摘 要：自動(dòng)氣象站的使用提高了氣象工作的效率，但自動(dòng)站也經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差的問(wèn)題，影響氣象數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。為了提高自動(dòng)站的工作質(zhì)量，本文對(duì)自動(dòng)站降水?dāng)?shù)據(jù)誤差問(wèn)題原因進(jìn)行了分析研究，并提供了相應(yīng)的解決措施，以提高氣象數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，做好氣象基礎(chǔ)工作。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站；降水?dāng)?shù)據(jù)誤差；原因分析；應(yīng)對(duì)處理

本文根據(jù)我站地面氣象觀測(cè)實(shí)際情況，總結(jié)并分析了近幾年自動(dòng)站常見(jiàn)故障對(duì)降水觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差的影響，提出相對(duì)應(yīng)的解決措施。在每一個(gè)觀測(cè)的時(shí)次，如果不能夠有效地處理自動(dòng)站數(shù)據(jù)誤差的問(wèn)題，那么會(huì)直接造成自動(dòng)站地面觀測(cè)數(shù)據(jù)的失真，影響嚴(yán)重。所以正確地處理缺測(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)提高氣象工作質(zhì)量有著重要意義。

1自動(dòng)氣象站降水?dāng)?shù)據(jù)誤差原因及處理

1.1 雨量傳感器元部件損壞

自動(dòng)氣象站雨量傳感器主要由承水器、上翻斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗、匯集翻斗和干簧管構(gòu)成，承水器收集到降水后經(jīng)漏斗進(jìn)入上翻斗，累積一定量后在水重力作用下上翻斗翻轉(zhuǎn)降水注入?yún)R集漏斗內(nèi)，然后經(jīng)節(jié)流管進(jìn)入計(jì)量翻斗，計(jì)量翻斗內(nèi)的降水量達(dá)到0.1mm時(shí)就會(huì)傾倒，降水進(jìn)入計(jì)數(shù)翻斗并翻轉(zhuǎn)，其中計(jì)數(shù)翻斗頂端安有一塊小磁鋼，位于磁鋼上端的干簧管兩端各自又引出一個(gè)接線柱，由電纜線與采集器連接。計(jì)數(shù)翻斗每翻轉(zhuǎn)一次，磁鋼就會(huì)掃描一次干簧管，干簧管節(jié)點(diǎn)受磁化作用瞬間產(chǎn)生閉合，產(chǎn)生一個(gè)等同于0.1mm降水的電路導(dǎo)通脈沖，這樣一來(lái)，降水量每達(dá)到0.1mm時(shí)，整個(gè)過(guò)程運(yùn)行一次，采集器就會(huì)自動(dòng)采集到一個(gè)0.1mm降水量數(shù)據(jù)并保存。當(dāng)干簧管元件損壞，可能會(huì)連續(xù)發(fā)送信號(hào)，也可能會(huì)漏計(jì)，采集器獲取的雨量數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)異常偏大或偏小現(xiàn)象。遇此情況，運(yùn)用萬(wàn)用表連接雨量傳感器輸出端，向傳感器注入一定量的水，然后觀察計(jì)數(shù)翻斗和萬(wàn)用表的變化，如果萬(wàn)用表出現(xiàn)多個(gè)信號(hào)或無(wú)任何信號(hào)，就可判斷干簧管被損壞，需要更換新的干簧管即可恢復(fù)正常。

1.2 雨量傳感器基點(diǎn)定位調(diào)節(jié)不準(zhǔn)

由上述分析可知，采集器是通過(guò)雨量傳感器的計(jì)量翻斗翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生信號(hào)記錄降水量數(shù)據(jù)的，當(dāng)觀測(cè)到降水量數(shù)據(jù)為3mm時(shí)，正常情況下計(jì)量翻斗需要翻動(dòng)30次，如果計(jì)量翻斗翻動(dòng)次數(shù)大于或小于30次，那么獲取的數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)誤差?？梢?jiàn)計(jì)量翻斗翻動(dòng)的次數(shù)正確與否直接影響雨量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，造成計(jì)量翻斗轉(zhuǎn)動(dòng)異?？赡苁窃摲坊c(diǎn)定位螺釘之間的距離出現(xiàn)了問(wèn)題，當(dāng)距離越大，翻斗一次翻轉(zhuǎn)所用的時(shí)間就會(huì)較長(zhǎng)，翻轉(zhuǎn)的次數(shù)相對(duì)較少，距離較小時(shí)，翻斗翻轉(zhuǎn)一次用時(shí)較短，翻轉(zhuǎn)的次數(shù)就多，因此獲得的降水量觀測(cè)數(shù)據(jù)就偏多，這種基點(diǎn)定位異常造成的誤差通常屬于自動(dòng)氣象站自身系統(tǒng)誤差。遇此故障現(xiàn)象，一般采用旋轉(zhuǎn)計(jì)量翻斗上的定位螺釘，一個(gè)定位螺釘旋轉(zhuǎn)一圈差值約改變3%，旋轉(zhuǎn)兩個(gè)定位螺釘后差值可改變6%。當(dāng)差值為-2%時(shí)，與實(shí)際降水量數(shù)據(jù)相比，雨量觀測(cè)數(shù)據(jù)偏大，表明基點(diǎn)定位螺釘之間的距離偏小，計(jì)量翻斗轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)多，這時(shí)往外旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)定位螺釘約三分之二圈，使兩個(gè)基點(diǎn)定位螺釘之間的距離變大，這樣就減少了翻斗翻轉(zhuǎn)次數(shù)；當(dāng)差值在+6%時(shí)，同時(shí)向里旋轉(zhuǎn)兩個(gè)定位螺釘約一圈，縮短兩螺釘間距，增大翻斗翻轉(zhuǎn)次數(shù)。每次調(diào)整螺釘間距后都要松開(kāi)螺帽，確定該適宜位置并作標(biāo)記，最后將螺帽擰緊。

