摘要：長期以來,我國的地面資料基本上是通過人工器測采集.目前,我國大氣探測自動化系統(tǒng)建設(shè)正在實施.自動氣象站是一種能自動地觀測和存儲氣象觀測數(shù)據(jù)的設(shè)備,為了保持自動站設(shè)備處于正常連續(xù)的運行狀態(tài),做好儀器的日常維護是十分重要的一項工作。本文在此對幾種常見的儀器故障做了分析。

　　關(guān)鍵詞：自動化,氣象,故障

　　引言：為一種自動化的觀測儀器，自動氣象站在氣象觀測業(yè)務(wù)中已規(guī)模使用，極大地提高了地面氣象觀測數(shù)據(jù)的采集速度，增加了觀測數(shù)據(jù)的客觀化和規(guī)范化程度，促進了要素觀測數(shù)據(jù)的處理和存儲能力。與此同時，自動氣象站作為一種觀測儀器，其元器件較多，電子觀測設(shè)備較為細致精密。因此，其與常規(guī)觀測儀器一樣，需要按照規(guī)范進行常規(guī)的維護和清理。

　　一、自動氣象站儀器故障的分析

　　1、采集器故障

　　當(dāng)自動氣象站采集器遭受雷擊時,應(yīng)立即啟用備份采集器,如果沒有備份采集器而采集器不采集,秒閃燈呈紅色不閃,其他定時、瞬間、修改、日期等按鍵左上角指示燈均呈綠色,采集器發(fā)出“嗡嗡”的連續(xù)鳴叫聲,計算機顯示軟件實時遙測數(shù)據(jù)多數(shù)出現(xiàn)紅色值,各有關(guān)數(shù)據(jù)框均無數(shù)據(jù)。這時首先應(yīng)按一下采集器復(fù)位按鍵,看是否能恢復(fù)正常,同時起到資料保護的作用。如不能恢復(fù)正常,則按以下方法處理:①將計算機退出“地面氣象測報業(yè)務(wù)軟件”,關(guān)閉計算機;②采集器總清零。首先將采集器電源開關(guān)由“1”置于“0”,再將采集器工作開關(guān)由“1”置于“0”;③重新打開采集器。先將采集器后右端電源開關(guān)由“0”置于“1”上,接通電源,聽到一聲“嘟”的響聲,待響聲停止后將采集器后左端工作開關(guān)由“0”撥到“1”位上,然后將采集器面板上年、月、日、時、分、秒重新修改設(shè)置后按一下復(fù)位鍵;④重新啟動計算機,進入“地面氣象測報業(yè)務(wù)軟件”和“自動氣象站監(jiān)控軟件”,再進入“實時數(shù)據(jù)監(jiān)控”,特別注意計算機時間要修改正確。過程中采集器故障會造成所有實現(xiàn)自動觀測的數(shù)據(jù)缺測,這時如果未影響正點數(shù)據(jù),則只對小時內(nèi)的極值數(shù)據(jù)進行處理,如果影響1 h的數(shù)據(jù),則用前后定時數(shù)據(jù)內(nèi)插求得,按正常數(shù)據(jù)統(tǒng)計;若連續(xù)2個或以上定時數(shù)據(jù)缺測時,不能內(nèi)插,各數(shù)據(jù)仍按缺測處理。

　　2、地溫傳感器故障

　　地溫傳感器分為地面地溫傳感器、淺層地溫傳感器和深層地溫傳感器,尤其是淺層地溫傳感器最容易出現(xiàn)故障。由于淺層地溫傳感器直接埋入土中,長期受土壤的腐蝕,難免會生銹,影響測量精度,有時出現(xiàn)地溫逐漸偏高或偏低,而無野值出現(xiàn),所以很難發(fā)現(xiàn),只有經(jīng)過一段時間的對比才能察覺[2]。另外,疏松地溫場也容易造成地面或淺層地溫傳感器采集數(shù)據(jù)的不正常,一是因為地溫場疏松后土質(zhì)松軟造成地面和5 cm地溫傳感器溫度偏高,還有在疏松地溫場的過程中有可能碰到地面溫度傳感器或淺層地溫傳感器,造成數(shù)據(jù)的不規(guī)律。例如,晚上5 cm地溫高出10 cm地溫5 ℃左右,中午高出10 ℃以上,正常天氣情況下5 cm地溫高于10 cm地溫,但差值較小,經(jīng)連續(xù)觀測此種情況屬異?，F(xiàn)象,隨后查明這種現(xiàn)象是疏松地溫場時碰到5 cm地溫傳感器造成的,立即換下5 cm地溫傳感器,檢查后發(fā)現(xiàn)其表面已生銹,并非純外力影響,外力只是一個誘因。夏季降水頻繁,地溫傳感器長期受潮,很容易造成地面和淺層地溫傳感器性能下降。因此,在雨季應(yīng)增加地溫傳感器的維護和巡視,并定期檢查各處外露電纜有無破損,淺層支架是否與地面齊平,地面溫度傳感器是否半露半埋,特別是大風(fēng)、雨后觀察土壤是否出現(xiàn)板結(jié),隨時保證地溫傳感器符合規(guī)范要求。

