吳興洋 周成霞 蘭方信 卜英竹 潘徐燕 許平

（貴州省氣象信息中心，貴州 550002）

0 引言

在自動(dòng)氣象站投入氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)以前，氣象觀測(cè)站用配有自記記錄紙的翻斗雨量計(jì)和虹吸雨量計(jì)來觀測(cè)連續(xù)的液態(tài)降水天氣過程，其降水自記跡線記錄了液態(tài)降水隨時(shí)間變化的變率（也稱強(qiáng)度）和雨量，對(duì)降水跡線進(jìn)行數(shù)字化提取，能獲得降雨過程的分鐘、小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，據(jù)此建立一個(gè)氣象觀測(cè)站的分鐘、小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)文件[1]。

降水自記跡線及雨量數(shù)字化提取工作，國外相關(guān)工作少有報(bào)道。20世紀(jì)80年代，國家氣象中心就在降水自記跡線數(shù)據(jù)提取技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面進(jìn)行了探索[2]，用數(shù)字化儀進(jìn)行試驗(yàn)研究，由于誤差難以控制和工作量太大，未能在全國開展該項(xiàng)工作[3]。20世紀(jì)90年代初，用黑白滾筒掃描儀進(jìn)行掃描和程序識(shí)別跟蹤曲線的方式，進(jìn)行降水自記紙的數(shù)字化工作，由于系統(tǒng)自動(dòng)化識(shí)別降水自記曲線性能差，曲線跟蹤的人工干預(yù)操作多，工作量大，沒能全面開展[3]。2001年4月—2012年11月，國家氣象中心和廣東省氣象局基于當(dāng)時(shí)的軟硬件環(huán)境研制了降水自記紙數(shù)字化處理系統(tǒng)[4]，采用當(dāng)時(shí)先進(jìn)的圖形掃描和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)降水自記信息的完整、真實(shí)的提取。2002—2006年，應(yīng)用該系統(tǒng)，全國完成了國家地面基準(zhǔn)、基本氣象站降水曲線數(shù)據(jù)提取工作，形成了我國地面基準(zhǔn)、基本氣象站1960—2000年期間的分鐘、小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)文件。應(yīng)用這些分鐘、小時(shí)及日降水?dāng)?shù)據(jù)，國內(nèi)多個(gè)行業(yè)的研究人員在“我國大陸地區(qū)降水位相的特征分析”“不同區(qū)域歷時(shí)、小時(shí)、逐時(shí)、日降水雨強(qiáng)特征研究”“暴雨強(qiáng)度公式研制”等方面取得了大量的成果[5-18]。

為了拯救紙質(zhì)歷史氣象資料，滿足氣象業(yè)務(wù)、科研及其他部門對(duì)長序列精細(xì)化的降水?dāng)?shù)據(jù)需求，2016年6月起，中國氣象局預(yù)報(bào)司組織國家氣象信息中心、各?。▍^(qū)、市）氣象局，用一年多的時(shí)間，完成我國所有國家地面氣象站改用自動(dòng)氣象站前一年的降水自記跡線及雨量的數(shù)字化提取，建立我國地面氣象站完整性好、序列長、質(zhì)量高、唯一的分鐘和小時(shí)降水文件數(shù)據(jù)集。為此，成立了全國歷史氣象資料數(shù)字化項(xiàng)目技術(shù)組，制訂了技術(shù)規(guī)定[19]，完善了2002年應(yīng)用的跡線提取系統(tǒng)，新開發(fā)了降水?dāng)?shù)字化成果質(zhì)量檢查和評(píng)估軟件[20-21]。本次應(yīng)用的降水自記紙數(shù)字化處理系統(tǒng)在2002年的基礎(chǔ)上增加了掃描圖像的朝向、分辨率調(diào)整功能，保證提取跡線與雨量的準(zhǔn)確性、比較性。新開發(fā)的降水?dāng)?shù)字化成果質(zhì)量檢查和評(píng)估軟件，讓數(shù)字化生產(chǎn)單位質(zhì)檢人員、省級(jí)質(zhì)檢人員、國家級(jí)質(zhì)檢人員都能快速回放檢查提取跡線與原跡線的偏離度，實(shí)現(xiàn)降水跡線提取降雨量與對(duì)應(yīng)時(shí)段（主要是過去12和24 h）人工觀測(cè)降雨量的對(duì)比檢查，跡線提取的逐小時(shí)雨量與人工讀取的逐小時(shí)雨量對(duì)比檢查，該軟件最大限度地提高了質(zhì)檢工作的質(zhì)量和效率。經(jīng)過了三級(jí)質(zhì)檢建立的降水分鐘、小時(shí)數(shù)據(jù)文件，保證了提取的雨量數(shù)據(jù)與實(shí)際降水過程雨量的一致性、準(zhǔn)確性、可用性及實(shí)用性。

