论文导读：主要作用是增强观测人员的工作责任心。风切变、雷暴、降水、低能见度、积冰等气象现象都直接威胁着飞行安全。制定出了较为详细的质量评定规则《观测发报误差容忍度标准》（以下简称标准）。

　　关键词：气象，观测，MOR（气象光学能见度）VIS（主导能见度），k值，质量评定

　　引言

　　民航飞行只有掌握大气的规律和特点，选择有利的天气，避开不利的天气，飞行安全才能得到保证。飞行发生的事故，其原因大多是在天气复杂的情况下，违反大气运动的规律发生的，风切变、雷暴、降水、低能见度、积冰等气象现象都直接威胁着飞行安全。

　　民航气象观测员是从事民航气象观测工作的人员，他们必须掌握航空气象观测工作程序，能准确观测，正确记录各类航空气象要素，按固定格式，规定时间制作例行、特殊天气报告[1]。否则飞行员就无法及时、准确地为获取需要的气象信息，威胁航空安全。

　　1.质量评定办法探索

　　目前的民航地面气象观测的工作质量评定主要是依据《民航地面气象观测手册》[2]采用简单的错情率统计法，就是机械地将观测员的工作划分为常规项120项和特殊项90项，按错项扣分来统计工作质量，这种方法的最大弊端就是不能判定最为关键的观测发布气象报告的及时性和准确性，而飞行员最为关心的就是气象报告的及时性和准确性。

　　所谓及时性，主要看发布的气象报告中要素值的变化趋势是否与客观要素值变化趋势是否大致一致，如果出现明显的反向或多时次发布值不随客观值变化，即可定性为及时性不够；所谓准确性，即发布要素值的变化幅度与客观要素值的变化幅度差是否在合理的范围内。为了能更好的为飞行服务，有必要找出一种较为客观地方式方法来评定气象报告发布的及时性和准确性。主要作用是增强观测人员的工作责任心，提高观测发布气象报告质量。

　　经过近长期的摸索和总结，青岛空管站气象台参考《民航地面气象观测特殊天气报告的发布标准》和机场飞行天气标准，制定出了较为详细的质量评定规则《观测发报误差容忍度标准》（以下简称标准）。主要分为定性判断和定量判断，定性判断要求趋势变化误差不能超过2个时次，定量判断要求通过低于天气标准的报文发布及时性不能超过30分钟，发布值与客观值的误差幅度不能超过50%。

　　制定《标准》后，就是软件系统的设计和实现了。

　　2.系统结构设计

　　本系统主要由三部分组成：资料入库部分，计算部分，评定统计部分。目前主要以飞行员最为关注的能见度为研究对象进行观测工作质量的判定。系统流程如下图。

　　k值

　　图１　系统结构示意图

　　3.系统开发环境和网站配置

　　系统是基于IIS6.0的Web的访问系统。开发环境为 MicrosoftVisual Studio .NET2005[3]，后台数据库为Microsoft SQL Server 2000[4]。

　　网站架设在上，通过建立虚拟目录”gcpf\”，其实际目录中包含有k.aspx（图表分析）、query.aspx（具体分析）、k1.aspx（总体k值）三个主要页面。

　　4.数据库设计

　　SQL Server2000 数据库中一共有awos 和awos_bk两个相关数据库，其中awos库中有awos309、metar表和P_export存储过程，awos309表是实时要素数据的备份，而metar表是观测发布的报文，包括整点、半点和特选报文，P_export存储过程是每天定时将awos309表中不断增加的数据备份入Awos_bk库中，并“truncate table awos309”（截断表）。

　　5.数据管理

　　由于AWOS资料的更新间隔为10秒钟，因此，每10秒钟数据库中将增加一条记录， 这样数据库增长的速度是惊人的，这样的后果就是Web访问时的等待时间将超过访问者的耐心，因此，将数据库主操作表中的历史数据截除保存显得重要起来，为此，我先写了存储过程P_export完成该工作，然后利用MicrosoftSQL Server 2000的作业管理建立定时启动P_export的作业。其作用是定时转移历史资料到备份库，其中awos，awos_bk为数据库名，awos309为表名。这样，awos_bk数据中每天都将增加一个以日期为名的备份表，随着时间的增长，表会越来越多，因此，建立了另一个存储过程P_merge_month，负责将每月的资料合并归档，并以年月为名，然后每季度将数据刻盘迁出。这样既保证了Web访问速度，也备份了历史数据供观测质量评定使用。发表论文，k值。

　　6.系统应用

　　系统先以各要素的实时资料为基础，找出变化急剧点，然后根据《标准》得出发报时间和发报值，如风向风速，云高，天气现象等。评定过程分定性和定量两步。定性，首先根据全天各要素的走势图，比较观测员发布要素值变化曲线和客观要素变化曲线是否相一致。如果不一致，则观测人员发报没有反应出要素变化的趋势，或者没有及时作出反应。定量：进入具体分析页面，读入指定日期的要素变化表，同时可见到阈值附近变化处以各种颜色标出（图2）。发表论文，k值。进入统计页面后，即可看到如图4的界面，即为指定日期内，客观曲线的发报时间和发报参考值。

　　k值

　　图2 阈值附近颜色告警

　　观测质量评定的重点和难点是能见度的评定，经气象台相关工程师论证后，采用MOR的变化趋势来反应VIS的变化趋势，这样根据MOR与以往同时刻VIS值的比值进行反演实时VIS的变化情况，然后来确定发报时间和发报值。

