。然而，在实际观测过程中，由于仪器故障、复杂天气条件、人为操作不当等多种因素的影响，地面气象观测数据时常会出现异常。基于此，本文首先阐述了地面气象观测数据质量保障的重要性，然后分析了造成地面气象观测数据异常的因素，最后提出相关的优化策略，以期为提升气象观测数据质量提供参考。

关键词：地面气象观测；观测数据；异常；处理策略

引言

一直以来，气象服务都是生产生活中不可或缺的重要服务内容。特别是在当前的社会发展形势下，气象服务能够对生产活动、防灾减灾、风险预防工作起到决定性的作用。由此可见，气象服务的重要性。而地面气象观测是气象服务中的重要组成，也是决定气象服务质量与服务效率的关键性因素。这也就意味着，地面气象观测数据会影响气象变化判断，影响气象服务质量。而在地面气象观测过程中，往往会由于各种因素的影响而出现数据异常的现象，这就需要运用有效的技术与管理方法，来进行科学的处理应对，进一步提升气象观测数据的准确性，提升气象服务的有效性。

1.地面气象观测数据质量保障的重要性

地面气象观测是天气预报和气候研究的基础，而观测数据的质量直接影响着气象预报的准确性和可靠性。因此，地面气象观测数据的质量控制处理显得尤为重要。首先，质量控制处理可以提高数据的准确性和一致性。观测数据可能会受到人为或自然干扰，如设备故障、人为错误等，质量控制处理可以及时发现并处理这些干扰，提高数据的真实性和可靠性。同时，质量控制处理还可以消除观测数据之间的不一致性，保证观测资料的连续性和完整性。其次，质量控制处理可以提高数据的可信度和可用性。通过对观测数据的质量控制处理，可以排除异常值和错误数据，确保观测资料符合气象学的基本原理和规律，提高数据的可信度和可用性。这对于气象预报和气候研究来说至关重要。最后，质量控制处理可以为气象预报和气候研究提供可靠的数据支持。观测数据的质量控制处理可以使预报模型和气候模型的输入数据更加可靠准确，从而提高气象预报和气候研究的准确性和精度。

2.造成地面气象观测数据异常的因素

2.1探测环境因素

外部探测环境对地面气象观测数据的准确性起着关键作用，因此选择合适的气象观测站位置至关重要。理想的观测站应位于尽可能开放的区域，确保观测仪器在运行时能够准确捕捉周围的气象条件。然而，随着城市的快速发展，原本适宜的观测位置可能受到高楼大厦的遮挡，导致观测结果受到严重干扰。例如，建筑物可能会影响风速的测量，造成数据显著偏离实际情况。此外，城市化带来的植被覆盖变化，会导致局部气温和湿度的波动，影响数据的代表性。工业排放的增加同样可能引入额外的污染物，干扰气象仪器的测量。此外，极端天气事件，如大风、冰雹和雷电，除了可能直接损坏观测设备，亦可能导致数据记录的中断或不完整。

2.2观测设备因素

影响地面观测数据异常的主要原因与地面观测设备的性能缺失，功能落后有很大关系。由于日常对地面气象观测设备的维护保养落实不到位，导致地面气象观测设备出现性能缺失时，也未能及时发现异常，从而导致地面气象观测数据出现异常，无法为气象服务提供强有力的数据支持。另一个原因在于，地面气象观测设备的整体性能落后，已经无法满足新时代背景下，对更及时、更精准的气象服务数据支持。特别是对于自动化，智能化设备的应用不足，导致地面气象观测数据出现异常，而影响气象服务质量。

2.3业务人员操作不当因素

业务人员在地面气象观测中的角色至关重要，他们的专业素养和操作水平直接关系到观测数据的质量与准确性。操作不当的后果可能会导致严重的数据偏差，从而影响气象预报和气候研究。例如，在经历强降水天气后，雨量筒内的杂物如果未及时清理，可能会阻碍后续的准确测量，进而造成降水数据的虚假报值。此外，仪器参数的设置不当，如温度、湿度传感器的校准错误，可能会导致观测数据的系统性误差。在数据处理环节，如果未能及时发现并修正录入错误，或者在数据分析时忽视对异常值的检测，都可能使得最终的气象预报失去公信力。

3.地面气象观测数据异常处理对策

3.1提升设备性能

为了进一步提升气象服务能力和水平，需要气象观测领导人、主管单位，积极发挥推动作用，加大对先进设备的投入力度，积极运用现代化的功能与性能更优异更出色的气象观测设备，提升地面气象观测数据的准确性。同时，为了提升气象服务的有效性，在地面气象观测过程中提供更加详细、精准的数据资料，就需要在具体的地面气象观测过程中结合不同地域的实际情况，具体特征，以及观测要求，来选择相应的观测技术、方法以及设备。特别是要强化设备的投入，积极运用先进设备，以智能化、数字化设备的精准性、及时性，来切实提升地面气象观测水平，所以，要及时淘汰老旧设备，加大对新设备的投入，落实日常维护与保养要求。在具体的地面观测过程中，要结合观测要求，调试好设备参数，最大化地发挥设备作用。

3.2强化数据校核

地面气象观测数据的质量控制至关重要，数据校核是其中的一个重要环节。数据校核主要包括对气象观测数据的时空一致性、逻辑性以及异常值的检查和处理。首先，对于时空一致性的校核，需要确保气象观测数据在时间和空间上的一致性，比如同一地点不同时间的气温数据应当保持合理的变化规律。其次，对于数据逻辑性的校核，需要检查数据中是否存在逻辑错误，比如温度和湿度的关系是否符合物理规律。最后，对于异常值的处理，需要识别并剔除或修正异常数据，以确保最终的气象观测数据质量可靠。因此，数据校核是保证地面气象观测数据质量的重要手段之一，能够提高数据可靠性和可用性，为气象预报和科研提供可靠的数据支持。

3.3提升观测队伍综合素质

在地面气象观测工作中，有效的方法，先进的技术与设备是减少地面气象观测误差的重要前提，而地面气象观测人员则是减少数据异常的关键性因素。无论是地面气象观测人员的专业能力、现场经验、判断能力、岗位责任心等等，都是直接影响地面气象观测数据结果的重要因素。因此，基层气象台站应加强对观测人员的业务知识和技能培训，增强其操作技能和责任意识。观测人员需不断学习新知识、新技能，增强随机应变能力，避免因仪器故障等问题影响观测质量。同时，加强与其他台站的技术交流，避免常识性错误。

结语

综上所述，地面气象观测数据异常处理与优化策略的实施对于提升气象观测数据质量具有重要意义。通过提升设备性能、强化数据校核和提升观测队伍综合素质等策略，可以进一步提升地面气象观测数据的质量与可靠性。在未来的工作中，气象部门应持续关注观测数据异常问题，不断优化处理策略，为气象预报和气候研究提供更加准确、及时的数据支持。

参考文献

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作者简介：尤宏宇（1986.12）男，满族，黑龙江省宾县人，本科学历，工程师，从事研究方向：数据处理及可视化。