姚秋云，楊曉蕊，王愛萍，施 君

(湖南省懷化市氣象局，湖南 懷化 418000)

凍雨天氣如何確保風的正常觀測

姚秋云，楊曉蕊，王愛萍，施 君

(湖南省懷化市氣象局，湖南 懷化 418000)

凍雨的出現(xiàn)，會影響對其風速監(jiān)測的人工觀測風向風速感應(yīng)器、自動觀測單翼風向傳感器和風杯風速傳感器。凍結(jié)后出現(xiàn)的風速為靜風，不能真實地記錄當時的風向風速，造成觀測數(shù)據(jù)缺測。為了確保觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，作者在實際工作中進行了一些探索，采取多種方式方法對該問題進行預防和補救，最大限度保證了資料的連續(xù)性、完整性。

凍雨;風向風速儀;觀測

1 引言

我國中部及南方大部分地區(qū)，近年來冬、春兩季多出現(xiàn)凍雨。凍雨是一種危害極大的災害性天氣現(xiàn)象。不僅給廣大人民群眾生產(chǎn)、生活帶來不便，而且給國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)部門如交通、能源、通訊等部門造成重大經(jīng)濟損失。對其進行嚴密監(jiān)測顯得十分重要。

凍雨在短時間內(nèi)大量過冷卻水撞凍形成的雨凇，與過冷霧滴長時間的撞凍與冰水轉(zhuǎn)化形成的霧凇交替出現(xiàn)，在氣象觀測風向風速儀器上形成了復合積冰［1］，導致風向風速儀器停轉(zhuǎn)，嚴重影響了氣象觀測的連續(xù)性和準確性，通過對風向風速儀器采取預防措施，可確保資料的連續(xù)性，采取觀測的補救措施，可確保資料的完整性。

2 凍雨對風向、風速觀測的影響

眾所周知，2008年初我國華中、華南大部分地區(qū)發(fā)生了歷史罕見、五十年一遇的雨雪冰凍天氣。其持續(xù)時間之長，危害之大，實屬罕見。以懷化為例，自1月13日開始至月底結(jié)束的凍雨天氣過程，給全區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、供電、供水及人民生活造成嚴重的影響和損失，各類直接經(jīng)濟損失達31 605萬元。鑒于凍雨給國計民生、社會各行各業(yè)造成的危害，嚴密監(jiān)測凍雨現(xiàn)象的形成和發(fā)展，意義十分重大。

凍雨結(jié)冰的強度與風速關(guān)系較大［1］，風速越大，結(jié)冰強度越大，儀器被凍結(jié)得越結(jié)實。而這也正是對凍雨監(jiān)測所必須的氣象要素，風向風速傳感器被凍結(jié)后，造成記錄中斷，得不到連續(xù)的風向風速記錄，就無法對凍雨天氣進行跟蹤監(jiān)測。如懷化氣象站2008年1月20-28日自動站風向風速傳感器被凍住，部分2 min、10 min及日最大、極大風記錄缺測。2010年1月5-6日的雨凇雖然持續(xù)時間較短，也致使風傳感器被凍住，記錄均為靜風。2011年1月1-6日的雨凇也致使2日04-20時、3日21-15時自動站風向風速傳感器被凍住。被雨凇凍住與被積雪覆蓋不同，若只是被積雪覆蓋，搖下風桿拉線，把雪抖掉即可。而雨凇會牢牢地凍住風向風速傳感器，使它不能轉(zhuǎn)動，無法真實地感應(yīng)、記錄外界的風向風速。若爬上去融冰，它離地面有10～12 m高，又冷又滑，太危險。就算可以把風桿放倒了融冰，可能剛?cè)诹?，一放上去又被凍住了。即使可用輕便風向風速表或目測記錄作發(fā)報用，卻得不到連續(xù)的風向風速記錄。

3 冬季如何確保風向風速傳感器正常運行

若本地氣象臺發(fā)布了凍雨的天氣預報，可以提前采取以下防凍措施，確保風向風速傳感器能安全過冬。

3.1 加保溫棉

在風杯的軸承處、風標的軸承處及風向風速傳感器與風桿的連接處等怕凍或易凍部位纏上保溫棉，盡量纏厚點，就像人穿上了厚厚的棉衣，就不那么怕冷了，也就不容易凍結(jié)了。

