浅谈气象数据编码
浅谈气象数据编码
黄冠华
2015年12月
在世界气象组织(WMO)的框架下,全球各地的气象中心以及时、可靠和具成本效益的方法交换气象数据,这些数据对香港天文台在预测和警告业务上是非常重要及必需的。现时,大部分的气象观测 报告均按照世界气象组织制定的特定编码方式编制,即「传统字符代码」(TAC)及「表格驱动代码」(TDCF),再传送至各地的气象中心。两种编码方式皆适用于全球实时气象数据交换的操作上。
由于通信线路的带宽限制,气象数据交换时必须被编码以缩减数据量。TAC编码于数十年前制订,以英文字母和数字字符组合形式在当时的低带宽通信线路设备,如电报机上传送。为了减低传输数据对线路的负载,TAC编码采用缩写编码及翻译代码两种基本编码方式来编译数据,而不是以精确的数值码编译。此方法无可避免地影响了数据表达的精确性。例如,在地面观测报告中,当能见度为5公里以上时,TAC编码只容许数值以1公里的增减幅度来编译(图一)。

图一 TAC信息解码
「二进制通用数据表示格式」(BUFR)是世界气象组织于80年代末期当电脑开始普遍地运用于处理气象观测数据时所发展的一种TDCF编码格式,并希望利用它取代TAC。BUFR为二进制码,具精简、灵活及可扩展的特性,因此它非常适用于传输及存储大量气象数据。现今,更高分辨率和测量精确度的气象数据正不断增加并在各气象中心之间交换,传统的TAC编码方法已不能有效地处理这些新数据以满足不断增长的需求。BUFR编码则可支援更多新类型的数据、元数据、更高时间或空间分辨率的数据,以及更高精确度的数据如气象卫星数据、飞机观测和热带气旋信息等等(图二)。

图二 BUFR信息解码
现时,BUFR编码已在气象信息交换中扮演著重要的角色。使用BUFR的好处渐渐为人知悉及得到各气象中心的认同。香港天文台在2010年开始使用BUFR格式编制日常观测报告,所有报告同时以TAC和BUFR两种格式编制并传送至其他气象中心。