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(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)正在實(shí)施.自動(dòng)氣象站是一種能自動(dòng)地觀測和存儲(chǔ)氣象觀測數(shù)據(jù)的設(shè)備,為了保持自動(dòng)站設(shè)備處于正常連續(xù)的運(yùn)行狀態(tài),做好儀器的日常維護(hù)是十分重要的一項(xiàng)工作。本文在此對(duì)幾種常見的儀器故障做了分析。

　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)化,氣象,故障

　　引言：為一種自動(dòng)化的觀測儀器，自動(dòng)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(jìn)了要素觀測數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)能力。與此同時(shí)，自動(dòng)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(xì)致精密。因此，其與常規(guī)觀測儀器一樣，需要按照規(guī)范進(jìn)行常規(guī)的維護(hù)和清理。

　　一、自動(dòng)氣象站儀器故障的分析

　　1、采集器故障

　　當(dāng)自動(dòng)氣象站采集器遭受雷擊時(shí),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(shí)、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(jì)算機(jī)顯示軟件實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)起到資料保護(hù)的作用。如不能恢復(fù)正常,則按以下方法處理:①將計(jì)算機(jī)退出“地面氣象測報(bào)業(yè)務(wù)軟件”,關(guān)閉計(jì)算機(jī);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(shí)、分、秒重新修改設(shè)置后按一下復(fù)位鍵;④重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī),進(jìn)入“地面氣象測報(bào)業(yè)務(wù)軟件”和“自動(dòng)氣象站監(jiān)控軟件”,再進(jìn)入“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控”,特別注意計(jì)算機(jī)時(shí)間要修改正確。過程中采集器故障會(huì)造成所有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測的數(shù)據(jù)缺測,這時(shí)如果未影響正點(diǎn)數(shù)據(jù),則只對(duì)小時(shí)內(nèi)的極值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,如果影響1 h的數(shù)據(jù),則用前后定時(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)插求得,按正常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);若連續(xù)2個(gè)或以上定時(shí)數(shù)據(jù)缺測時(shí),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(huì)生銹,影響測量精度,有時(shí)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(shí)間的對(duì)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?yàn)榈販貓鍪杷珊笸临|(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)觀測此種情況屬異常現(xiàn)象,隨后查明這種現(xiàn)象是疏松地溫場時(shí)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(gè)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(hù)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(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn)虹吸雨量計(jì)已經(jīng)上升0.5 mm,回到值班室發(fā)現(xiàn)自動(dòng)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?cái)?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(jì)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(dòng)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(jì)測量值與雨量筒測值一致。因此,判斷為自動(dòng)站雨量傳感器問題,分析發(fā)現(xiàn)降水緩和時(shí)兩者差值較小,降水急時(shí)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(dòng),雨勢急時(shí)通過慣性帶動(dòng)翻斗多翻計(jì)數(shù),從而造成自動(dòng)站雨量傳感器測值偏大。因臺(tái)站沒有計(jì)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(shí)再進(jìn)行修復(fù)。

　　二、保證定期維護(hù)儀器

　　自動(dòng)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(chǔ)的集成化系統(tǒng)。由于其觀測器件較多，因此不可避免會(huì)出現(xiàn)一些無法的問題。同時(shí)，鑒于氣象觀測的特殊性，其對(duì)觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性要求較高，因此若因?yàn)閮x器故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)記錄缺失或者錯(cuò)誤，可能會(huì)給氣象業(yè)務(wù)帶來誤導(dǎo)和損失。因此，定期巡視和維護(hù)自動(dòng)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(dòng)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(dòng)是否靈活等，同時(shí)每小時(shí)整點(diǎn)前10 min要檢查計(jì)算機(jī)顯示的各實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是否正常。只有按時(shí)巡視，認(rèn)真檢查，才能較早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決，確保觀測數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

　　三、做好時(shí)間校準(zhǔn)

　　氣象觀測對(duì)觀測時(shí)間的要求十分嚴(yán)格，定時(shí)定點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)對(duì)天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的質(zhì)量具有重要的意義。在自動(dòng)氣象站中，對(duì)氣象數(shù)據(jù)的時(shí)間設(shè)置主要通過采集器的時(shí)鐘來進(jìn)行調(diào)整。屏幕顯示的采集器時(shí)鐘一般采用對(duì)時(shí)軟件進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)。在整點(diǎn)時(shí)刻過后，計(jì)時(shí)采集器的時(shí)鐘按照原先設(shè)置的規(guī)則，進(jìn)行時(shí)間校對(duì)，然后在整點(diǎn)后1～2 min內(nèi)采集氣象數(shù)據(jù)，并通過自動(dòng)氣象站的相關(guān)軟硬件進(jìn)行處理和傳輸。自動(dòng)氣象站的采集器和主控機(jī)所有程序指令均按照規(guī)定時(shí)間執(zhí)行，假如采集器的整點(diǎn)對(duì)時(shí)不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致采集器按照錯(cuò)誤的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而且采集到的數(shù)據(jù)也可能因?yàn)闀r(shí)間錯(cuò)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(chǔ)。值得注意的是，在調(diào)整采集器的時(shí)間時(shí)，應(yīng)該避免雨量較大的時(shí)段。因?yàn)椴杉鞯臅r(shí)間調(diào)整有一個(gè)時(shí)間域，在時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集器時(shí)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(qiáng)電源維護(hù)

　　在自動(dòng)氣象站的維護(hù)過程中，電源供電檢查常被檢查人員遺漏。事實(shí)上，自動(dòng)氣象站的供電是否穩(wěn)定和正常，是自動(dòng)站維護(hù)的重要工作之一。自動(dòng)氣象站對(duì)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(gè)分析、處理、傳輸和存儲(chǔ)的過程。只有自動(dòng)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(dòng)氣象站正常工作的重要保障。維護(hù)時(shí)必須仔細(xì)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(dòng)。在一些市電供應(yīng)不穩(wěn)定的臺(tái)站，有條件時(shí)應(yīng)盡量配備發(fā)電機(jī)，防止長時(shí)間斷電導(dǎo)致自動(dòng)站電源出現(xiàn)問題。