摘要 針對中國氣象局改革要求地面觀測系統(tǒng)設備運行保障質量、地面觀測資料傳輸正常、地面觀測數(shù)據(jù)正確，在日常工作中觀測人員應對自動站儀器經常維護，對常見故障能及時處理。每日日出后和日落前應巡視觀測場和值班室內的自動氣象站設備，白天每正點前30 min要查看前2 h和本小時數(shù)據(jù)采集是否正常；一般1～2 d重啟計算機，每天19：00應檢查自動站采集器時鐘對時；已實現(xiàn)自動觀測的要素數(shù)據(jù)異常，正點時次的記錄按照先分鐘數(shù)據(jù)替代、備份自動站記錄、內插記錄的順序代替，以保證數(shù)據(jù)的準確性。

關鍵詞儀器維護；傳感器；數(shù)據(jù)；記錄處理；自動站

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）24-08291-04

Equipment Maintenance and Handling of Abnormal Record at Automatic Station

LV Hongyu et al （Jiamusi Meteorological Bureau， Jiamusi， Heilongjiang 154004）

AbstractGroundbased Observation System Reform carried out by CMA requires that equipment should be operate soundly， observation data should be transferred properly and correctly. Observer should maintain equipment regularly， and cope with common faults timely， inspect equipment daily before sunrise and after sunset， ensure the data collection normal 30 minutes before every hour at daylight. The computer restarted should every 1 or 2 day. The clock on the collector should be checked at 19：00 every day. If automatic data were abnormal， record at hour should be replaced first， then automatic data be copied， records be interpolated to ensure the accuracy of the data.

Key words Instrument maintenance； Sensors； Data； Recording process； Automation station

根據(jù)《中國氣象局關于縣級綜合氣象業(yè)務改革發(fā)展的意見》部署，全國2 203個地面氣象觀測站于2014年1月1日起開展地面氣象觀測業(yè)務調整工作，優(yōu)化國家級臺站觀測任務，取消云狀和煙幕等13種天氣現(xiàn)象觀測，調減人工觀測時次，取消夜間觀測，調整部分編發(fā)報任務，要求必須保證自動站進行數(shù)據(jù)采集、質控、傳輸正確。2014年中國氣象局觀測司與預報司新的《地面氣象觀測質量考核辦法（試行）》，主要考核地面觀測系統(tǒng)設備運行保障質量、地面觀測資料傳輸質量、地面觀測數(shù)據(jù)質量3個方面，因此要求各站日常工作中做好自動站設備儀器維護，及時對軟件、硬件出現(xiàn)的故障處理，對于自動站數(shù)據(jù)應準確及時上傳，避免逾限上報和錯誤數(shù)據(jù)上傳。筆者在此對自動站儀器維護及異常記錄處理進行了詳細分析。

1 自動站儀器維護

1.1 溫、濕傳感器維護

1.1.1維護。溫濕傳感器的百葉箱內應安裝特制的支架，位于百葉箱水平面的中心，電纜線由支架底部穿入管內，管頂取出，傳感器固定在橫臂的夾子中，頭部向下。安裝自動站傳感器的百葉箱不能用水洗，最好每半月用濕布擦拭或毛刷刷拭[1]。冬季在08：00、11：00、14：00、17：00、20：00前30 min巡視觀測場時，要小心用毛刷把百葉箱頂、箱內和壁縫中的雪和霧凇掃除干凈。濕敏電容傳感器的頭部有保護濾膜，防止感應元件被塵埃污染；每月應拆開傳感器頭部網罩，若污染嚴重應更換新的濾膜[2]。禁止手觸摸濕敏電容和直接對傳感器呼吸，以免影響正常感應。北方冬季更換保護濾膜應帶棉手套，防止手的溫度過高，造成溫度采集異常。