20世紀(jì)80—90年代，對(duì)于降水自記儀器介紹、跡線記錄分析處理的文章[22-31]，其內(nèi)容涉及不同雨量計(jì)介紹，異常記錄和特殊記錄的討論，對(duì)于做好本次降水自記紙跡線及數(shù)據(jù)提取有很好的指導(dǎo)作用。本文根據(jù)不同時(shí)期的觀測(cè)規(guī)范，結(jié)合實(shí)例，總結(jié)了應(yīng)用降水?dāng)?shù)字化成果質(zhì)量檢查、評(píng)估軟件做好質(zhì)檢工作的流程、內(nèi)容及技術(shù)，提出了對(duì)于跨越定時(shí)觀測(cè)時(shí)段（包括跨日界記錄）的異常跡線，技術(shù)規(guī)定未明確處理規(guī)則的處理方法，達(dá)到提取雨量數(shù)據(jù)盡量逼近異常跡線時(shí)段的實(shí)際降雨天氣過程；分析了用數(shù)字化提取小時(shí)降雨量與歷史人工讀取小時(shí)降雨量的一致性來評(píng)價(jià)數(shù)字化成果一致率存在缺陷，探索了降水跡線數(shù)據(jù)提取成果質(zhì)量評(píng)估的改進(jìn)方案，對(duì)比了兩種方案的評(píng)估結(jié)果。

1 全國降水自記紙數(shù)字化工作概況

2016年6月起開展的全國降水自記紙數(shù)字化工作內(nèi)容包括：完成31個(gè)省（區(qū)、市）2049個(gè)地面氣象站、計(jì)劃數(shù)6513879頁的降水自記跡線及雨量的數(shù)字化提取（表1）。最終完成數(shù)與此有一些誤差，如貴州實(shí)際完成了276282頁降水自記紙的跡線提取，涉及的質(zhì)檢工作包括修改、補(bǔ)錄了4163個(gè)月A6（歷史自記紙人工整理小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)文件）文件，核對(duì)46354頁降水自記紙的跡線及雨量提取，查閱校對(duì)4994日人工定時(shí)觀測(cè)日降雨量與自記跡線提取日降雨量差異較大的記錄，該項(xiàng)工作量之大可見一斑。

表1 全國降水自記紙數(shù)字化工作分省計(jì)劃 Table 1 National precipitation recording paper digitization work sub-provincial plan

2 降水自記紙降雨量跡線及數(shù)據(jù)提取技術(shù)規(guī)定

一般情況下，安裝在同一個(gè)觀測(cè)場(chǎng)的雨量器和雨量計(jì)，雨量計(jì)自記跡線數(shù)字化提取降雨量數(shù)據(jù)累計(jì)值與對(duì)應(yīng)時(shí)段定時(shí)觀測(cè)降雨量應(yīng)基本一致；雨量計(jì)自記跡線數(shù)字化提取的逐時(shí)數(shù)據(jù)與人工讀取逐時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)該基本一致。據(jù)此，降水自記紙跡線數(shù)字化提取技術(shù)規(guī)定：降水跡線提取降雨量數(shù)據(jù)20時(shí)—次日20時(shí)累計(jì)降雨量與雨量器日降雨量R的差：R≤5 mm時(shí)，誤差應(yīng)≤0.5 mm，R＞5 mm時(shí)，誤差應(yīng)≤R×10%。當(dāng)人工讀取小時(shí)累計(jì)降雨量≤5.0 mm時(shí)，提取的逐時(shí)降雨量累計(jì)值與對(duì)應(yīng)時(shí)間段人工讀取逐時(shí)降雨量累計(jì)值差值應(yīng)≤0.3 mm，累計(jì)降雨量≥5.0 mm，誤差百分率≤2%。提取跡線與圖像跡線的偏離度≤0.2 mm，起始、終止時(shí)間與原記錄時(shí)間誤差≤2 min。

