王 強,陳卿才,董立亭,陳勝遠
(1.貴州省大氣探測技術(shù)與保障中心,貴州 貴陽 550081;2.海南省氣象探測中心,海南 ???570100)
隨著貴州省氣象現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入,我省絕大部分的國家級臺站通過2018年自動站升級改造已基本實現(xiàn)雙套新型自動氣象站主備份同步運行。各種要素的區(qū)域站已建設(shè)3 000個站左右,其中列入中國局考核的區(qū)域自動氣象站有1 200個,包含天氣站280個。為保證各類自動氣象站探測數(shù)據(jù)可靠性和準確性[1,2],計量檢定人員必須定期對不同地域及不同使用環(huán)境中的氣象設(shè)備進行室內(nèi)檢定或者現(xiàn)場校準,以確保氣象計量值穩(wěn)定可靠的傳遞。由于氣象設(shè)備數(shù)量種類多,建設(shè)范圍廣,需要將氣象計量保障體系工作按照氣象站級別進行分級分類,形成省級氣象計量部門對國家級自動站開展室內(nèi)檢定和現(xiàn)場校準業(yè)務(wù);市州級氣象計量部門對國家級自動站開展現(xiàn)場核查、對國家級天氣站開展室內(nèi)和現(xiàn)場校準業(yè)務(wù),形成新的省、市兩級氣象計量檢定(校準)管理模式[3]。
目前,貴州省氣象計量檢定體系已建立大氣壓力、空氣濕度、空氣流速、溫度、雨量、酸度、電導(dǎo)率儀7項省級氣象計量標(biāo)準。為保證貴州省氣象計量量值傳遞的準確可靠,省大探中心計量與標(biāo)準化科按照JJF1069-2012《法定計量檢定機構(gòu)考核規(guī)范》的考核要求,通過修訂質(zhì)量體系的法規(guī)性文件——《貴州省氣象專業(yè)計量站質(zhì)量手冊》和質(zhì)量體系控制文件——《貴州省氣象專業(yè)計量站程序文件》,經(jīng)考核得到省質(zhì)量監(jiān)督局的認可,確保了計量與標(biāo)準化科質(zhì)量管理體系正常運行的合法性。2010年貴州省國家級臺站自動站傳感器全部實現(xiàn)室內(nèi)檢定。2012年重新配備自動氣象站現(xiàn)場校準車負責(zé)國家級臺站現(xiàn)場校準和核查工作。2013年建設(shè)遵義、凱里、興義三個市州區(qū)域站溫度傳感器檢定實驗室,開展區(qū)域站溫度傳感器室內(nèi)檢定試點。2018年全省9個市州通過山洪項目全部配備自動氣象站現(xiàn)場校準車,初步建立省、市兩級氣象計量檢定(校準)保障模式。
氣象計量管理是氣象探測業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)性工作,它關(guān)系著氣象探測數(shù)據(jù)采集的準確性。建立完善的管理模式需要從計量管理制度、科研提供計量業(yè)務(wù)技術(shù)支撐和計量標(biāo)準的科學(xué)管理等方面進行。
省、市根據(jù)中國氣象觀測質(zhì)量管理體系的設(shè)計要求和計量管理的需要,建立必要的計量規(guī)章制度,并不斷地完善相關(guān)程序文件內(nèi)容。如:①有關(guān)人員的計量培訓(xùn)教育制度;②氣象計量設(shè)備配置、分發(fā)使用、設(shè)備維護和保養(yǎng)管理制度;③氣象計量器具采購及出入庫制度;④氣象計量設(shè)備周期檢定(校準)流程;⑤計量檢測管理制度;⑥不合格氣象計量設(shè)備的報廢處置管理制度;⑦計量檢定(校準)質(zhì)量、監(jiān)督管理人員的崗位制度;⑧計量檢定(校準)機構(gòu)的定期組織開展內(nèi)部審核與管理評審等工作制度。
我省從實際出發(fā),依據(jù)ISO/IEC17025:2017《實驗室管理體系檢測和校準實驗室能力的一般要求》和JJF1069-2012《法定計量檢定機構(gòu)考核規(guī)范》的考核要求,按照ISO9001國際質(zhì)量管理體系標(biāo)準中以用戶需求為導(dǎo)向,通過制定市(州)級計量檢定(校準)標(biāo)準化操作程序文件,建立相關(guān)的計量檢定(校準)業(yè)務(wù)流程,對人員操作、實驗室檢定環(huán)境、計量標(biāo)準和區(qū)域站傳感器數(shù)據(jù)采集等進行標(biāo)準化控制,以保證氣象計量檢定(校準)質(zhì)量在質(zhì)量管理體系模式下正常運行。同時,使用合理的檢定(校準)方法和程序,編制作業(yè)指導(dǎo)書,并依據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書來進行相應(yīng)的檢定(校準)。通過合理制定計量檢定業(yè)務(wù)標(biāo)準化管理機制,對涉及到的各環(huán)節(jié)進行嚴格控制,進而實現(xiàn)計量檢定保障業(yè)務(wù)的規(guī)范可持續(xù)開展。
氣象計量檢定和現(xiàn)場校準的最終目的就是對自動站傳感器探測數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理可控性的有效管理[4]。準確有效的計量檢測數(shù)據(jù)不僅能考核氣象探測要素傳感器計量點是否準確,同時也能判斷檢定、校準有效期內(nèi)傳感器的工作狀態(tài)穩(wěn)定性。相關(guān)的計量監(jiān)督管理部門應(yīng)對其檢定、校準過程進行監(jiān)督管理,取保計量數(shù)據(jù)的采集真實性和不受人為的干預(yù)。
