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地面观测报文及传输方式调整实施方案
1 概述
地面观测报文及传输调整实验项目针对国家地面观测测站报文传输监控业务开展，重新规划国家地面测站数据传输流程，规范报文格式，设计开发站级测报和传输软件。
通过项目的实施能够满足地面气象观测数据收集、分发以及传输监控的业务需求，能自动、高效、可靠、稳定的运行。
地面观测报文及传输调整实验项目要求实现以下目标： （1） 规范报文格式
（2） 统一测站数据处理规范
（3） 加强报文格式检查，支持站级质量检查
2 现状
目前，我国地面气象观测资料的传输以字符代码传输为主，其中常规报和航空天气报为WMO编码方式的电报码传输（以下简称为电报码），自动站报文为国内自定义格式的原始文件报文方式传输（以下简称为原始报文文件），这2种格式的地面气象观测资料全部在国内气象通信系统中交换，为各级业务和科研应用系统提供服务。同时这2种格式的地面资料部分为同城用户提供服务，参与国际交换的仅有电报码地面观测资料，其中的原始地面观测资料不参加国际交换。
2.1 交换流程
地面气象观测资料在全球的交换流程见图1.1所示。
地面观测资料全球交换流程国家级观测台站区域自动站省级中心国家级中心自动站观测数据人工观测数据区域自动站观测数据存储系统应用系统国际通信系统SWAN系统存储系统NWP系统MICAPS系统自动气象站采集质控软件（SAWSS）省级国内通信系统原始文件报文电报码报文中心站应用系统国家级国内通信系统同城服务系统其他应用系统 图1.1地面气象观测资料全球交换流程
国家地面观测站通过自动站采集软件，正点获取自动观测数据并插入部分人工观测数据如能见度、云、降水量等，生成自动站观测原始报文和定点电报码报文文件，通过各省专线传输到省级中心站。区域自动观测数据则直接从测站传输到省级中心站。
省级中心站软件将收集的原始文件报文进行解码入库，为省级值班员提供实时监视和数据服务，并对本省自动站报文进行打包（部分省该功能在国内通信系统中实现），发送给省级国内通信系统，由通信系统通过局域网传输到存储系统进行数据服务，或者直接发送给MICAPS等其他应用系统，同时通过地面宽带传输到国家级国内通信系统；电报码报文则不通过中心站，由测站直接传输到国内通信系统，经国内通信系统进行格式检查和打包合并后，通过本地局域网分发给存储系统或者其他应用系统，通过地面宽带网传输到国家级国内通信系统。
国家级国内通信系统将收集的电报码报文分发到国际通信系统进行国际交换，同时接收国际通信系统收集的国外地面资料；将收集的电报码报文和原始文件报文分发给存储系统、同城服务系统、MICAPS系统以及其他应用系统，为用户提供地面观测资料服务。
2.2 数据格式和传输文件名
在国内交换的电报码地面气象观测资料中，包括的气象报告有：天气报、天气加密报、热带气旋加密报、雨量报、重要天气报、气象旬（月）报、气候月报、土壤墒情报和航空天气报告，其中航空天气报告主要由军队和民航使用，部分需参加国际交换，其他报文均为气象部门内部使用。天气报、天气加密报、热
带气旋加密报、雨量报、重要天气报、气象旬（月）报、气候月报、土壤墒情报均已实现文件上传，即由观测站形成报文文件后，上传至省级通信系统,再由省级通信系统上传至国家级国内通信系统，航空天气报告的报文传输方式大多数仍使用电报的方式通过电信部门转至数据应用部门。上述各种气象报告的编码格式见表1.1。
表1.1 电报码地面气象观测资料格式简表
报告类型 天气报 天气加密报 雨量报 热带气旋加密报 重要天气报 气象旬（月）报 土壤墒情报 气候月报 航空天气报 AB CS SA HD-03 FM71-X CLIMAT GD21-Ⅱ WT WS GD11-Ⅱ SX GD—05 SM、SI 报类 编码格式 GD—01Ⅲ 在国内交换的原始文件报文地面气象观测资料中，包括的气象报文文件有：地面气象要素数据文件、自动雨量站观测数据文件、自动土壤水分观测资料文件、气象辐射数据文件、日数据文件、日照数据文件、状态信息文件。其传输文件名见表1.2。