　　6.1 K值计算

　　所谓K值其实就是VIS值/MOR值，是一个比值。为了求得排除自动观测设备随时间，天气现象和观测者等不同因素的波动，对于k来说，既有相对瞬时值，也有当日平均值和长期平均值，这些都可以作为k值，而对于不同的MOR值范围，其随能见度的变化并不是线性关系，这一点从长期（2004.1-2008.12）的统计值可以得出，以下是统计值的情况：

　　v（M）\kk1（v/m1）k2（v/m2）k3（v/m3）

　　0100-10001.8741.5941.37

　　1000-15002.0221.5781.432

　　1500-25001.6271.4021.279

　　表1 K值统计表

　　其中，m1是南头MOR，m2是中间MOR，m3是北头的MOR值，从表中不难看出，在不同的能见度范围k值是不同的，而且不同的设备之间，差异还是很明显的。如果再加上季节和人为因素的差异，那k值的意义就不是很大了，因此，反演能见度VIS时，应该以就近k值为主要依据来反演估计能见度的变化趋势。

　　为了找出同一天中在3000米以下能见度的各范围的k值，需要编写相应的存储过程p_qry3，并在k.aspx页面中调用此存储过程，计算出指定日期全天的各时次k值，页面中有三组K值，分别为k1，k2，k3代表三个方向的k值，主导能见度v、南头MOR值m1、中间MOR值m2和北头MOR值m3的24小时走势图；如表1。

　　6.2 定性评定

　　然后进入图表分析定性页面k.aspx，在此页面中可以大致的观察MOR的走势和VIS的走势是否一致，如果出现明显不一致，再结合RVR的走势和具体数值的数据表进行综合分析，最终判定观测报文发布是否及时和准确。

　　在具体分析页面中，可以显示全天所有时刻的MOR反演成估算的客观能见度值，依照《标准》确定通过各阈值的时刻及通过时的极值和持续时间，如图4。这样，所有要素的急剧变化都能反应出来了。发表论文，k值。是否真的需要发报，则可以同时参考三组设备值的变化和RVR（跑道视程）值的变化来进行综合定性判断。发表论文，k值。下图是一次连续三份报告的主导能见度均报告为3000m，而客观要素却是连续3小时持续上升，显然观测人员的责任心不够没有注意外界能见度的变化趋势。发表论文，k值。这在以前是无法取证的。发表论文，k值。

　　k值

　　图3 气象报告疑似错误实例

　　6.3 定量评定

　　具体分析时，要对全天的各个时刻的要素变化情况进行统计，得到图2的效果，出现发报时刻，即可结合三个方向的值以及经过阈值的幅度进行综合分析来判定发报的时间和发报值。目前的过滤条件为：通过阈值的幅度在30％以上且持续时间在6分钟以上。不符合此条件的点不显示。这样既保证所有应发报的时刻都出现，不致于需要发报的时刻太多，红色表示需要发报时刻，同时还给出了参考发报值。

　　图4 通过标准告警提示

　　7.结语

　　通过上述的质量分析，从定性和定量的两个角度去评定观测质量，基本上可以反应真实的观测工作质量。将观测结果和观测员姓名和观测时间在结果统计页面中输入，即可写入数据库保存，供月季年报表使用和查询统计，此过程和大多数软件一样只是简单的求平均统计 ，就不再赘述。

　　以上是以能见度为代表进行的介绍，其他要素相对来讲，就比较容易一些。值得一提的是云量的多少判断需要集体讨论，目前，青岛空管站气象台暂时以南北头两组云高仪探测到云的持续时间来综合定性判断云量。

　　本文对观测工作质量的评定思路进行有益的探索尝试，具有很强的针对性，完全从飞行需要的角度出发，来评定观测工作质量，这在国内算是首次。该系统的使用，客观上增加了观测人员的工作责任心，系统使用后，青岛观测工作质量在华东空管局也是稳步提高并已名列前茅。同时，系统还可以对观测工作提供帮助，通过设定预警指标，可以声音提醒观测员及时发布特殊天气报告，防止错忘漏的发生，为飞行提供更为及时准确的气象信息服务。

　　参考文献

　　[1].中国民用航空总局令第171号：《民用航空气象人员执照管理规则》2006版

　　[2].中国民用航空总局空中交通管理局《民航地面气象观测手册》1999版《附录7观测质量评定办法》

　　[3].《VisualBasic.Net从入门到精通》电子工业出版社2002年

　　[4].《SQLServer2000基础教程》清华大学出版社2001.9