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浅析《地面气象观测业务技术规定》(2016 版)和霾的观测与订正探讨

作者:2016-11-29 14:42文章来源:未知
  1 引言
  随着近年来公众对雾霾天气的关注度提高,霾的观测格外受到关注。中国气象局综合观测司也在不断完善调整霾的观测技术规定,使之尽可能合理和便于操作。2016 年2 月,中国气象局综合观测司下发了《地面气象观测业务技术规定》(2016 版)(以下简称《规定》),对近年来印发的业务技术文件和业务补充规定进行全面系统的梳理和归纳整编,对现行业务技术规定中有争议的内容进行了明确,《规定》是当前一线地面气象业务工作的最新执行文件。《规定》进一步明确了霾的观测记录规定,并首次提出了对日数据中霾天气现象进行订正的要求。
  由于《规定》执行时间较短,且霾的订正是一个全新概念,执行中存在着理解误区或对订正结果不敢确认的情况,造成日数据中多记或漏记霾。而且,自2015 年7 月地面气象资料业务系统(MDOS)平台正式运行以来,疑误记录要经过查询台站、台站反馈、省级确认才能正式入库,台站数据有误时,修改过程较为繁琐,因此,正确观测记录霾并对日数据进行符合要求的订正就显得尤为重要。本文结合业务实践,对《规定》进行深入解读,分析霾观测与订正中常见的理解误区,并对《规定》中有待商榷之处进行一些粗浅的讨论,希望对基层业务人员更好地掌握霾的观测与订正和促使霾观测与订正规定更加完善提供有益的参考。
  2 霾的观测与订正解读
  《规定》中关于霾的内容,主要是包括两个方面,一是霾的观测方法,二是日数据中霾的订正方法。霾的观测方法决定了逐分钟天气现象判别结果,以及逐时正点现在天气编码是否正确。霾的订正方法决定了日数据是否保留霾,即霾是否作为一个霾日最终进入原始存档的A 文件。
  2.1 霾的观测《规定》中关于霾的观测内容:
  (1)能见度自动观测且正式业务运行的台站,视程障碍现象由软件自动判识,取消该类天气现象人工观测。沙尘暴、雾、浮尘、霾现象自动能见度小于0.75km 时,每天每一种现象记录一个最小能见度。
  (2) 视程障碍现象自动判识的台站,扬沙、浮尘、轻雾、霾的能见度判识阈值为7.5km,沙尘暴、雾的能见度判识阈值为0.75km;能见度人工观测的台站,其判识阈值分别为10.0km和1.0km。
  (3)观测人员要参考上游天气状况、卫星云图及本地大气成分监测数据,结合本站地面气象观测数据对视程障碍现象进行综合判识。定时观测时次须对视程障碍现象自动判识结果、天气现象编码和连续天气现象进行人工确认。解读:上述规定的核心内容是霾观测的能见度阈值,自动观测判别霾的能见度阈值是7.5km,当能见度小于0.75km 时,霾要加记最小能见度。业务工作中,只要在测报业务软件中将相应阈值设置正确,霾每分钟自动判别结果和正点现在天气现象编码就基本不会出错。当然,还需综合相关信息对判别结果进行人工确认。
  2.2 霾的订正
  日数据文件中霾的订正,《规定》使用了较大篇幅进行说明:
  ① 霾现象自动观测的台站
  a)日内正点时次的现在天气现象(wwW1W2 中的ww)为霾且持续6 个(含)以上时次,则当日日数据文件连续天气现象段记霾。
  b)日内正点时次的现在天气现象(wwW1W2 中的ww)为霾且持续记录不足6 个时次,但20 时日界前后达6 个(含)以上时次,若日界前或日界后持续霾现象记录达4 个(含)以上时次,则在相应日记霾;若日界前和日界后持续霾记录均为3 个时次,只在日界前记霾。c)08 时白天与夜间时段霾的记录原则,参照20 时跨日界情况处理。
  d)若某时次现在天气现象缺测,则该时次按无霾现象记录处理。
  ② 对霾现象以人工判识为准的台站,日数据文件连续天气现象段记霾方法不变。
  ③ 由业务软件自动实现日数据文件连续天气现象段霾的记录,当正点数据文件的现在天气现象缺测或数据异常时,日数据连续天气现象段霾的记录以人工处理为准。
  ④ A 文件中霾记录以日数据记录为准。
  解读:
  1 霾订正的目的
  霾的订正是《规定》首次提出的全新概念,目的在于剔除气候资料中不具代表性的霾日。在这之前,某日只要出现过霾,若无特殊情况,日数据中就会保留霾。而精确到逐分钟的天气现象自动判别使霾的出现频率很高,有时短短的十几分钟或几分钟霾,都会在A 文件中保留一个霾日,这样的霾日显然不具有良好的代表性。《规定》提出,日数据保留霾的必要条件是霾“持续6 个(含)以上时次”,这就意味着持续时间较短的霾不会再进入存档的气候资料,提高了霾日资料的代表性。
  2 霾的订正解读
  日数据中保留霾的必要条件:霾“持续6 个(含)以上时次”;霾持续与否的判断依据:“正点时次的现在天气现象(wwW1W2 中的ww)”。MDOS 平台可方便地查询逐时“现在天气现象”的编码ww;跨日界霾的订正:按照日界前后持续的时次,可分三种情况,a:“3 次+3 次”,则日界前记霾;b:“4 次+2(或3 )次”,则够4 次的日期记霾;c:“≥4 次+≥4 次”,则日界前后均记霾。
  3 理解误区简析
  3.1 查询和判别理解误区
