文章目录
- [WMO 天气代码（Code Table 4677）深度解析与应用报告](#WMO 天气代码（Code Table 4677）深度解析与应用报告)
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- [1. 引言与背景](#1. 引言与背景)
- [2. WMO 4677 代码体系结构](#2. WMO 4677 代码体系结构)
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- [2.1 宏观分类](#2.1 宏观分类)
- [2.2 十等分详细分组](#2.2 十等分详细分组)
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- [组别 1：00--09（无降水、无雾、无沙尘）](#组别 1：00–09（无降水、无雾、无沙尘）)
- [组别 2：10--19（特殊天气现象）](#组别 2：10–19（特殊天气现象）)
- [组别 3：20--29（过去一小时曾出现但已停止）](#组别 3：20–29（过去一小时曾出现但已停止）)
- [组别 4：30--39（沙尘暴与吹雪）](#组别 4：30–39（沙尘暴与吹雪）)
- [组别 5：40--49（雾与冰雾）](#组别 5：40–49（雾与冰雾）)
- [组别 6：50--59（毛毛雨）](#组别 6：50–59（毛毛雨）)
- [组别 7：60--69（雨）](#组别 7：60–69（雨）)
- [组别 8：70--79（固态降水，非阵性）](#组别 8：70–79（固态降水，非阵性）)
- [组别 9：80--90（阵性降水）](#组别 9：80–90（阵性降水）)
- [组别 10：91--99（雷暴）](#组别 10：91–99（雷暴）)
- [3. WMO 4677（有人站）与 4680（自动站）的对比](#3. WMO 4677（有人站）与 4680（自动站）的对比)
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- [3.1 观测能力的局限](#3.1 观测能力的局限)
- [3.2 有效代码数量对比](#3.2 有效代码数量对比)
- [3.3 降水分类的简化](#3.3 降水分类的简化)
- [4. WMO 代码在现代 API 中的应用：以 Open-Meteo 为例](#4. WMO 代码在现代 API 中的应用：以 Open-Meteo 为例)
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- [4.1 映射与简化](#4.1 映射与简化)
- [4.2 实际数据案例分析](#4.2 实际数据案例分析)
- [5. 结论](#5. 结论)
- 参考文献
WMO 天气代码（Code Table 4677）深度解析与应用报告
1. 引言与背景
在气象学领域，为了实现全球范围内气象观测数据的标准化交换与处理，世界气象组织（World Meteorological Organization, WMO）制定了一系列严格的代码规范。这些规范被汇编在《气象代码手册》（Manual on Codes, WMO-No. 306）中 [1]。其中，WMO Code Table 4677（简称 WMO 4677）是用于描述"现在天气"（Present Weather）的最核心、最广泛使用的代码表之一。
WMO 4677 代码表由 0 到 99 共 100 个两位数代码组成，专门用于人工气象站（Manned Weather Station）观测到的天气现象的编码 [2]。通过这 100 个数字，观测员能够精确描述从晴空万里到强雷暴伴冰雹等各种复杂的天气状况，涵盖了降水类型、强度、连续性、以及雾、沙尘等视程障碍现象。
随着现代气象技术的发展，虽然自动气象站（Automatic Weather Station）逐渐普及并引入了对应的 Code Table 4680，但 WMO 4677 依然是气象数据交换（如 SYNOP 报文）和现代气象 API（如 Open-Meteo）中描述天气状况的基石 [3]。
2. WMO 4677 代码体系结构
WMO 4677 的 100 个代码并非随机排列，而是经过了精心的逻辑分组。整体上，代码按照天气现象的严重程度和类型递增，数字越大，通常代表天气现象越剧烈或降水越强。
2.1 宏观分类
从宏观上看，这 100 个代码首先被分为两大阵营：
- 00--49：无降水（观测时站点无降水）
- 50--99：有降水（观测时站点有降水，或伴有雷暴）
2.2 十等分详细分组
为了便于记忆和分类，代码被严格划分为 10 个区间，每个区间包含 10 个代码（除了 80-90 和 91-99 的微小偏移）。
以下是各分组的详细解析：
组别 1：00--09（无降水、无雾、无沙尘）
这一组主要描述天空云量的变化以及由烟、霾、尘引起的能见度降低，但不包括强烈的沙尘暴。
- 00-03：描述云的发展状态（如 00 为晴空，03 为云层增多）。
- 04-09：描述视程障碍（如 05 为霾，09 为视野内有沙尘暴）。
组别 2：10--19（特殊天气现象）
包含一些不直接在站点产生降水，但在视野内或附近发生的现象。
- 10-12：薄雾与浅层雾。
- 13-16：远处的闪电或降水（如 13 为可见闪电未闻雷声）。
- 17-19：雷暴、飑和漏斗云（龙卷风）。
组别 3：20--29（过去一小时曾出现但已停止）
这一组非常特殊，专门用于记录在过去一小时内发生过，但在观测的当下已经停止的显著天气现象。
- 例如：21 代表过去一小时有雨，29 代表过去一小时有雷暴。
组别 4：30--39（沙尘暴与吹雪）
描述由强风引起的颗粒物（沙尘或雪）的水平移动。
- 30-35：不同强度和变化趋势的沙尘暴。
- 36-39：低吹雪（低于视线）与高吹雪（高于视线）。
组别 5：40--49（雾与冰雾）
详细描述观测时存在的雾或冰雾的厚度、变化趋势以及是否可见天空。
- 42-47：区分了雾变薄、无变化或加厚的状态。
- 48-49：专门指代雾凇（结冰雾）。
