摘要：長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的地面資料基本上是通過(guò)人工器測(cè)采集.目前,我國(guó)大氣探測(cè)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(cè)和存儲(chǔ)氣象觀測(cè)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(jiàn)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(cè)儀器，自動(dòng)氣象站在氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)中已規(guī)模使用，極大地提高了地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的采集速度，增加了觀測(cè)數(shù)據(jù)的客觀化和規(guī)范化程度，促進(jìn)了要素觀測(cè)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(cè)儀器，其元器件較多，電子觀測(cè)設(shè)備較為細(xì)致精密。因此，其與常規(guī)觀測(cè)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(méi)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(cè)數(shù)據(jù)多數(shù)出現(xiàn)紅色值,各有關(guān)數(shù)據(jù)框均無(wú)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(cè)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(kāi)關(guān)由“1”置于“0”,再將采集器工作開(kāi)關(guān)由“1”置于“0”;③重新打開(kāi)采集器。先將采集器后右端電源開(kāi)關(guān)由“0”置于“1”上,接通電源,聽(tīng)到一聲“嘟”的響聲,待響聲停止后將采集器后左端工作開(kāi)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(cè)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(guò)程中采集器故障會(huì)造成所有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)的數(shù)據(jù)缺測(cè),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(cè)時(shí),不能內(nèi)插,各數(shù)據(jù)仍按缺測(cè)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(zhǎng)期受土壤的腐蝕,難免會(huì)生銹,影響測(cè)量精度,有時(shí)出現(xiàn)地溫逐漸偏高或偏低,而無(wú)野值出現(xiàn),所以很難發(fā)現(xiàn),只有經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的對(duì)比才能察覺(jué)[2]。另外,疏松地溫場(chǎng)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?chǎng)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(chǎng)的過(guò)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(cè)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(chǎng)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(zhǎng)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(wú)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(kāi)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(wú)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(cè)場(chǎng)檢查雨量傳感器,發(fā)現(xiàn)漏斗堵塞,沒(méi)有翻斗計(jì)數(shù),經(jīng)過(guò)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(guò)程自動(dòng)站雨量傳感器觀測(cè)的總量值與人工站雨量筒觀測(cè)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(cè)量值與雨量筒測(cè)值一致。因此,判斷為自動(dòng)站雨量傳感器問(wèn)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(shì)急時(shí)通過(guò)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(cè)值偏大。因臺(tái)站沒(méi)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(mén)來(lái)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(cè)儀器，是一整套集測(cè)量、處理、傳輸和存儲(chǔ)的集成化系統(tǒng)。由于其觀測(cè)器件較多，因此不可避免會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)法的問(wèn)題。同時(shí)，鑒于氣象觀測(cè)的特殊性，其對(duì)觀測(cè)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(lái)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(guó)氣象局頒布的地面氣象觀測(cè)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(cè)場(chǎng)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(cè)的傳感儀器是否正常工作，如檢查測(cè)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(wèn)題，及時(shí)解決，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

　　三、做好時(shí)間校準(zhǔn)

　　氣象觀測(cè)對(duì)觀測(cè)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(guò)采集器的時(shí)鐘來(lái)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(guò)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(guò)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(wú)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(wú)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(guò)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(cè)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(guò)程。只有自動(dòng)氣象站的供電正常穩(wěn)定，才能觀測(cè)到高質(zhì)量的氣象數(shù)據(jù)。因此，穩(wěn)定、連續(xù)和無(wú)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(zhǎng)時(shí)間斷電導(dǎo)致自動(dòng)站電源出現(xiàn)問(wèn)題。