通過科研研發(fā)建立完善的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),解決市(州)級計量檢定業(yè)務(wù)效率低、質(zhì)量不可控問題。該系統(tǒng)硬件部分主要由省級氣象計量檢定所配備的溫濕度發(fā)生裝置、多路傳感器采集系統(tǒng)及溫濕度標(biāo)準設(shè)備和PC機構(gòu)成,系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。
根據(jù)檢定項目,定制不同的檢定(校準)程序,實現(xiàn)區(qū)域自動氣象站氣壓、溫度、濕度多種傳感器的多元化數(shù)據(jù)采集,保證區(qū)域自動氣象站傳感器得到量值溯源和傳遞,數(shù)據(jù)采集準確可靠,系統(tǒng)可一次性檢定12支溫濕度和16支鉑電阻傳感器,對檢定設(shè)備產(chǎn)生的溫度、濕度場能做到實時監(jiān)測及綜合判斷,保證整個檢定過程的可靠性,系統(tǒng)各采集通道可以溯源和校準,保證區(qū)域自動氣象站傳感器檢定數(shù)據(jù)質(zhì)量的可靠性。
首先,要保證量值傳遞的準確可靠,需要配置符合使用要求的氣象計量標(biāo)準器具及其配套設(shè)備,如:745-16b數(shù)字壓力計、便攜式自動壓力控制器,二等標(biāo)準鉑電阻溫度計、液體恒溫槽、精密露點儀、調(diào)溫調(diào)濕箱等。
其次,計量標(biāo)準的科學(xué)化管理需要對省、市氣象計量標(biāo)準器及其配套設(shè)備進行登記賬冊,并根據(jù)氣象計量標(biāo)準器具不同種類按檢定(校準)類別制定分類管理方法和周期檢定計劃表。屬于強檢的氣象計量標(biāo)準器通過法定計量檢定機構(gòu)進行周期檢定;對非強檢的氣象計量標(biāo)準器具,由上一級氣象計量(校準)檢定機構(gòu)可自行開展非強檢氣象計量標(biāo)準器具的檢定;對不能自行檢定(校準)的氣象計量標(biāo)準器具,應(yīng)聯(lián)系有資格開展檢定(校準)的計量檢定(校準)生產(chǎn)廠家進行檢定(校準)。
圖1 系統(tǒng)硬件框圖Fig.1 System hardware block diagram
最后,還應(yīng)對氣象計量標(biāo)準器具實施三色標(biāo)志管理,要有固定的存放地,三色標(biāo)志粘貼處要醒目,內(nèi)容要必須注明末次檢定(校準)日期、有效期和檢定(校準)單位。對不合格的氣象計量標(biāo)準器具應(yīng)立即停止使用,并粘貼明顯紅色標(biāo)志,隔離存放。
計量檢定工作專業(yè)性很強,2006年國家技術(shù)監(jiān)督管理部門引入了《注冊計量師》管理制度,從事計量工作人員需取得注冊計量師資格。省、市計量檢定人員可以通過計量法律、專業(yè)知識的學(xué)習(xí),積極參加全國注冊計量師考試,從而具備計量檢定從業(yè)資格,提高計量檢測專業(yè)隊伍整體素質(zhì)和能力。
《計量法》規(guī)定,計量檢定人員必須嚴格按照檢定規(guī)程進行計量檢定。檢定員需要通過學(xué)習(xí)深入了解氣象裝備的工作原理、設(shè)備安裝維護使用情況,能力才能得到提高。因此,作為管理體系內(nèi)容中人員能力的培養(yǎng)部分,可以積極參與中國局和地方標(biāo)準項目的申報,參與標(biāo)準編寫。比如,省級計量員通過參與行標(biāo)檢定規(guī)程和地標(biāo)校準規(guī)范編寫;市州計量員由于在氣象裝備建設(shè)安裝、維修維護方面有豐富的經(jīng)驗,可以參與氣象裝備建設(shè)規(guī)范的地方標(biāo)準編寫,規(guī)范氣象裝備基礎(chǔ)建設(shè),從而達到提升人員素質(zhì),提高所屬領(lǐng)域話語權(quán)目的。
省、市兩級氣象計量管理體系模式建立,可以進一步提升市(州)級計量檢定業(yè)務(wù)質(zhì)量,同時建立基層計量檢定標(biāo)準化業(yè)務(wù)機制和標(biāo)準化的計量驗證程序,以確保計量檢定(校準)數(shù)據(jù)的可靠性和準確性。但是氣象計量保障模式建立作為觀測質(zhì)量管理體系的工作的一個分支,它需要各級部門的高度重視和上下級的協(xié)調(diào),長時間的運行和驗證才能不斷的完善和成熟,目前還面臨很多困難:
①市州從事計量檢定(校準)工作的專業(yè)人員少,沒有固定的編制,從業(yè)人員流動性大,造成計量管理體系的執(zhí)行力度不夠。
②新增氣象探測項目逐漸增多,對新設(shè)備的檢定和校準方法學(xué)習(xí)不夠,目前為止《自動氣象站現(xiàn)場校準規(guī)范》一直還是試行版本,增加了建立市州級移動計量現(xiàn)場校準標(biāo)準的建標(biāo)難度。
③按照JJF1033-2013《計量標(biāo)準考核規(guī)范》的要求,中國局計量主管部門應(yīng)有計劃、周期性組織省級氣象計量部門完成氣象計量實驗室能力驗證,確保全國氣象計量標(biāo)準體系運行的完整性。