组别 6：50--59（毛毛雨）
进入降水区间。毛毛雨（Drizzle）是指由非常细小的水滴组成的均匀降水。
- 按照间歇性/连续性 以及轻/中/重进行排列（50-55）。
- 56-57：冻毛毛雨。
组别 7：60--69（雨）
描述普通的降雨现象。
- 同样按照间歇性/连续性 以及小/中/大排列（60-65）。
- 66-67：冻雨。
- 68-69：雨夹雪。
组别 8：70--79（固态降水，非阵性）
描述雪及其他固态降水。
- 70-75：间歇性与连续性的小/中/大雪。
- 76-79：钻石尘（冰晶）、雪粒、星形雪晶和冰粒。
组别 9：80--90（阵性降水）
阵性降水（Showers）通常来自对流云（如积雨云），特点是开始和停止都很突然，强度变化大。
- 80-82：阵雨（小/中/暴）。
- 85-86：阵雪。
- 87-90：伴有雪粒或冰雹的阵性降水。
组别 10：91--99（雷暴）
描述伴有雷电的剧烈天气。
- 91-94：观测时有降水，但雷暴发生在过去一小时。
- 95-99：观测时正发生雷暴，区分了是否伴有冰雹以及雷暴的强度（如 99 为强雷暴伴冰雹）。
3. WMO 4677（有人站）与 4680（自动站）的对比
随着气象观测自动化的推进，WMO 引入了 Code Table 4680，专门用于自动气象站（AWS）报告现在天气 [4]。虽然 4680 在结构上尽量模仿 4677，但由于仪器传感器的局限性，两者存在显著差异。
3.1 观测能力的局限
人类观测员可以轻易分辨"云层正在消散"（01）或"视野内有漏斗云"（19），但自动站的传感器（如光学雨量计、能见度仪）很难做出这种复杂的空间和趋势判断。因此，4680 代码表中包含大量的 Reserved（保留/未使用） 代码。
3.2 有效代码数量对比
在 4677 的 100 个代码中，每一个都有明确的定义。而在 4680 中，有近 30 个代码处于保留状态。
如上图所示，在 10-19（特殊现象）和 30-39（沙尘/吹雪）区间，自动站的识别能力大幅下降。例如，自动站很难区分"发育良好的尘卷风"（08）和"远处的沙尘暴"（09）。
3.3 降水分类的简化
在 4680 中，降水（40-49区间）被引入作为一种通用的后备分类。当自动站检测到降水，但无法确定是雨、雪还是毛毛雨时，会使用 41-48 的通用降水代码（如 41 为轻度降水，45 为轻度固态降水）。这在 4677 中是不存在的，因为人类观测员必须明确指出降水的具体类型。
4. WMO 代码在现代 API 中的应用：以 Open-Meteo 为例
在现代气象数据服务中，WMO 4677 代码被广泛用作标准化天气输出的接口。以著名的开源气象 API Open-Meteo 为例，它将复杂的数值天气预报模型输出映射为 WMO 代码，方便开发者调用和展示 [5]。
4.1 映射与简化
虽然 Open-Meteo 遵循 WMO 标准，但在实际 API 返回中，它通常只使用 4677 代码表中的一个子集。这是因为数值天气模型（如 GFS、ECMWF）很难预测出"距站点 5 km 外有降水"（15）这样极其微观的现象。
Open-Meteo 常用的代码子集包括：
- 0, 1, 2, 3（晴到阴）
- 45, 48（雾）
- 51, 53, 55（毛毛雨）
- 61, 63, 65（雨）
- 71, 73, 75（雪）
- 80, 81, 82（阵雨）
- 95, 96, 99（雷暴）
4.2 实际数据案例分析
我们通过调用 Open-Meteo 历史天气 API，获取了尼日利亚拉各斯（Lagos）2026年1月1日至4月1日共 91 天的每日天气代码数据。
数据洞察：
- 主导天气 ：代码 51（连续性轻毛毛雨）出现了 41 天，占据了近一半的时间。这反映了拉各斯在这一时期（旱季向雨季过渡）典型的高湿度和微弱降水特征。
- 云量变化 ：代码 3（云层形成或增多）出现了 19 天，说明该地区云系活动频繁。
- 降水强度：虽然降水天数多，但主要集中在 51、53、55（毛毛雨）和 61（小雨），大雨（65）仅出现 1 天，且未记录到雷暴（95-99），符合该季节的气候规律。
5. 结论
WMO Code Table 4677 作为气象观测的经典标准，通过 100 个精炼的数字，构建了一个严密、完整的天气描述体系。它不仅在传统的人工气象观测中发挥着不可替代的作用，在数字化、API 化的今天，依然是连接气象模型与终端应用的最佳桥梁。理解这套代码的逻辑，对于气象数据分析、应用开发以及气候研究都具有重要的基础意义。
参考文献
1\] World Meteorological Organization. *Manual on Codes, Volume I.1* . WMO-No. 306. https://www.mgm.gov.tr/FILES/resmi-istatistikler/WMO_NO_306.pdf \[2\] NOAA National Oceanographic Data Center. *WMO CODE TABLE 4677* . https://www.nodc.noaa.gov/archive/arc0021/0002199/1.1/data/0-data/HTML/WMO-CODE/WMO4677.HTM \[3\] CEDA Artefacts Service. *WMO Meteorological codes* . https://artefacts.ceda.ac.uk/badc_datadocs/surface/code.html \[4\] Royal Meteorological Society. *Present weather: comparing human observations and one type of automatic station* . https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1017/S1350482701004108 \[5\] Open-Meteo. *Weather Forecast API Documentation*. https://open-meteo.com/en/docs