3 降水自記紙降雨量跡線及提取數(shù)據(jù)質(zhì)檢工作內(nèi)容和流程

降水自記紙記錄數(shù)字化規(guī)范[1]規(guī)定，降水跡線提取信息包括：降水跡線、雨量計(jì)類型、雨量和時(shí)間坐標(biāo)比例尺、降水跡線的起止時(shí)間及異常記錄等。

準(zhǔn)確提取降水自記跡線及降雨量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵在于做好上述提取信息的質(zhì)檢工作，內(nèi)容包括：圖像掃描分辨率達(dá)到精度要求；降水跡線起止時(shí)間正確、降水分辨率設(shè)置正確；跟蹤跡線與原跡線偏離度低于記錄精度；異常記錄處理符合技術(shù)規(guī)定等。原因是跟蹤跡線與降水跡線偏離，會(huì)導(dǎo)致提取小時(shí)降雨量數(shù)據(jù)及累計(jì)值與人工讀取小時(shí)降雨量及定時(shí)降雨量誤差大，降水分辨率不恰當(dāng)會(huì)引起提取降雨量數(shù)據(jù)系統(tǒng)性偏大或偏小，起止時(shí)間錯(cuò)誤引起逐時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)錯(cuò)誤，甚至改變了降水過程的起止時(shí)間，跡線出現(xiàn)異常未正確處理，則提取降雨量數(shù)據(jù)就不是實(shí)際降雨過程的降雨量。遵循如下流程與規(guī)則，才能全面準(zhǔn)確完成所有內(nèi)容的正確質(zhì)檢。

質(zhì)檢流程第一步是用自記降水檢查程序（ZJJC）檢查降水圖像和提取跡線文件ZJR完整性、正確性。查看跡線提取位圖圖像BMP大小，檢查掃描圖像分辨率是否符合要求。為了保證降水自記紙掃描圖像上降水跡線提取及轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)精度不低于曲線記錄精度，如21號(hào)降水自記紙，圖像掃描分辨率應(yīng)不低于150 dpi[4]，對(duì)應(yīng)的BMP圖像大小在440 KB左右，本次應(yīng)用的提取系統(tǒng)要求圖像分辨率不大于200 dpi，對(duì)應(yīng)的BMP圖像大小在560 KB左右。

質(zhì)檢流程第二步是檢查提取參數(shù)文件（LIB）一行中最后兩列即：時(shí)間、降水分辨率數(shù)據(jù)，Rxxxxx1961080101.old，219，3245，20.35，.01321，.47389，其中的斜體數(shù)值，查看是否滿足精度要求。方法是將LIB文件導(dǎo)入Excel，分別對(duì)最后兩列排序查看即可。不同型號(hào)的自記紙，其記錄精度不一樣，相應(yīng)的滿足提取精度要求的圖像分辨率不同。如21號(hào)自記紙，150 dpi的圖像掃描分辨率，則時(shí)間分辨率應(yīng)不低于0.012，降水分辨率應(yīng)不低于0.4。

質(zhì)檢流程第三步是對(duì)異常處理程序（ZJR）輸出的異常記錄逐條審核，查看異常時(shí)間段內(nèi)是否有正常跡線未跟蹤，對(duì)跨越08、14、20時(shí)的異常跡線要用08、14、20時(shí)的定時(shí)觀測(cè)降雨量數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理。

質(zhì)檢流程第四步是核對(duì)ZJJC提出的每一條疑誤信息，核實(shí)數(shù)字化值與人工讀取值差異原因及其處理是否正確。

質(zhì)檢流程第五步是檢查應(yīng)用質(zhì)檢評(píng)估（ZJPG）軟件逐一檢查根據(jù)挑選條件（與定時(shí)、A6差異超技術(shù)規(guī)定的、日降雨量＞30 mm、小時(shí)降雨量＞10 mm、跡線有異常的等）篩選出的跡線是否存在起止時(shí)間設(shè)定錯(cuò)誤、跟蹤跡線偏離原跡線、異常時(shí)段內(nèi)有正常跡線未跟蹤，注意查看臨時(shí)（AS—linshi—file）文件中每條跡線起始、終止時(shí)間，其中與換紙時(shí)間差異較大的，要逐一核對(duì)。