1.1.2實例。某自動站1月1日10：21～10：23更換濕敏電容傳感器濾膜沒帶手套，造成21～23分氣溫數(shù)據(jù)跳變，小時最高溫度偏高1.8 ℃，在日常儀器維護后要仔細查看分鐘數(shù)據(jù)是否正確。處理方法是11：00正點地面觀測數(shù)據(jù)維護，點擊氣溫欄，然后按住shift鍵和鼠標右鍵出現(xiàn)自動站氣溫分鐘數(shù)據(jù)窗口，查看21～23分氣溫出現(xiàn)跳變，應按缺測處理，該小時最高溫度從本小時其他分站數(shù)據(jù)挑?。▓D1）。

1.2 地溫和草溫傳感器安裝與維護春季積雪融化后或夏季大暴雨過后，地溫場土壤潮濕，不能有積水，應墊些干土，淺層地溫傳感器安裝支架的零標志線要與地面齊平，地面溫度傳感器一半埋在土內，一半露出地面，巡視時擦拭沾附在上面的雨露和雜物。冬季鉑電阻地面溫度傳感器被積雪埋住時仍按正常觀測，傳感器的高度和位置不變，但需在觀測簿備注欄注明，備注時間應盡可能具體到分鐘。積雪覆蓋地面溫度傳感器測得的是雪下地面溫度，而人工站地面溫度表是測量雪面溫度，二者缺測時不能相互代替。深層地溫傳感器經過冬季封凍至春季回暖容易發(fā)生高度和安裝角度變化，春季應檢查深層地溫傳感器安裝的信號線連接是否牢靠，線管與傳感器外套管相距約20 cm，高度與外套管平齊，與地面垂直，并排列整齊[3-5]。如某自動站為春季深層地溫出現(xiàn)的高度不一致現(xiàn)象（圖2）。處理方法是待地面全部解凍，平整深層地溫場，調整深層地溫高度。每月初或大雨過后應檢查深層地溫傳感器硬橡膠套管內是否有積水，如有積水，及時用棉紗將水蘸干，如經常積水，可能外套管損壞，漏水，應更換外套管。草溫傳感器安裝高度6 cm，草溫觀測區(qū)域內草高不超過10 cm，在春秋季當有降雪但未掩沒草層時，繼續(xù)進行草溫觀測，當積雪掩沒草層或掩沒傳感器時，將傳感器置于原來位置的雪面上，這時測量雪面溫度[6-8]。在有大的降雪的日子里每小時應巡視觀測場，使其水平安裝在未被破壞的雪面上，感應部分埋入雪中一半，保證測量的是雪面溫度。如果長時間不巡視造成傳感器埋入雪中測量雪中溫度，造成雪溫數(shù)據(jù)偏高，失去數(shù)據(jù)真實性，應按缺測處理。根據(jù)經驗冬季夜間不守班如果出現(xiàn)5 mm以上降雪，次日07：00應及時查看雪溫記錄是否異常，進行處理。

圖1 小時最高氣溫出現(xiàn)異常圖2 春季深層地溫異常如某自動站11月14日降雪9.7 mm、雪深9 cm，15日降雪7.3 mm、雪深19 cm，14日12：00～16日08：00雪溫傳感器沒有拿到雪面上，被積雪埋住測量雪中溫度，造成14日13：00～16日08：00數(shù)據(jù)雪溫偏高，與地面溫度接近，與氣溫偏差很大（表1）。處理方法是：首先將14～16日逐時地面溫度、雪溫、氣溫資料對比，發(fā)現(xiàn)被積雪覆蓋時雪面溫度偏高幾乎與雪下地面0 cm溫度相近，比氣溫偏高很多，正常情況下積雪層相當于土壤和空氣之間的一個絕熱層，夜間使雪溫迅速下降，在次日04：00～06：00，雪面溫度變化才平緩。在08：00左右雪溫和氣溫基本相同，雪溫傳感器一半裸露在空氣中，受太陽直接輻射的影響，比氣溫升溫速度快，在11：00～12：00，草溫比氣溫高，午后雪溫逐漸下降[9-11]。了解觀測員確實沒有將傳感器拿到雪面上，將14日13：00～16日08：00異常數(shù)據(jù)按缺測處理，14、15、16日平均亦按缺測處理，14、16日最高最低雪面溫度從實有記錄挑取，15日最高最低雪面溫度按缺測處理，在月報表備注欄備注（圖3）。

