WMO标准气象要素编码与标准代码格式

WMO标准气象要素编码与标准代码格式

一、WMO标准气象要素编码

1.1 WMO要素代码表（Table 4677 - 气象要素）

1.2 WMO要素单位代码（Table 3565）

1.3 WMO天气现象代码（Table 4677 - 天气现象部分）

二、SYNOP代码格式（地面天气报告）

2.1 SYNOP基本格式

AAXX YYGGi
IIiii iihVV Nddff 00fff 1sTTT 2sTTT 3PPPP 4PPPP 5appp 6RRRt 7wwWW 8NCCC 9GGgg
333 0.... 1.... 2.... 3.... 4.... 5.... 6.... 7.... 8.... 9....

2.2 SYNOP主要字段说明

2.3 SYNOP天气现象代码（ww）

三、METAR代码格式（航空例行天气报告）

3.1 METAR基本结构

METAR CCCC YYGGggZ dddffGfmfm KT VVVV RVR NNNNDV V/DV VVVDV V/DV w'w' NNN hhh hhh QPPPP REw'w' WS RWYDRDR [TCU|CB] RMK

3.2 METAR主要字段

3.3 METAR天气现象代码

3.4 METAR云量代码

四、代码变量名称映射建议

4.1 WMO标准字段变量名

# Python字典示例 - WMO标准字段
wmo_observation = {
    'station_id': '58362',           # WMO站号
    'wmo_block': 58,                 # WMO区块
    'wmo_station': 362,              # WMO站号后三位
    'element_code': 0,               # 要素代码（Table 4677）
    'element_value': 25.3,           # 要素值
    'unit_code': 5,                  # 单位代码（Table 3565）
    'quality_flag': 0,               # 质量标志（0=正常）
    'observation_time': '2024-01-15T12:00:00Z'
}

# 气象要素类型枚举
from enum import IntEnum

class WMOVariable(IntEnum):
    AIR_TEMPERATURE = 0
    WET_BULB_TEMP = 1
    DEW_POINT = 2
    RELATIVE_HUMIDITY = 3
    WIND_DIRECTION = 4
    WIND_SPEED = 5
    U_WIND = 6
    V_WIND = 7
    VISIBILITY = 8
    TOTAL_CLOUD = 9
    LOW_CLOUD = 10
    CLOUD_HEIGHT = 11
    PRESENT_WEATHER = 12
    PAST_WEATHER_1 = 13
    PAST_WEATHER_2 = 14
    PRECIPITATION = 15
    PRECIP_INTENSITY = 16
    SNOW_DEPTH = 17
    GROUND_STATE = 18

4.2 SYNOP解析变量名

# SYNOP消息解析
synop_data = {
    'message_type': 'AAXX',          # 消息类型
    'station_number': '58362',       # 站号
    'day_time': '15182',             # 15日18时UTC
    'wind_unit_indicator': 0,        # 风速单位指示码
    'visibility': {'value': 2000, 'unit': 'm', 'code': '02'},
    'wind': {
        'total_cloud': 8,           # 总云量（okta）
        'direction': 230,           # 风向（度）
        'speed': 15.0               # 风速（m/s）
    },
    'temperature': 8.5,             # 气温（°C）
    'dew_point': 6.2,               # 露点（°C）
    'station_pressure': 1012.5,     # 本站气压（hPa）
    'sea_level_pressure': 1012.3,   # 海平面气压（hPa）
    'pressure_tendency': {'character': 5, 'change': 1.2},
    'precipitation': {'amount': 1.2, 'period': 6},  # 6小时降水
    'weather': {
        'present': {'code': 70, 'description': '轻雾'},
        'past': {'code': 2, 'description': '过去天气晴'}
    },
    'clouds': {
        'low_cloud_amount': 6,
        'cloud_type': 'Sc'          # 层积云
    }
}

4.3 METAR解析变量名

# METAR消息解析
metar_data = {
    'report_type': 'METAR',          # 报告类型
    'station': 'ZSSS',               # 机场代码
    'time': '2024-01-15T12:30:00Z',
    'wind': {
        'direction': 120,            # 风向（度）
        'speed_kts': 10,             # 风速（节）
        'gust_kts': 15,              # 阵风（节）
        'variable': False            # 风向是否多变
    },
    'visibility': {
        'value': 10000,              # 能见度（米）
        'unit': 'm',
        'greater_than': True         # 是否大于该值
    },
    'rvr': [                         # 跑道视程列表
        {'runway': '24', 'value': 1200, 'unit': 'm'}
    ],
    'weather': [
        {'code': 'RA', 'intensity': None, 'description': '雨'}
    ],
    'clouds': [
        {'amount': 'SCT', 'height_ft': 2000, 'type': None}
    ],
    'temperature': 25.0,             # 温度（°C）
    'dew_point': 18.0,               # 露点（°C）
    'qnh': 1013,                     # QNH气压（hPa）
    'recent_weather': ['TS'],        # 最近天气
    'remarks': 'WS RWY36'            # 备注
}

五、注意事项

5.1 数据处理建议

1. 质量控制：实现WMO质量标志检查（0=正常，1=可疑，2=错误，3=缺失）

2. 单位转换：建立完整的单位转换体系

3. 缺测处理：正确处理9999、///、MM等缺测标识

4. 时间标准化：统一使用UTC时间，记录时区信息

5.2 文件格式标准

1. BUFR：WMO二进制通用格式，用于交换观测数据

2. GRIB：用于数值预报产品交换

3. NetCDF：常用科学数据格式，支持CF元数据标准

4. CSV/JSON：配合标准字段名使用

5.3 实施

# 实用的气象数据处理类示例
class MeteorologicalDataProcessor:
    def __init__(self):
        self.wmo_tables = self.load_wmo_tables()
        
    def parse_synop(self, synop_string):
        """解析SYNOP报文"""
        # 实现SYNOP解析逻辑
        pass
        
    def parse_metar(self, metar_string):
        """解析METAR报文"""
        # 实现METAR解析逻辑
        pass
        
    def convert_units(self, value, from_unit, to_unit):
        """单位转换"""
        # 实现单位转换逻辑
        pass
        
    def validate_data(self, data_dict):
        """数据验证和质量控制"""
        # 实现数据验证逻辑
        pass

5.4 常用资源

1. WMO手册：WMO-No.306 编码手册

2. ICAO附件3：国际民航组织气象服务标准

3. 国家标准：GB/T 35221-2017 地面气象观测规范

4. 开源库：

   Python: metpy, python-metar, synop

   JavaScript: metar-parser-js

   R: weathermetrics