4 自記降水跡線及數(shù)據(jù)提取的正確處理

降水跡線的形成需要雨量計(jì)雨量測(cè)量系統(tǒng)和其自記系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)，記錄一次降水天氣過程的跡線異常來自于這兩系統(tǒng)中之一或兩部分運(yùn)轉(zhuǎn)失靈，如自記鐘停、記錄筆出墨異常、筆壓失靈、虹吸雨量計(jì)浮子漏水、翻斗雨量計(jì)翻轉(zhuǎn)失靈、跨大步等等，每一種故障都會(huì)引起跡線不正常，造成較大的測(cè)量誤差。質(zhì)檢人員應(yīng)熟悉不同異常跡線的產(chǎn)生原因，表現(xiàn)形式，正確判斷降水跡線異常時(shí)間段，當(dāng)自記紙上沒有標(biāo)明異常時(shí)間或異常時(shí)段標(biāo)記不明時(shí)，異常持續(xù)時(shí)間參考A0或A文件[32]中天氣現(xiàn)象的降雨記錄時(shí)間。本文以虹吸雨量計(jì)為例，根據(jù)歷史觀測(cè)規(guī)范對(duì)降水自記紙跡線及數(shù)據(jù)提取技術(shù)規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)充，歸納提取跡線及降雨量數(shù)據(jù)應(yīng)遵循的原則和處理方法。

4.1 降水跡線提取必須遵循的原則

提取跡線、雨量必須真實(shí)反映實(shí)際降雨天氣過程，有雨時(shí)，降雨量必須提取出來，無雨時(shí)，一定不能出現(xiàn)降雨量。如圖1所示，19時(shí)原記錄注明無雨，跡線數(shù)字化提取有0.1 mm降水，查閱該日天氣現(xiàn)象記錄，降雨終止時(shí)間為16時(shí)20分，因此，圖1中19時(shí)數(shù)字化提取的0.13 mm降雨量是錯(cuò)誤的。

4.2 觀測(cè)時(shí)間不一致引起降水跡線數(shù)字化提取與人工定時(shí)觀測(cè)有差異。

1960年前，降雨量人工定時(shí)觀測(cè)是07、19時(shí)，07、19時(shí)的降雨量被用來代替了歷史氣象月報(bào)數(shù)據(jù)文件[32]中08、20時(shí)的降雨量，1960年后，有的觀測(cè)員對(duì)降水觀測(cè)規(guī)范“20時(shí)降水觀測(cè)時(shí)和觀測(cè)前無降水，而其后至20時(shí)正點(diǎn)之間（包括延續(xù)至次日）有降水，應(yīng)于20時(shí)正點(diǎn)補(bǔ)測(cè)降水并記錄降水量及天氣現(xiàn)象”這一規(guī)范執(zhí)行不到位，上述兩種情況都會(huì)引起降水跡線提取降雨量與人工定時(shí)觀測(cè)時(shí)段降雨量出現(xiàn)差異，降水日數(shù)出現(xiàn)差異，這是觀測(cè)時(shí)長不一致引起。由于人工觀測(cè)與跡線提取降雨量在08、20時(shí)有1～15 min的時(shí)間差，08、20時(shí)前15 min有強(qiáng)降水時(shí)，會(huì)帶來過去1、12、24 h提取降雨量與對(duì)應(yīng)的定時(shí)觀測(cè)降雨量有較大差異。圖2a所示為一站2000年6月6—7日的降水跡線，圖2b為跡線提取與定時(shí)觀測(cè)對(duì)比情況，表2為跡線提取降雨量與定時(shí)觀測(cè)降雨量記錄。圖中看出該日19時(shí)50分起降雨，20時(shí)降雨量為3.7 mm，而該日定時(shí)觀測(cè)20時(shí)降雨量為0.0 mm，應(yīng)是20時(shí)人工定時(shí)觀測(cè)降雨量未補(bǔ)測(cè)降雨量，降雨量計(jì)入到下一日，因此，6日人工觀測(cè)降雨量無降水，引起6、7日定時(shí)觀測(cè)與自記觀測(cè)降雨量差異和降水日數(shù)不一致。