表1.2 原始文件报文地面气象观测资料传输文件名
文件 文件名 单站 Z_SURF_I_IIiii[-REG]_YYYYMMDDHHmmSS_O_AWS_FTM[-CCx].txt Z_SURF_I_IIiii_YYYYMMDDHHmmSS_O_AWS-PRF_FTM[-CCx].txt 省级打包 Z_SURF_C_CCCC[-REG]_YYYYMMDDHHmmSS_O_AWS_FTM[-CCx].txt Z_SURF_C_CCCC_YYYYMMDDHHmmSS_O_AWS-PRF_FTM[-CCx].txt 地面气象要素数据文件 自动雨量站观测数据文件 自动土壤水分观测资料文件 气象辐射数据文件 Z_SURF_I_IIiii_YYYYMMDDHHmmSS_O_ASM_FTM[-CCx].txt Z_SURF_C_CCCC_YYYYMMDDHHmmSS_O_ASM_FTM[-CCx].txt Z_RADI_C_CCCC_YYYYMMDDHHmmSS_O_ARS_FTM[-CCx].txt Z_SURF_C_CCCC_YYYYMMDZ_RADI_I_IIiii_YYYYMMDDHHmmSS_O_ARS_FTM[-CCx].txt Z_SURF_I_IIiii_YYYYMMDD日数据文件 HHmmSS_O_AWS_DAY[-CCx].txt DHHmmSS_O_AWS_DAY[-CCx].txt Z_SURF_I_IIiii_yyyyMMddhhmmss_O_AWS-SS_DAY[-CCx].txt Z_SURF_I_IIiii[-REG]_YYYYMMDDHHmmSS_R_AWS_FTM[-CCx].txt Z_SURF_C_CCCC_yyyyMMddhhmmss_O_AWS-SS_DAY[-CCx].txt 无 日照数据文件 状态信息文件
2.3 不同编码格式传输内容的对比
通过电报码报文和原始文件报文观测要素的对比可以看出，原始文件报文包括的观测要素比电报码报文多，除了气象旬（月）报中的农情和灾情没有包含，天气现象要素不足外，原始文件报文基本包含了电报码报文的所有观测要素，详见表1.3所示。
表1.3 电报码文件观测要素与自动站观测要素比较表
自动站地面气象要素文件类型 主要观测要素 数据文件是否包含该文件全部要素 天气报 风、温、压、湿、露点、能见度、云、降水、降雪、冰雹、电线结冰、天气现象 天气加密报 风、温、压、湿、露点、能见度、√ √ 云、降水、天气现象 雨量报 热带气旋加密报 降水 风、温、压、湿、能见度、云、降水 风、温、压、湿、露点、能见度、云、降水、天气现象 基本气象段、农业气象段、灾情气象旬（月）报 段、地温段、产量段、地方补充段 灌溉状况、土壤湿度测定方法、土壤墒情报 干土层厚度、10cm至50cm每隔10cm深处土壤湿度占田间持水量百分率等 气候月报 航空天气报
√ √ 重要天气报 √ - - 温、压、降水、雷暴、冰雹 天气现象、跑到视程、气温、气压、风向、风速、趋势预报 - - 3 业务流程调整
对地面观测报文及传输方式的调整必将对现有台站、省级、国家级的信息系统带来影响。各级气象信息部门以国内气象通信系统为纽带，进行数据的上传下达；数据存储与服务系统提供一体化的数据存储管理和统一的数据服务；建立要素质量控制系统，为用户提供高质量的气象数据；监控系统提供信息业务和观测系统的监视。为满足业务调整过渡期间的数据服务需求，提供格式转换功能模块，实现多种编码之间的数据相互转换功能。调整后的地面观测业务信息系统如图2.1所示。