3.2 涂防凍油或防凍液

在風杯內(nèi)外、風杯的軸承處、風標的軸承處及風向風速傳感器與風桿的連接處均涂上防凍油或防凍液，防止風向風速傳感器凍結(jié)。另外，在每年進行風向風速傳感器常規(guī)維護時，還可在人工站風向風速傳感器與風桿的連接處涂上上好的黃油，防止這里進水后風向打印“77”。

3.3 安裝電熱保溫箱

在風向風速傳感器的易凍部位裝上電熱保溫箱。保溫箱內(nèi)裝有電加熱裝置，起熱裝置是由電熱管、溫度控制器組成，箱體側(cè)面裝有插座，當接通電源后，箱內(nèi)加熱到所需溫度時，再由溫度控制器接通電源繼續(xù)升溫。通過反復工作使箱內(nèi)溫度能保持在一定范圍內(nèi)，起到保溫的作用，使風向風速傳感器不致被凍結(jié)，能正常運轉(zhuǎn)。當然這要求電源比較方便才行。同樣，若電源方便的話，也可以直接在風向風速傳感器易凍部位裝上一個小的發(fā)熱燈泡或燈管等，增加熱量供給，防止風向風速傳感器凍結(jié)。

3.4 采取補救措施

若未提前采取預防措施，而此時風向風速儀器已經(jīng)凍結(jié)，為不影響正點發(fā)報，可采用輕便風向風速表。它是測量風向和1 min內(nèi)平均風速的儀器，按照輕便風向風速儀器的觀測要求進行觀測后就可記錄了。若沒有輕便風向風速表，就采用目測，確保觀測記錄的完整。

4 幾次成功的實例

實例1：以懷化觀測站為例，2010年12月14-18日，強冷空氣來襲，日平均氣溫4.2℃，日最低氣溫達-1.3℃。14-16日均為雨雪天氣。但由于在冷空氣來臨之前，已給風向風速傳感器涂上了防凍油，自動站、人工站風向風速傳感器都未凍結(jié)，正常運行。

實例2：以芷江基本站為例，2011年1月1-6日，強冷空氣來襲，氣溫驟降，雨雪相伴，雨凇持續(xù)了6 d，各氣象要素如表2。

從自動站風向風速記錄看，2日05時—3日09時2 min、10 min風向風速因傳感器被凍住全部為靜風，故均按缺測處理。3日9時后放倒自動站風桿，把覆在自動站單翼風向傳感器和風杯風速傳感器及軸承處的冰層清理后，在這些易凍部位纏上了厚厚的保溫棉，其后至6日雨凇過程結(jié)束，風向風速記錄均正常。

日期 平均氣溫日最低氣溫 天氣現(xiàn)象1 02 -13 60 0142 0152’0923 1455’1714 2000，79 0307 0324，03，68 1455 1714，56 1711 2000，.2 -17 -23 03，60 2000 1625，56 2000 2000，79 0932 1826，70 1826 2000，.3 -20 -27 03，70 2000 2224’2309 0608，56 2000 2000，16，10，.4 -09 -19 03，10，16，56 2000 2000，.5 04 -01 03，10，16，56 2000 2000，60 1411 2000，.6 22 05 03，56 2000 2050，60 2000 2011’2243 0010，10，05，.

5 結(jié)論與討論

在過去幾年的冬季觀測實踐中，為防止人工站風向風速感應(yīng)器、自動站單翼風向傳感器和風杯風速傳感器被凍住，造成風向風速記錄缺測，在冷空氣來臨之前采取了加保溫棉、涂防凍油或防凍液、安裝電熱保溫箱等措施，保障了冬季風向風速記錄的連續(xù)、準確。這對于現(xiàn)用的風向風速觀測儀器是行之有效的，但方法較為麻煩，今后研究出廠的風向風速儀器，應(yīng)該考慮解決這一問題，確保觀測的連續(xù)性和準確性。

［1］ 吳兌.關(guān)于凍雨和雨凇、霧凇之我見［J］.廣東氣象，2008，30(1).

［2］ 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范［M］.2003.

P412

B

1003-6598(2012)04-0063-02

2012-04-28

姚秋云(1977—)，女，工程師，主要從事地面氣象觀測工作。