圖1 無雨時(shí)數(shù)字化提取有降雨量的錯(cuò)誤提取 Fig. 1 Error of digitized extraction for rainfall when there is no rain

4.3 降水跡線異常時(shí)的處理

圖2 （a）某站2000年6月1—7日降水跡線原始圖像；（b）圖2a所示跡線提取及雨量數(shù)據(jù)：6、7日與定時(shí)觀測(cè)降雨量和降水日數(shù)不一致 Fig. 2 (a) Original image from precipitation track on 1 to 7 June 2000 at a certain station; (b) Trace extraction and rainfall data shown in Fig. 2a: the precipitation and precipitation days observed on 6 and 7 June are not consistent with those observed at regular intervals

技術(shù)規(guī)定要求，在自記跡線異常時(shí)間段內(nèi)有正常跡線，要提取正常跡線及降雨量數(shù)據(jù)，時(shí)段內(nèi)異常時(shí)間各時(shí)降雨量采用平均分配該異常時(shí)段降雨量，對(duì)于異常跡線跨越08、20時(shí)的情況，未明確規(guī)定應(yīng)用上08或20時(shí)定時(shí)觀測(cè)降雨量數(shù)據(jù)。本文認(rèn)為考慮到與歷史定時(shí)觀測(cè)過去12 h或24 h降雨量的一致性，應(yīng)以08時(shí)、20時(shí)為界分段處理異常跡線，這樣盡可能將降水跡線異常時(shí)的降雨量分配到相應(yīng)時(shí)間段，逼近實(shí)際降雨天氣過程。07、19時(shí)有定時(shí)觀測(cè)降雨量，應(yīng)以07、13、19時(shí)為斷點(diǎn)分段處理；08、20時(shí)有定時(shí)觀測(cè)降雨量，應(yīng)以08、14、20時(shí)為斷點(diǎn)分段處理。如圖3所示，18日18 時(shí)—19日22時(shí)儀器故障，跡線異常，異常跡線按一段異常處理（圖3b），以20時(shí)為界分段處理（圖3c）。圖3b中20、21、22時(shí)跡線提取降雨量分別是25.7、21.0、2.0 mm，18日跡線提取降雨量為29.96 mm，人工定時(shí)觀測(cè)降雨量為35.6 mm，兩者有較大差異。圖3c應(yīng)用了20時(shí)定時(shí)觀測(cè)降雨量，以20時(shí)為界分段處理，其中20、21、22時(shí)跡線提取降雨量分別是31.3、15.5、1.9 mm，提取的降雨量更符合當(dāng)時(shí)的降雨天氣過程，日降雨量也與人工定時(shí)觀測(cè)雨量保持了一致性，同為35.6 mm。為清楚對(duì)比，將兩種方法處理的18、19日降雨量結(jié)果列于表3。

表2 圖2a所示人工定時(shí)觀測(cè)與同時(shí)段降水跡線提取降雨量對(duì)比 Table 2 Comparison between the artificial timing observation as shown in Fig. 2a and the precipitation trace line extraction at the same period

4.4 歷史觀測(cè)員未識(shí)別出來的異常跡線的處理

當(dāng)跡線提取降雨量與定時(shí)觀測(cè)降雨量出現(xiàn)較大差異時(shí)，查閱氣薄-1定時(shí)觀測(cè)降雨量無誤，應(yīng)該根據(jù)天氣現(xiàn)象降雨記錄時(shí)間，在有降雨期間增補(bǔ)異常降雨時(shí)段來處理，異常降雨量就是該時(shí)段定時(shí)觀測(cè)降雨量與時(shí)段內(nèi)正常跡線提取降雨量之差。圖4a所示為此類一例，27日人工08時(shí)定時(shí)觀測(cè)降雨量為20.1 mm，圖4b中其跡線提取值僅為8.9 mm，查閱天氣現(xiàn)象記錄，26日夜間至27日09時(shí)55分有雨，因此判定跡線走平段05時(shí)20分—08時(shí)降水跡線異常，應(yīng)作異常處理，異常時(shí)段降雨量為20.1-8.9=11.2 mm。27日09時(shí)55分—16時(shí)47分，間斷式下雨，27日20時(shí)定時(shí)觀測(cè)降雨量為2.3 mm，因此08時(shí)—16時(shí)47分做異常處理，異常時(shí)段降雨量2.3 mm。

