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        卓尼自動(dòng)站風(fēng)杯凍結(jié)氣象條件分析及數(shù)據(jù)處理方法

        2019-05-28 07:37:22揚(yáng)
        甘肅農(nóng)業(yè) 2019年5期
        關(guān)鍵詞:卓尼正點(diǎn)備份

        楊 揚(yáng)

        甘肅省卓尼縣氣象局 ,甘肅 卓尼 747600

        一、數(shù)據(jù)及方法

        (一)資料說明

        選取2015-2018年卓尼站風(fēng)杯凍結(jié)總次數(shù)30次數(shù)據(jù)。

        (二)方法

        概率統(tǒng)計(jì)方法包括條件概率,氣象要素物理分析方法,氣溫、濕度、風(fēng)速要素風(fēng)杯凍結(jié)后不正常記錄處理方法。

        二、結(jié)果分析

        (一)自動(dòng)站風(fēng)杯凍結(jié)的月分布

        月變化特征明顯,風(fēng)杯凍結(jié)主要出現(xiàn)在11月至次年3月,出現(xiàn)頻率占總數(shù)的87%,其中1月出現(xiàn)的頻率最高,占總次數(shù)的27%,12月占總次數(shù)的20%,3月占總次數(shù)的17%,11月占總次數(shù)的13%,2月占總次數(shù)的10%,4月、5月、10月偶爾出現(xiàn),6-9月無凍結(jié)。風(fēng)杯凍結(jié)主要伴隨的天氣現(xiàn)象:雪、雨夾雪,降雪致使風(fēng)杯凍結(jié)占總次數(shù)的77%,雨夾雪致使風(fēng)杯凍結(jié)占總次數(shù)的23%。降雪致使風(fēng)杯凍結(jié)的月份有1-3月、11-12月,其中1-2月、12月占滿全月,3月、11月是部分。雨夾雪致使風(fēng)杯凍結(jié)主要月份有:4-5月、10月,其中3月、11月也偶爾出現(xiàn)。

        (二)自動(dòng)站風(fēng)杯被凍時(shí)間

        對(duì)卓尼站2015-2018年風(fēng)杯凍結(jié)個(gè)例分析得出,凍結(jié)時(shí)間主要出現(xiàn)在02時(shí)至06時(shí)之間,10時(shí)至20時(shí)之間。凍結(jié)前降雪、雨夾雪持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4h以上或雪、雨夾雪停止后1h之內(nèi)。

        (三)自動(dòng)站風(fēng)杯凍結(jié)時(shí)的氣象條件分析

        根據(jù)卓尼地面觀測(cè)站A、J文件(A文件為地面月報(bào)文件、J文件為地面月分鐘數(shù)據(jù)文件),對(duì)比較典型的2次風(fēng)杯凍結(jié)個(gè)例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;結(jié)果列于表2、表3、圖1、圖2。

        表1 自動(dòng)站風(fēng)杯凍結(jié)時(shí)的氣象條件分析

        表2 卓尼站2015年4月6日02時(shí)01分至06時(shí)00分風(fēng)杯被凍結(jié)前1小時(shí)、半小時(shí)氣象要素統(tǒng)計(jì)表

        表3 卓尼站2016年1月31日10時(shí)26分至19時(shí)57分風(fēng)杯被凍結(jié)前1小時(shí)、半小時(shí)氣象要素統(tǒng)計(jì)表

        圖1 2015年4月6日02時(shí)01分至06時(shí)00分風(fēng)杯凍結(jié)前1小時(shí)氣溫、風(fēng)速變化情況

        圖2 2016年1月31日10時(shí)26分至19時(shí)57分風(fēng)杯凍結(jié)前1小時(shí)氣溫、風(fēng)速變化情況

        卓尼站2015年4月5日19時(shí)34分開始降雨,持續(xù)到6日夜間由雨轉(zhuǎn)化為雨夾雪,從表2得知,6日夜間凍前1h、0.5h平均氣溫均為0.6℃,因氣溫較高,濕度減小,部分融化的液態(tài)水會(huì)流到轉(zhuǎn)子與定子之間的縫隙里,從A文件資料得知,02h凍結(jié)時(shí)的氣溫為-0.3℃,氣溫在-1.0~1.0℃之間變化,促成了融化和凍結(jié)兩個(gè)過程交替持續(xù)[1],液態(tài)水就會(huì)發(fā)生凍結(jié),從圖1得知凍前1h、0.5h二分鐘風(fēng)速在0~1.0m/s之間,轉(zhuǎn)子與定子有相對(duì)靜止的時(shí)刻,從而凍在一起。