　　3、雨量傳感器故障

　　雨量傳感器故障主要分為漏斗堵塞和翻斗故障2種情況,某站某年某日10∶00有雷暴,10∶07開始降陣雨,10∶14巡視時發(fā)現(xiàn)虹吸雨量計已經(jīng)上升0.5 mm,回到值班室發(fā)現(xiàn)自動站監(jiān)控界面內(nèi)雨量欄仍無顯示,檢查采集軟件內(nèi)其他氣象要素數(shù)據(jù)均正常,隨即返回觀測場檢查雨量傳感器,發(fā)現(xiàn)漏斗堵塞,沒有翻斗計數(shù),經(jīng)過幾分鐘的檢查調(diào)試,很快使雨量傳感器恢復(fù)正常。某站預(yù)審員發(fā)現(xiàn)月內(nèi)幾次降水過程自動站雨量傳感器觀測的總量值與人工站雨量筒觀測的總雨量差值較大,已經(jīng)超出允許范圍,而人工站虹吸雨量計測量值與雨量筒測值一致。因此,判斷為自動站雨量傳感器問題,分析發(fā)現(xiàn)降水緩和時兩者差值較小,降水急時差值大,卸下雨量傳感器外罩檢查,發(fā)現(xiàn)固定翻斗的螺絲松動,雨勢急時通過慣性帶動翻斗多翻計數(shù),從而造成自動站雨量傳感器測值偏大。因臺站沒有計量鑒定設(shè)備,因此應(yīng)先換用備份雨量傳感器,待省局鑒定部門來鑒定時再進行修復(fù)。

　　二、保證定期維護儀器

　　自動氣象站是一種遙感觀測儀器，是一整套集測量、處理、傳輸和存儲的集成化系統(tǒng)。由于其觀測器件較多，因此不可避免會出現(xiàn)一些無法的問題。同時，鑒于氣象觀測的特殊性，其對觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性要求較高，因此若因為儀器故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)記錄缺失或者錯誤，可能會給氣象業(yè)務(wù)帶來誤導(dǎo)和損失。因此，定期巡視和維護自動站儀器是減少故障率的重要措施。按照中國氣象局頒布的地面氣象觀測規(guī)范要求：每天日出前、日落后相關(guān)人員應(yīng)巡視氣象觀測場以及值班室內(nèi)的自動氣象站設(shè)備。首先應(yīng)該檢查要素觀測的傳感儀器是否正常工作，如檢查測雨傳感器的漏斗，避免被草葉雜物堵塞;檢查地溫傳感器的埋置是否正確;風(fēng)向、風(fēng)速傳感器轉(zhuǎn)動是否靈活等，同時每小時整點前10 min要檢查計算機顯示的各實時數(shù)據(jù)是否正常。只有按時巡視，認真檢查，才能較早發(fā)現(xiàn)問題，及時解決，確保觀測數(shù)據(jù)真實可靠。

　　三、做好時間校準(zhǔn)

　　氣象觀測對觀測時間的要求十分嚴(yán)格，定時定點的氣象數(shù)據(jù)對天氣預(yù)報業(yè)務(wù)的質(zhì)量具有重要的意義。在自動氣象站中，對氣象數(shù)據(jù)的時間設(shè)置主要通過采集器的時鐘來進行調(diào)整。屏幕顯示的采集器時鐘一般采用對時軟件進行時間校準(zhǔn)。在整點時刻過后，計時采集器的時鐘按照原先設(shè)置的規(guī)則，進行時間校對，然后在整點后1～2 min內(nèi)采集氣象數(shù)據(jù)，并通過自動氣象站的相關(guān)軟硬件進行處理和傳輸。自動氣象站的采集器和主控機所有程序指令均按照規(guī)定時間執(zhí)行，假如采集器的整點對時不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致采集器按照錯誤的時間進行數(shù)據(jù)采集，而且采集到的數(shù)據(jù)也可能因為時間錯誤而無法形成正確的文件格式，從而影響最終的數(shù)據(jù)處理和存儲。值得注意的是，在調(diào)整采集器的時間時，應(yīng)該避免雨量較大的時段。因為采集器的時間調(diào)整有一個時間域，在時間域內(nèi)進行數(shù)據(jù)采集器時間調(diào)整將可能延誤分鐘雨量的采集，從而導(dǎo)致重要降水信息的缺失，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致分鐘雨量數(shù)據(jù)文件無法形成和傳輸

　　四、加強電源維護

　　在自動氣象站的維護過程中，電源供電檢查常被檢查人員遺漏。事實上，自動氣象站的供電是否穩(wěn)定和正常，是自動站維護的重要工作之一。自動氣象站對氣象要素的采集有十分嚴(yán)格的規(guī)定和要求，而且采集器觀測到氣象數(shù)據(jù)后還有一個分析、處理、傳輸和存儲的過程。只有自動氣象站的供電正常穩(wěn)定，才能觀測到高質(zhì)量的氣象數(shù)據(jù)。因此，穩(wěn)定、連續(xù)和無干擾地供電系統(tǒng)是自動氣象站正常工作的重要保障。維護時必須仔細檢查配備的UPS電源儀器是否正常工作，采集器和傳感器的電源接頭等是否連接正常，防止電源接頭連接松動。在一些市電供應(yīng)不穩(wěn)定的臺站，有條件時應(yīng)盡量配備發(fā)電機，防止長時間斷電導(dǎo)致自動站電源出現(xiàn)問題。