表1 14～16日各定時氣溫、雪溫、地面溫度變化℃

日期02：00氣溫地溫雪溫08：00氣溫地溫雪溫14：00氣溫地溫雪溫20：00氣溫地溫雪溫14日-6.1-3.3-6.2-7.3-2.8-4.3-5.6-1.5-1.7-6.2-2.3-2.815日-7.0-2.0-2.7-7.0-1.8-2.5-5.5-1.0-0.9-8.6-1.3-1.616日-8.9-1.5-2.3-9.8-1.4-2.2-8.5-0.9-5.6-12.2-1.5-15.4

圖3 雪溫異常記錄處理1.3 雨量傳感器的維護雨量傳感器每半月至少定期檢查一次，清除灰土、砂石、草皮、蟲窩等，以免堵塞管道、濾網。每次巡視時翻斗內壁若有臟物，禁止用手或其他物體抹擦翻斗內壁，以免沾上油污，可在無降水時斷開信號連接線，用清水從承水器注入反復沖洗，水流速不宜過大。對于雙翻斗雨量傳感器可以將承水漏斗節(jié)流管的下端管壁磨成刀刃狀，管口磨成斜面，減小水滴與節(jié)流管的接觸面積，還可以將節(jié)流管的內壁和下沿涂上蠟來減少滯后。冬季使用稱重傳感器維護之前應先斷開稱重式傳感器電源，拔下數(shù)據(jù)線。當內筒內的液體較多或雜物過多時，應清空，然后添加相應的防凍液和蒸發(fā)抑制油。當內筒內的防凍液和蒸發(fā)抑制油過少時，應適量添加。冬季有大降雪在盛水口沿會被積雪覆蓋，應及時將口沿積雪掃入桶內，口沿以外的積雪及時清除。

1.4 大型蒸發(fā)儀器的維護大型蒸發(fā)器必須保持水圈、土圈的完整結構，防塌墻寬度為6～10 cm，每月檢查土圈內土高度，及時清除雜草，雨后造成地表板結時，應及時將表土耙松。水圈內水要保持清潔，水面無漂浮物，水中無小蟲及懸浮污物，無青苔。水色無顯著改變，一般每月?lián)Q一次水。清洗換水時應選擇在陰天蒸發(fā)較弱，正點過后換水，桶內注水，使水面接近不銹鋼筒的最高水位刻度線處。保持水面位于最高和最低刻度線之間。每站應有固定值，每日20：00觀測完加水（有降水時舀水）到固定值上，使水面高度合適。預計可能降大到暴雨時，將蒸發(fā)桶和專用雨量筒同時蓋?。ㄟ@時蒸發(fā)量按“0.0”計算），待雨?；蜣D小后，把蒸發(fā)桶和專用雨量筒蓋同時打開，繼續(xù)進行觀測。

1.5 風儀器的維護春秋季節(jié)因有霧、雨或雨加雪等降水，在溫度較低時風的感應器容易凍住。要注意人工站電接風向風速儀和自動站風向風速傳感器轉動是否靈活，特別是風速記錄器是否出現(xiàn)長時間劃平線或感覺有風，但自動站各項風速是否較長時間均為零、風向長時間為某一固定數(shù)值的不正常狀況，值班員應每小時查看一次分鐘數(shù)據(jù)，一經發(fā)現(xiàn)數(shù)值異常應放倒風桿，清除上面的冰或更換感應器?？捎幂p便風向風速表補測數(shù)據(jù)，不能影響小時數(shù)據(jù)的上傳。