1.3 自動(dòng)氣象站雨量傳感器機(jī)械原因

雨量傳感器上、下翻斗轉(zhuǎn)動(dòng)不暢會(huì)導(dǎo)致翻動(dòng)速度較慢，這樣一來(lái)以單位時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)翻斗翻動(dòng)次數(shù)為雨量測(cè)量數(shù)據(jù)累計(jì)值就會(huì)出現(xiàn)誤差，這也是降水量觀測(cè)數(shù)據(jù)日常偏大的原因之一，屬于自動(dòng)氣象站觀測(cè)儀器機(jī)械性測(cè)量誤差。在日常工作中，觀測(cè)人員要注意做好雨量傳感器清潔維護(hù)，定期清水清洗翻斗軸頸及寶石軸承孔處，更換損壞的翻斗軸或?qū)毷S承零部件。

2 雨量傳感器設(shè)備保養(yǎng)不當(dāng)誤差及日常維護(hù)管理

自動(dòng)氣象站雨量傳感器元器件對(duì)外界因素影響反應(yīng)敏感，一旦受到干擾或破壞就會(huì)影響觀測(cè)數(shù)據(jù)的正常收集、實(shí)時(shí)傳輸?shù)?，因此?yán)格按照設(shè)備工作原理及構(gòu)造進(jìn)行操作維護(hù)至關(guān)重要。雨量傳感器維護(hù)保養(yǎng)重點(diǎn)是翻斗機(jī)械構(gòu)成部件，每月定期清理進(jìn)出水管，清除過(guò)濾網(wǎng)上滯存的泥沙、小蟲(chóng)、棉絮等雜物，確保節(jié)流管暢通，翻斗靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。冬季少雨季節(jié)，可在承水器上面加蓋，但雨天到來(lái)前要及時(shí)去除。除外，還要定期檢查和維護(hù)自動(dòng)站供電通訊設(shè)備，檢查電纜和傳感器及采集器之間連接有無(wú)松動(dòng)，檢查電纜有沒(méi)有出現(xiàn)老化、破損等。在季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)期，或者是其他的一些關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期，工作人員要依照相關(guān)技術(shù)要求檢查傳感器、電線等各種設(shè)備，保證設(shè)備安裝及參數(shù)設(shè)置正常無(wú)誤。

3 人為操作不當(dāng)造成降水?dāng)?shù)據(jù)誤差

隨著新型自動(dòng)氣象站在氣象臺(tái)站的建成并投入使用，地面氣象觀測(cè)基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，降低了傳統(tǒng)人工觀測(cè)勞動(dòng)量，但精密儀器及先進(jìn)觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用同時(shí)也對(duì)觀測(cè)業(yè)務(wù)人員工作能力提出了更高的要求，觀測(cè)人員必須熟練掌握觀測(cè)儀器工作原理及操作規(guī)范，嚴(yán)格遵守地面觀測(cè)工作制度，否則極易因?yàn)椴僮鞑划?dāng)造成觀測(cè)數(shù)據(jù)異常。日常值班期間，做好自動(dòng)氣象站巡視工作，加強(qiáng)觀測(cè)儀器設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并處理，確保儀器設(shè)備正常運(yùn)行，提高觀測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性。

4 結(jié)語(yǔ)

廣東省珠海市斗門(mén)區(qū)氣象觀測(cè)站自建設(shè)并投入新型自動(dòng)氣象站以來(lái)，地面氣象觀測(cè)質(zhì)量得到了很大的提高，為天氣預(yù)報(bào)及其他氣象服務(wù)提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。斗門(mén)區(qū)氣候溫暖濕潤(rùn)，降水較多，夏季多暴雨、強(qiáng)對(duì)流天氣，因此做好降水觀測(cè)及預(yù)報(bào)對(duì)當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)服務(wù)有重要現(xiàn)實(shí)意義。在實(shí)際地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)中，要加強(qiáng)降水誤差原因總結(jié)，不斷學(xué)習(xí)觀測(cè)相關(guān)知識(shí)，掌握業(yè)務(wù)技能，做好日常觀測(cè)儀器設(shè)備維護(hù)管理，盡可能的避免和降低觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差現(xiàn)象，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整及實(shí)用，做好地方氣象基礎(chǔ)工作，更好、更全面服務(wù)到人民大眾。

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作者簡(jiǎn)介

梁穎（1972-），女，漢族，廣東省湛江市人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事綜合氣象觀測(cè)工作。