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全国地面气象观测自动化试运行 ——惠及台站业务转型发展
2019-06-14 10:47:00 来源: 中国气象报
 
 中国气象报记者叶珊杉
  6月15日,地面气象观测自动化改革将在全国试运行。
  从20世纪90年代后期开始,我国追赶国际先进技术水平,地面气象自动观测业务得到快速发展,气温、气压和能见度等气象要素实现自动观测;初步建立了与现行观测能力相适应的业务流程,业务运行效率更高;推进观测、预报和气象服务岗位一体化发展,设立了县级综合气象业务岗。
  但与此同时,历史的潮流也在推动地面观测不断进步、优化。
  这次改革究竟有哪些新发展和新技术?未来,台站业务的工作生活将发生怎样的变化?
  
新发展——更多观测项目实现优化
  从6月15日起,全国地面气象观测项目将优化调整为39项,其中中国气象局统一布局的观测项目包括气温、气压、湿度、风向、风速、降水、能见度、地面温度、浅层地温、深层地温、大型蒸发、日照、辐射、总云量、云高、冻土、毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹、大风、露、霜、雾、轻雾、霾、浮尘、扬沙、沙尘暴、结冰、雷暴等32项,各省(自治区、直辖市)气象局根据当地气候特征和预报服务需求可自定雨凇、雾凇、电线积冰、积雪、雪深、最大冰雹的最大直径和平均重量等7项观测项目。
  此次优化的观测项目包含日常预报服务中所需的气象要素。经调研,发现地面状态、低云量、雪压、小型蒸发、辐射作用层状态、大气浑浊度等6项观测项目在人工观测时代处于长期未开展观测或观测效益不显著的状态,因此这6项没有纳入自动化试运行的范围。
  除此之外,此次地面气象观测自动化改革还将探索取消台站日常守班、人工定时观测、人工连续观测天气现象、重要天气报、地面观测记录簿记录、值班日记填写、人工数据质量控制等7项任务,对人力资源进行更为合理的优化配置。
  如此大刀阔斧的改革,是全面实现气象现代化、建成现代化气象强国的必然要求,是适应国际、国内科技发展趋势的必然选择。同时,改革的底气也是源于现代科学技术的发展为地面观测自动化提供了新的技术基础、思路和手段。
  
新技术——自动判识、图像识别蕴藏科技力量
  在此次改革中,通过配备自动观测设备及应用卫星遥感、多源数据自动综合判识、智能图像识别等多种技术手段逐步实现自动化观测。其中,有一项最具创新性,且在自动化观测中起到重要作用的便是多源数据自动综合判识。
  多源数据自动综合判识由湖南省气象局牵头,江苏省、安徽省、宁夏回族自治区气象局参与共同开发完成。它将全国2400余个国家级地面站的每一站依据其历史资料和相关资料建立一个模型。实现露、霜等地面凝结现象,轻雾、雾、霾、沙尘暴等视程障碍现象,结冰等其他现象,总云量、云高,雷暴等项目的自动化观测。
  那么多源数据自动综合判识是如何通过一个模型实现高质量观测的呢?
  以冻土观测为例。模型对全国有冻土观测任务台站的冻土记录与本站2004年至2015年的小时地面温度、浅层地温、深层地温、土壤含水量等数据进行分析,建立单站冻土深度关系方程。在往后的日常观测中,将台站实时采集的小时地面温度、浅层温度、深层温度、土壤含水量等数据带入本站的冻土深度关系方程,即可实时得出冻土深度观测数据。
  如此一来,地面气象观测的时效性、观测频次和空间密度都将得到大幅提升。在前期7个试点省(自治区、直辖市)进行试点时发现,多源数据自动综合判识比人工观测在数据时效方面缩短约5倍,在观测频次上提升约4倍,在部分观测项目空间密度上提升约2倍。
  这次试运行包含的新技术不止这一项,天气现象视频智能观测仪也是一颗光彩熠熠的明日之星。该观测仪可通过视频进行智能图像识别,目前已实现总云量、云状、结冰和积雪等气象要素的自动识别。其中,云量识别精度达88%,积雪识别精度达95%。预计该技术也将于不久后投入试点运行。
  
新气象——解放人力 业务工作更集约高效
  地面气象观测自动化在全国试运行后,将采取双轨运行的模式。即台站按现行观测方式进行观测并上传数据,按改革后观测方式获取的数据作为业务应用数据,现行观测方式获取的数据作为备份。
  试运行期间,全国将完成多次总结评估,最终于2020年1月1日实现地面观测自动化。
  全国实现地面气象观测自动化后,将有什么改变呢?
  据初步评估,实现自动化后,我国气象观测现代化水平将达到先进国家水平,为气象观测实现综合化、智能化、信息化、社会化提供坚实基础;与值守相关的基础设施维持和后勤保障等费用将显著下降。
  还有一点与台站业务人员息息相关——重心转向数据应用,更好地履行预报、服务等职能。
  未来,局站分离成为常态,艰苦台站的业务人员不再需要长时间孤单“守候”。所有的台站业务人员将实现转型发展,由原来以业务值守为主调整为以本站观测系统运行保障、数据处理分析和辖区内其他观测设施维护保障等工作为主。
  以前,观测数据人工质量控制任务由台站完成,业务人员需人工订正数据、上传数据,今后此项工作将由省级完成,解放了劳动力;以前,设备的运行状态监控需以人工、自动相结合的方式进行结果检查,费时费力,今后此项工作也将调整为省级监控,基于“天镜”系统,当某个台站发生故障时,系统将自动发送故障报警信息,当台站业务人员收到报警信息后,再前往台站进行维护。
  随着科学技术不断迭代更新,全国地面气象观测自动化运行后,仍将适时开展评估并持续改进方案,力争让每一个观测项目都找到最合适、高效、精准的观测方式,推动我国气象观测现代化水平更高!
 
 (来源:《中国气象报》2019年6月14日三版 责任编辑:颜昕)
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