        2016年1月31日10時(shí)26分至19時(shí)57分,從表3得知,凍結(jié)前1h氣溫最低值為-10.7℃,凍結(jié)時(shí)氣溫-7.5℃,1h內(nèi)氣溫上升3.2℃,從圖2曲線反映出隨后氣溫逐漸上升,小時(shí)內(nèi)相對(duì)濕度減小,從記錄的天氣現(xiàn)象來看,降雪從31日09時(shí)44分停止后1h之內(nèi),在風(fēng)速小于1.0m/s時(shí),發(fā)生了凍結(jié)。

        綜上所述:風(fēng)杯凍結(jié)氣溫起了關(guān)鍵性作用。若氣溫較高,液態(tài)水就不能凍結(jié)成冰,風(fēng)杯也就無法凍??;若氣溫較低,雪就不能融化成水,風(fēng)杯也就無法凍住。這兩次風(fēng)杯凍結(jié)的關(guān)鍵在于當(dāng)時(shí)氣溫變化,促成了融化和凍結(jié)兩個(gè)過程交替持續(xù),在風(fēng)速小于1.0m/s并且有一段時(shí)間靜風(fēng),風(fēng)杯靜止不動(dòng),天氣、溫度、濕度、風(fēng)速巧妙結(jié)合,促使風(fēng)杯被凍住[2]。

        三、風(fēng)杯凍結(jié)后不正常記錄處理方法

        實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觀測(cè)的臺(tái)站,并且有備份自動(dòng)站,在風(fēng)杯凍結(jié)后,正點(diǎn)時(shí)次的記錄按照正點(diǎn)前10分鐘(51-00分)接近正點(diǎn)的正常記錄代替,以14時(shí)為例:用13時(shí)51-00分的數(shù)據(jù)代替,若正點(diǎn)前10分鐘數(shù)據(jù)不正?;蛉睖y(cè),就按正點(diǎn)后10分鐘(01-10分)接近正點(diǎn)的數(shù)據(jù)代替。用14時(shí)01-10分的數(shù)據(jù)代替。

        若正點(diǎn)前后10分鐘數(shù)據(jù)均異常或缺測(cè),就用備份自動(dòng)站對(duì)應(yīng)時(shí)次記錄代替。例如14時(shí),13時(shí)51-00分、14時(shí)01-10分的數(shù)據(jù)異常或缺測(cè),就用備份自動(dòng)站相對(duì)應(yīng)的時(shí)次14時(shí)00分的數(shù)據(jù)代替。

        風(fēng)杯凍結(jié)時(shí)段的風(fēng)向、風(fēng)速的分鐘數(shù)據(jù)及瞬時(shí)風(fēng)向、風(fēng)速均按缺測(cè)處理劃“-”該時(shí)段的二分鐘平均風(fēng)向風(fēng)速、十分鐘的風(fēng)向風(fēng)速、最大風(fēng)向風(fēng)速及出現(xiàn)時(shí)間全部用備份自動(dòng)站對(duì)應(yīng)時(shí)次的記錄代替。

        若備份自動(dòng)站也被凍住,該要素人工觀測(cè)儀器已按規(guī)定撤除或超過正點(diǎn)后10分鐘,則該要素不再人工補(bǔ)測(cè),按缺測(cè)處理劃“-”[3]。

        對(duì)風(fēng)杯凍結(jié)后的不正常記錄處理,按照規(guī)定在24h內(nèi)通過MDOS系統(tǒng)備注提交。

        四、結(jié)論

        通過統(tǒng)計(jì)分析表明:卓尼自動(dòng)站風(fēng)杯凍結(jié)主要出現(xiàn)在11月至次年3月,4-5月、10月偶爾出現(xiàn),6-9月無凍結(jié)。自動(dòng)站風(fēng)杯凍結(jié)主要是溫度、濕度、風(fēng)速以及天氣現(xiàn)象等氣象條件綜合影響的結(jié)果,風(fēng)杯被凍時(shí)比較適宜的氣象條件是:冬季降雪天氣,氣溫在0℃以下,當(dāng)小時(shí)內(nèi)氣溫上升≥2.0℃,春季降雨夾雪,氣溫在-1.0~1.0℃時(shí),相對(duì)濕度≥74%、風(fēng)速≤1.0m/s或靜風(fēng)時(shí),觀測(cè)員要密切監(jiān)視風(fēng)速數(shù)據(jù),注意觀察風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)情況,若發(fā)現(xiàn)風(fēng)速較長(zhǎng)時(shí)間為零或風(fēng)杯長(zhǎng)時(shí)間不轉(zhuǎn),則可判斷風(fēng)杯被凍住,首先應(yīng)放倒風(fēng)桿采取人工除冰直至風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)記錄恢復(fù)正常為止,其次對(duì)故障期間的記錄按照不正常記錄的處理方法進(jìn)行處理,在24h內(nèi)通過MDOS系統(tǒng)備注提交。

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