区域自动气象站降雨量和温度数据准确性的判断及处理方法

摘要：文章对区域自动气象站数据中的日降雨量和温度，其准确性的判断及处理方法进行阐述。依据天擎数据库里三源融合的数据和原始观测数据进行分析判断，给定相应告警码并订正保存。

关键词：区域自动气象站；准确性判断；三源融合

引言

至2023年底德保县气象部门在全县已建设了30个区域自动气象站，通过区域自动站获取的气象资料，是地方开展防汛抗旱决策的重要依据，错误的数据会影响到政府的决策，造成严重的社会和经济损失。同时，准确的气象数据在提高气象灾害预报预测的准确性及增强农业气候区划分的精细化中发挥重大作用[1]。但因维护条件的限制、通信条件、仪器故障等因素的影响，会造成区域自动气象站出现观测数据缺测、错误的情况。卓健等[2]评估出在广西区内，水平距离自动站超过0.01°的位置，融合降水产品优于使用附近自动站观测数据，该产品适用于自动站数据未能及时上传时，作为降水的“真值”。虽有可以代替的数据，但对于正确与疑误的观测数据并没有产品进行判断分析，错误数据并没有工具进行订正并保存。本文将对区域自动气象站数据中的日降雨量，其准确性的判断及处理方法进行阐述，并将订正后的数据建立本地的专题数据库保存，对使用该方法以来取得的效果进行展示。

1. 区域站雨量温度异常数据的产生原因[3]

    区域站雨量温度数据的异常主要有以下原因产生：一是采集器主板设备故障，在没有雨量数据时可能会产生一些随机的错误数据；二是雨量温度传感器或传感器电缆损坏短路，或者人为倒水，就会产生虚假的雨量信号；三是最为常见的雨量筒被落叶等飞落物堵塞或者雨量传感器被蜘蛛网缠绕，致使雨量数据严重偏少。

2. 降雨量准确性判断及处理方法

区域自动气象站雨量数据准确性主要通过每个站点与临近3个站点的实况值进行对比，如果雨量变化超过了预定阈值，则系统会自动调整相应的质控码。基于三源融合数据源，监控程序自动后台运行监控计算缺测或异常站点数据进行提醒，订正的数据参考引用多源融合降水实况产品的数值，并保存到本地的PostgreSQL专题数据库。

2.1 日雨量准确性判断

日雨量准确性的判断分为两种情况：①当该站点的临近3个区域站点有降水，且该站点的三源融合降雨量有雨量数值，但该站点无降雨量数值，判断为不准确数据，输出告警质控码为“1”；②该站点日雨量≥0mm，以该站点为中心，查询距离最近的3个自动站点，该站点的雨量与其他3个站点的雨量对比均小于设定的阈值时，判断为不准确数据，输出告警质控码为“2”；③该站点日雨量≥0mm，以该站点为中心，查询距离最近的3个自动站点，其他3个站点无降雨时，判断为不准确数据，输出告警质控码为“3”。

2.2 日雨量判断准确性后的处理方法

完成日雨量准确性的判断后，对于告警质控码为“1”和“2”“3”的数据，引用天擎三源融合降水实况产品的日降水（20时-20时）值参考代替订正，订正处理的数据应用到周围正常站点时应与正常站点的实况值误差在10%以内。

3. 日平均气温准确性判断及处理

3.1 日平均气温准确性判断

当该站点日气温要素缺测时，判断为不准确数据，输出告警质控码为“1”；当该站点气温要素>45℃或<-10℃，或者连续2小时最大变化>8℃，判断为不准确数据，输出告警质控码为“2”。   

3.2 订正处理：对输出告警质控码为“1”和“2”的数据，参考临近3个站点的三角网插值计算平均气温（20时-20时平均值）代替订正。

对雨量或气温异常值的区域自动气象站，要辅以检验确认处理，即必须到异常站点现场进行排查确认雨量或气温是否故障。经过现场检测确认数据故障的，依据建立本地的PostgreSQL专题数据库，将订正后的数据更新保留到专题数据库中，所有数据查询先查找到专题数据库。

4. 日降雨量订正后的效果

在进行日降雨量准确性判断及处理后，德保县在2024年1月至6月期间订正22站次的日雨量。如东凌站1月1-31日雨量未进行订正时为35.8毫米，订正后为71.6毫米；扶平站1月1-31日雨量未进行订正时为48.5毫米，订正后为73.4毫米；6月3日大旺站仅0.8毫米，而周边站点均大雨到暴雨的降雨量，最近的龙光站为134.7毫米，现场检测后确认仪器故障，给予雨量订正为70.0毫米;6月15日敬德雅里站仅0.4毫米，而周边最近2站点均是暴雨到大暴雨的降雨量，最近的敬德站为68.4毫米，敬德和平站为107.0毫米，现场检测后确认仪器故障，给予雨量订正为55.0毫米，最大限度的恢复了该站点的实际降雨量值。对比后可以直观的看到，区域自动气象站的数据质量，对地方防灾减灾决策判断具有很大影响[4]。

5.结论

通过对比原始数据分析，提取天擎数据库里三源融合的雨量数据，构建Delaunay三角网，给定质控告警码进行雨量或温度值进行订正，并保存数据至本地的专题数据库。结果表明，通过订正的数据更准确，使得区域站的数据更加可靠，准确度更高，让区域自动站数据得到更广泛的应用，可以为各类气象服务信息的制作、服务地方党委政府的决策气象服务、乡镇精细化预报服务、防灾减灾、农业气候区划等提供更加准确的基础气象数据保障。

参考文献：

[1]刘月玲,王震.区域自动站在气象服务中的重要作用[J].新农业,2020,(05):77.

[2]卓健,任晓炜,黄珩,等.四种融合降水产品在广西适用性评估[J].河南科学,2024,42(05):705-713.

[3]莫遵元 区域气象站雨量数据异常的分析与处理[J].农业与技术,2018,(05):38.

[4]侯江生,崔德浩.贺州市区域自动气象站数据质量控制方法的研究[J].气象水文海洋仪器,2019,36(03):22-25.DOI:10.19441/j.cnki.issn1006-009x.2019.03.006.

[5] 赖亮,周晓香,徐全倩.江西省自动气象站与自动水位雨量站降雨信息比较研究[J].电脑采购, 2022(43):31-33.

[6] 周华娣,赖燕冰,谭丹凤,等.基于小时降雨和雷达资料研究新区体育中心降水精细化特征[J].气象水文海洋仪器, 2023, 40(1):94-97.

[7] 李雪静.自动气象站称重降水量误差原因及处理对策[J].农业科技与信息, 2016(27):2.

[8] 王可法,张卉慧,张伟,等.Parsivel激光雨滴谱仪观测降水中异常数据的判别及处理[J].气象科学, 2011, 31(6):5.DOI:10.3969/j.issn.1009-0827.2011.06.009.

作者简介：甄东林（1970.01）男，汉族，广西隆林人，本科学历，高级工程师，从事预报服务工作.