  现用测报业务软件已实现了对日数据中霾现象的订正功能,会在每天00 时后自动订正日数据并上传。观测员需要做的是次日对日数据订正结果人工确认。订正结果有误时,重新修改上传。但有的台站对查询流程、查询项目概念不清,误改订正结果,造成霾日订正错误。例如,审核发现某站4 月14 日白天段不应记录霾,但台站坚称霾持续达6 个小时以上。从MDOS 平台查看4 月14 日08 时-20 时人工观测连续天气现象和现在天气现象,发现仅14、15 时两个时次现在天气现象编码为05,显然不符合日数据中记录霾的规定。经与台站反复沟通,发现台站是依据“人工观测连续天气现象”有7 个时次的05 而保留了霾现象,这显然是错误于将观测连续天气现象中05 认为是判别依据了。
  3.2 霾“持续”的理解误区
  霾的持续与否以“天气现象(wwW1W2 中的ww)”为判断标准,即现天气现象编码连续6小时或以上编报05,日数据文件连续天气现象段记霾,否则就会订正删除霾。一些观测人员囿于原有观念,对“持续”的理解存在偏差,误认为持续6 小时,就是霾现象要持续占满6 个小时的每一分钟,而且还很负责地通过“天气现象综合判断每日逐分钟数据表”查看每分钟的现在天气现象,如果霾未持续占满每一分钟,即使现在天气现象电码持续6 个小时编报为05,仍然不认可霾的订正结果,这种理解显然是错误的。
  在此再次说明,持续与否的依据实质就是MDOS 平台的“现天气现象编码”项,没有必要额外查询每分钟的天气现象判别结果,除非天气现象自动判别结果存在错误。
  4 霾的观测与订正商榷
  以“持续6 个(含)以上时次”且以“现在天气现象(wwW1W2 中的ww)”为订正标准,虽然有效地剔除了不具代表性的霾日,但也可能损失一些有代表性的霾日。因为,当某一时次“现在天气现象编码”不是05 时,就破坏了霾“持续”的要求,日数据中的霾就会被订正删除。例如,某站8-20 时期间10-14 时、16-20 共有10 个时次现在天气现象编码编报了霾的电码05,15 时因能见度短暂好转,判别为无视程障碍现象。按照《规定》订正要求,15 时前后两段霾均不符合“持续6 个(含)以上时次”,该日霾经订正后被删除。又如,某站5 月9 日8-20 时天气现象中,9-11、13-17、19-20 时共有10 个时次现在天气现象编码编报了霾的电码05,12 时能见度略有好转,判断为无视程障碍现象,18 时相对湿度刚达到该站湿度阈值70%,判断为轻雾,白天段虽有10 个时次为霾,但因有两个时次的中断,三段霾均不符合“持续6 个(含)以上时次”,该日霾经订正后被删除。另外还有一种情况,持续与否是以现在天气现象编码为依据的,但天气电码有个优先编大码的原则,如果观测前一小时内出现过雨、雾、阵雨,即使现在天气确实为霾,现在天气现象编码仍然会舍05 而编21、25、28(观测前一小时有小雨、大雾、阵雨)。这客观上也会造成霾不“持续”。例如某站5 月20 日09-13 时和15-19 时现在天气现象均编报05,由于1305-1318 出现零星阵雨,14 时现在天气现象编报25,造成14 时前后两段霾均不符合“持续6 个(含)以上时次”,该日霾经订正后被删除。
  从以上实例可以看出,在基本稳定的霾天气过程中,因湿度的轻微升高,正点天气现象会被判别为轻雾;能见度略超阈值,会被判别为没有视程障碍现象;观测前一小时内出现过雨、雾、阵雨,现在天气编码就不会编报较小的05 码,这些都会造成霾“持续”不够6 个小时而被订正删除。事实上,以上几个实例中,白天段12 个小时中都有10 个小时的霾,仅由于一两个时次的间断,日数据中的霾被订正删除,这样做虽然合规,却不合情理,霾日损失得非常可惜。很显然,有间断的10 个时次的霾,并不比“持续”6 个时次霾的代表性差,日数据中很有必要保留霾现象。
  基于上述讨论,严格执行“持续6 个(含)以上时次”且以“现在天气现象(wwW1W2中的ww)”为依据的订正规定,肯定会损失一些有代表性的霾日。那么,是否可以考虑改变订正标准呢?天气现象自动判别文件中霾有详细的起止时间,以一日内霾实际出现的时长为依据进行订正更为科学,这在技术上应该能够实现,对提高霾日资料的代表性也是有益的。另外,霾一直是不记录起止时间的。近年来霾的影响日趋严重,对霾的研究倍受重视,但基本气象数据中只有霾日一个指标可供参考, 霾何时开始,持续了多久,无据可查。测报业务软件虽然采集到霾的详细起止时间和对应湿度、能见度数据,但一直未被有效利用。那么,要求霾记录起止时间是否可以考虑呢?或者参照大雾和轻雾的标准,对霾进行分级,能见度在0.75 km 上为轻度霾或中度霾,不记起止时间,能见度低于0.75km 为重度霾,详细记录起止时间。这一想法是否可行和必要,还有待专业人士进一步论证。
  5 小结
  霾现象以人工判识为准的台站,霾的观测记录方法未发生变化,因此,本文所述内容均针对霾现象自动观测的台站。在业务实践中,透彻理解《地面气象观测业务技术规定》(2016版)中霾的观测与订正规定,严格按规定观测与记录,是提高霾资料代表性的基本的要求。《规定》中霾的观测与订正方法一定经过了周密的论证和研讨,但任何规定都难免有可商榷之处,发现问题并进行一些积极有益的探讨,以促使技术规定和业务软件更加完善,最终使霾的观测资料更具代表性。但是,在没有更新的技术规定出台之前,严格按照《规定》进行霾的观测和订正,仍然是唯一正确的做法。
 

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