4.5 降水跡線有中斷，可連線按正常跡線處理，歷史觀測(cè)員錯(cuò)按異常跡線處理

當(dāng)降水跡線出現(xiàn)中斷時(shí)，中斷時(shí)間未超過1 h，如果用連線兩端點(diǎn)的方法處理缺測(cè)段，提取降雨量與定時(shí)觀測(cè)量一致，用這種方式處理中斷時(shí)段是合理的[31]（圖5）。圖5a為某站1969年5月22—23日降水跡線圖像，歷史觀測(cè)員當(dāng)時(shí)處理為23日04—08時(shí)異常，降雨量為25.2 mm，圖5b為跡線提取圖，采用斷點(diǎn)到底連線，按正常虹吸處理，其結(jié)果與定時(shí)觀測(cè)降雨量一致，這樣處理比之歷史觀測(cè)員處理要與天氣過程相符（夜間該站不觀測(cè)）。

5 降水跡線降雨量數(shù)據(jù)提取成果一致性評(píng)估改進(jìn)方案

本次質(zhì)檢評(píng)估采用提取逐小時(shí)降雨量數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的人工讀取小時(shí)降雨量進(jìn)行一致性評(píng)估?？墒窃谡c(diǎn)時(shí)刻有強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)、跡線異常時(shí)，會(huì)出現(xiàn)提取小時(shí)降雨量與人工讀取小時(shí)降雨量差異較大，出現(xiàn)明顯的不一致。人工讀取小時(shí)降雨量出自于多名觀測(cè)員，強(qiáng)降水跨過正點(diǎn)時(shí)，肉眼分辨力有限，當(dāng)有時(shí)間訂正時(shí)，人工無法精確、均勻分配時(shí)差，與數(shù)字化精確提取的小時(shí)降雨量出現(xiàn)差異較大不可避免。異常跡線發(fā)生時(shí)，人工是將異常時(shí)間段的累計(jì)降雨量計(jì)入降雨過程的最后一小時(shí)，數(shù)字化是將該值平均分配到異常時(shí)段各小時(shí)，導(dǎo)致異常時(shí)段逐時(shí)降雨量兩組數(shù)據(jù)不一致。為此提出，跡線異常時(shí)段逐時(shí)數(shù)據(jù)不參與評(píng)估，增設(shè)異常小時(shí)降雨量統(tǒng)計(jì)及評(píng)估，這可評(píng)估國家地面氣象站過去業(yè)務(wù)質(zhì)量和同期儀器故障率。降水時(shí)長1 h以上的，采用過程降雨量進(jìn)行一致性評(píng)估，這樣評(píng)估的一致率更為客觀。舉例如下：某站1998年有效降水560 h，提取小時(shí)數(shù)據(jù)（包括異常跡線分配的小時(shí)數(shù)據(jù)）與對(duì)應(yīng)的人工讀取有50 h出現(xiàn)較大差異，逐時(shí)一致率為91%。如果用本文提出的評(píng)估方案，差異較大的僅08時(shí)觀測(cè)時(shí)長不一致引起，共2 h，逐時(shí)一致率接近100%，異常小時(shí)數(shù)42 h，異常率7.5%。圖6是該站1980—2006年兩種評(píng)估方案的結(jié)果對(duì)比。

6 小結(jié)

自記降水跡線及數(shù)據(jù)提取是為了拯救紙質(zhì)歷史氣象資料和獲取同期小時(shí)、分鐘降水資料數(shù)據(jù)開展的歷史氣象資料信息化工作，目的是建立起我國國家地面氣象站分鐘降雨量的長序列資料。以此為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可計(jì)算降雨過程中任意時(shí)間段的降雨量，制作成各種降水?dāng)?shù)據(jù)產(chǎn)品，相關(guān)人員應(yīng)用這些數(shù)據(jù)對(duì)降水過程任意時(shí)段降水強(qiáng)度及其分布特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、時(shí)空分析。有了分鐘降水強(qiáng)度數(shù)據(jù)，能對(duì)暴雨的分時(shí)雨強(qiáng)分布進(jìn)行深入研究，對(duì)天氣雷達(dá)降雨量預(yù)估進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證。一個(gè)地區(qū)有了長期的雨強(qiáng)序列資料，人們能夠?qū)Ρ緟^(qū)域的強(qiáng)降水特征有全面的認(rèn)識(shí)，為農(nóng)業(yè)、城市、交通、水利等領(lǐng)域的規(guī)劃和建設(shè)及政府防災(zāi)減災(zāi)策略的制定提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

