降水现象仪平行观测数据处理方法

郭 航 葛友荣 岳向东

（1.青海省海西州茫崖气象局，青海 海西 816499；2.青海省玉树州杂多县气象局，青海 玉树 815300）

新型自动气象站业务软件是台站地面综合观测业务软件 （integrated Surface Observation System 简称iSOS），它通过数据交换实现对观测设备的实时数据采集、业务处理、报表制作，能通过多种通信方式将数据按照一定的格式实时发送到省级以及国家级的信息管理中心。降水类天气现象观测主要通过降水现象仪实现自动观测。降水现象仪利用光学原理观测设备测量雨滴谱开展降水现象观测和雨滴图谱观测的自动观测业务，降水现象仪应注意选择在最具有本地区天气代表性的区域进行安装。为了保证数据的客观真实，仪器必须安装在相对空旷及远离热源地带，避免有遮挡物及反射表面的影响。

1 降水现象仪的结构特征

降水天气现象仪主要是由四部分组成的，这四部分分别是传感器、数据采集单元、供电控制单元以及附件。而这其中的传感器又是由四个主要部件构成分别是激光发射、接收装置、控制处理装置和温控装置。仪器的正常运行能源主要是靠12 V的直流供电。仪器还需要配备蓄电池设备，蓄电池的供电则是需要通过供电控制单元转换交流电源或太阳能、风能等辅助性能源来提供。

2 降水现象仪的工作原理

降水天气现象仪是一种通过对激光技术加以运用构成的光学测量系统。仪器依据雨滴普测的测量原理，即不同的降水现象中由于降水粒子的物理特性的不同从而反应在粒子直径及下落过程中的末速度都有其不同的对应关系来观测降水类型，由于不同的降水现象中降水粒子会对仪器的激光信号产生不同的衰减现象可以得出降水粒子观测图谱，从而得出降水类型。

通过仪器自动观测可以得到5种天气类型，这5种类型分别是毛毛雨、雨、雪、雨夹雪和冰雹。仪器对于降水强度在大于0.1 mm/h时可以保证其识别准确率不小于90%。

3 降水现象平行观测软件常用工作界面

3.1 降水参数

根据各台站各自信息对台站号、经纬度、海拔高度等参数进行设置。“降水月观测数据上传路径”是生成“降水现象观测数据整编文件”“降水现象自动观测分钟数据zip格式压缩上传文件”，并由iSOS软件负责上传，上传路径为“…：iSOSinAwsnetweather”。 “降水类天气现象数据路径”是存放“降水天气现象分钟数据文件”的目录，即iSOS软件完成数据采集生成的订正降水天气现象分钟数据文件，路径为“ …：iSOSdataset省份台站号AWSweather订正valueMinute”。“定时观测编报Z文件路径”是存放正点观测编报形成的Z文件目录，人工降水现象来源于此，路径为“…：iSOSinAwsnetYYYY mm”。仅平行观测第一年进行使用，平行观测一年后将降水类现象由“人工”改为“自动”时该路径会自动消失。

3.2 降水现象观测数据

在该页面中可查看全月每天的自动观测降水现象和人工观测降水现象。降水现象平行观测期间，软件须打开并正常运行，每日00：03可依据前一日降水现象的观测数据自动形成日整编文件。根据降水现象平行观测业务技术规定的要求，该文件不上传，仅方便台站业务人员查看。将“当前日期”修改为需要导入数据的日期，然后点击“导入数据”按钮，可导入并显示该日人工与自动降水现象对比数据。平行观测第一年，人工观测降水数据来源于参数设置的“定时观测编报Z文件路径”下的20：00Z文件中的降水天气现象；平行观测一年后，人工观测的降水现象由台站业务人员在定时观测后人工录入。

3.3 降水现象月观测数据

“降水现象平行观测软件”正常运行时，通过“降水现象月观测数据”标签页可查看每月的自动观测降水现象和人工观测降水现象。并自动形成下列上传数据文件上传，数据文件由iSOS软件实时上传，上传后该文件将自动删除，同时进行备份，备份路径与定时观测编报形成的Z文件路径相同。

4 观测与编报

4.1 人工观测

平行观测第一年期间，白天 （8：00～20：00） 降水现象保持人工连续观测，夜间 （20：00～8：00） 降水现象应尽量判断记录，只记符号，不记起止时间。观测的天气现象都必须进行记录，记录的天气现象根据时间的不同需要分别登记在白天栏和夜间栏。对所有的天气现象记录完成之后，需要点击系统中的“编码”选项来完成对于天气现象的编码。在编码过程中观测员还要注意系统编码编出的WWW1W2是不是正确，因为编码过程中可能任何一个编码都有可能出现错误的可能。在夜间没有观测人员的情况下，在8：00出现最频繁的是WW错误，在其他时间出现频率较高的是W1W2错误。观测的人员需要依据《地面天气报告电码》来辨别设备在自动编码过程中编码是否正确，如果电码出现错误还必须要观测人员进行更正。

4.2 自动观测

降水天气现象仪在对天气现象中降水类型的天气观测中实现了自动化工作。设备可以自动判断出现的降水类型和降水的起止时间，但要注意设备观测并不是百分百正确，在自动观测的过程中难免会出现错、漏等，这就要求观测人员需要结合天气实况来进行人工判定，观测人员在定时观测降水类型时还要通过iSOS软件进行人工质控。每日20：00定时观测后，检查当日降水现象自动观测相关分钟数据文件是否齐全，做好备份。备份路径为：“…：iSOSdataset省份台站号AWSweather订正valueMinute”。

4.3 异常记录的处理方法

降水平行观测第一年，定时观测编报形成Z文件的降水现象以人工观测降水现象为准，“降水类现象”以人工观测记录为准，自动观测仅记录和参考，降水类现象数据异常不做处理。降水平行观测一年后，定时观测编报形成Z文件的降水现象为经过人工质控后的自动观测降水现象，人工观测降水现象须手动录入，“降水类现象”以经过质控后的自动观测记录为准，并在气簿-1备注栏和MDOS中备注异常数据的处理情况。

5 结语

（1） 降水类天气现象观测主要通过降水现象仪实现自动观测。降水现象仪利用光学原理观测设备测量雨滴谱，开展降水现象观测和雨滴图谱观测的自动观测业务。

（2） “定时观测编报Z文件路径”，平行观测一年后将降水类现象由“人工”改为“自动”时该路径会自动消失。

（3） 由于夜间不守班，8：00发报时，需注意天气码WWW1W2的编写是否正确。

（4） 每日20：00定时观测后，检查当日降水现象自动观测相关分钟数据文件是否齐全，做好备份。

（5） 若数据存在错误或疑问时，则须对数据进行人工质控。