1.6 自動站軟件維護

1.6.1維護。 自動站監(jiān)控軟件一直處于運行狀態(tài)，每分鐘采集1次，每日采集1 440次，長時間運行監(jiān)控軟件，采集成功率顯著下降，應1～2 d重啟計算機，重新開監(jiān)控軟件。每天19：00應檢查自動站采集器時鐘，如果與北京時相差30 s，應在業(yè)務軟件對參數(shù)的設置和系統(tǒng)時鐘的調整時，必須保證采集器和計算機時鐘一致。 白天守班期間應每小時查看數(shù)據(jù)是否正常，白天08：00、11：00、14：00、17：00、20：00正點記錄出現(xiàn)異常時，定時觀測時次的記錄應立即進行處理，其他正點時次的記錄應在下一定時觀測前完成修改、上傳。夜間不守班期間，次日07：00應查看數(shù)據(jù)是否正常，夜間正點記錄出現(xiàn)異常時，應在當日10：00前完成修改、上傳。若夜間數(shù)據(jù)異常影響到08：00、09：00記錄時，應在10：00前對08：00、09：00相應記錄進行修改、上傳。自動觀測的氣溫、相對濕度、風向、風速、氣壓、地溫、草溫記錄異常時，正點時次的記錄按照正點前10 min記錄、正點后10 min記錄、備份自動站記錄、內插記錄（風向、風速不做內插）的順序代替。若無自動記錄可代替時，僅對相應定時時次記錄進行人工補測（草溫除外），其他時次按缺測處理，若某要素人工觀測儀器已按規(guī)定撤除，則該要素不再人工補測。

1.6.2實例。自動站14：00正點2 min風向為C靜風，風速0.0 m/s，而其余風向風速正常，小時最高、最低溫度和最小相對濕度及出現(xiàn)時間空白，測報軟件沒有任何提示，質控保存正常。處理方法是在正點地面數(shù)據(jù)維護里雙擊固定列，用查看RTD文件內接近正點分鐘數(shù)據(jù)是否存在，用接近正點10 min記錄替代（圖4）。如果RTD分鐘數(shù)據(jù)也缺測，重啟計算機，在監(jiān)控軟件進行常規(guī)數(shù)據(jù)卸載，查看記錄是否正常，如果還不正常，重新插拔自動站數(shù)據(jù)線與計算機接口，再卸載定時數(shù)據(jù)就正常了，這是由于自動站數(shù)據(jù)線與計算機接口松動接觸不良造成丟失部分自動站數(shù)據(jù)。

42卷22期呂紅玉等自動站儀器維護及異常記錄處理2 小結

（1）自動站儀器安裝嚴格按照地面規(guī)范規(guī)定，每日日出后和日落前應巡視觀測場和值班室內的自動氣象站設備。巡視的主要內容包括查看各傳感器是否正常、雨量傳感器的漏斗有無堵塞、地溫傳感器的埋置是否正確、風向、風速傳感器是否轉動靈活等。

（2）保持自動站設備處于正常連續(xù)的運行狀態(tài)，白天每正點前30 min要查看前2 h正點數(shù)據(jù)采集是否正常，當時采集器的顯示屏或計算機顯示的實時觀測數(shù)據(jù)是否正常。

（3）1～2 d重啟計算機，重新開監(jiān)控軟件。每天19：00應檢查自動站采集器時鐘對時。

（4）數(shù)據(jù)異常已實現(xiàn)自動觀測的氣溫、相對濕度、風向、風速、氣壓、地溫、草溫記錄異常時，正點時次的記錄按照正點前10 min記錄、正點后10 min記錄、備份自動站記錄、內插記錄（風向、風速、降水不做內插）的順序代替。若無自動記錄可代替時，僅對相應定時時次記錄進行人工補測（草溫除外），其他時次按缺測處理，若某要素人工觀測儀器已按規(guī)

圖4 雪溫異常記錄處理定撤除，則該要素不再人工補測。

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