圖3 （a）某站1998年6月18—19日降水跡線原始圖像；（b）圖3a中異常時(shí)段不分段提取跡線及降雨量；（c）圖3a中異常時(shí)段以18日20時(shí)為界分段提取跡線及降雨量 Fig. 3 (a) The original image of precipitation track line of a certain station from 18 to 19 June 1998; (b) Track lines and rainfall were extracted unsegmented in abnormal periods in Fig. 3a; (c) Trace lines and rainfall were extracted segmented in the abnormal period with 20 BT on 18 June 1998 as a dividing date

歷史降水資料數(shù)字化建設(shè)工作范圍遍及全國，資料時(shí)間跨度長，期間涉及觀測(cè)規(guī)范、時(shí)制的多次變化，異常記錄情況多樣，技術(shù)規(guī)定不可能面面俱到，只有對(duì)跡線跟蹤及數(shù)據(jù)提取全面質(zhì)檢，對(duì)提取雨量與人工定時(shí)觀測(cè)出現(xiàn)差異較大，超出技術(shù)規(guī)定范圍的記錄，必須去一一查證，依據(jù)當(dāng)時(shí)的規(guī)范進(jìn)行合理的處理，才能得到正確的降水序列資料。在查證提取雨量與人工定時(shí)觀測(cè)超出技術(shù)規(guī)定范圍記錄的過程中，自記紙需要核實(shí)的內(nèi)容包括：自記紙日期是否正確；結(jié)合前后記錄核實(shí)日期是否標(biāo)注錯(cuò)誤；跡線異常未被發(fā)現(xiàn)；如4.4節(jié)中個(gè)例，這類情況都需要重新處理。對(duì)于正點(diǎn)時(shí)刻有強(qiáng)降水、跡線異常、跨日界降水引起的超差記錄，只要過程降雨量一致，核實(shí)即可。對(duì)于提取雨量與人工定時(shí)觀測(cè)差異大的記錄，在自記紙正確及跡線正常的情況下，必須用觀測(cè)記錄薄核實(shí)定時(shí)觀測(cè)降雨量，在分析雨量計(jì)工作正常的情況下，同時(shí)核對(duì)當(dāng)日相鄰站的雨量后，方可修正定時(shí)觀測(cè)雨量。特別提到1960年前，定時(shí)觀測(cè)是07、19時(shí)，與現(xiàn)行08、20時(shí)不一致，限于篇幅和資料不足，未列舉對(duì)翻斗雨量計(jì)的實(shí)例。

表3 圖3a所示異常跡線分段與不分段提取的逐時(shí)雨量及時(shí)段累計(jì)降雨量（單位：0.1 mm） Table 3 Cumulative rainfall of hourly rainfall and time interval extracted by section-wise and non-section-wise abnormal track lines as shown in Fig 3a (unit: 0.1 mm)

圖4 某站1979年5月26—27日降水跡線原始圖像（a），降水自記紙觀測(cè)跡線跟蹤處理（b） Fig. 4 (a) The original image of precipitation track line, 1979; (b) tracking and processing of self-recording paper observation track lines of precipitation at a station from 26 to 27 May 1979

圖5 某站1969年5月22—23日降水自記跡線及人工處理（跡線中斷處異常處理）（a），降水跡線及數(shù)據(jù)提?。ㄛE線中斷處正常連線處理）（b） Fig. 5 (a) Precipitation recording track and manual processing (abnormal processing at the break of track); (b)Precipitation track and data extraction at a certain station from 22 to 23 May 1969 (normal connection processing at the break of track)

圖6 某站1980—2006年用逐時(shí)降雨量與降水過程評(píng)估提取降雨量與人工讀取一致率 Fig. 6 Consistency rate between extracted rainfall and manual observation by hourly precipitation and precipitation process assessment in a certain station from 1980 to 2006