張金龍

摘要：隨著大氣監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)全面展開，越來越多的自動(dòng)氣象站投入了業(yè)務(wù)運(yùn)行。自動(dòng)氣象站基于地球表面的一定范圍內(nèi)的氣象條件及其變化過程，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)觀察和測(cè)量，以及天氣預(yù)報(bào)、氣候分析、科學(xué)研究和氣象服務(wù)提供了重要依據(jù)。本文針對(duì)地面自動(dòng)氣象站在地面要素觀測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)地面自動(dòng)氣象站觀測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：地面氣象觀測(cè)；自動(dòng)化；技術(shù)分析；

一、自動(dòng)氣象站在地面氣象要素觀測(cè)中的運(yùn)用

1.工作原理

自動(dòng)氣象站主要作用是對(duì)區(qū)域氣候全方位觀測(cè)。自動(dòng)氣象站、氣象站主機(jī)、控制臺(tái)、專業(yè)氣象數(shù)據(jù)采集軟件組成了氣象站的基本構(gòu)造。

地面氣象數(shù)據(jù)傳輸主要是通過傳感器來完成的，觀測(cè)實(shí)時(shí)的氣壓、氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象數(shù)據(jù)通過氣象數(shù)據(jù)采集軟件導(dǎo)出，傳感器采集完數(shù)據(jù)后統(tǒng)一傳輸?shù)綒庀筇骄繉W(xué)習(xí)服務(wù)器上，再通過氣象采集軟件自動(dòng)處理各項(xiàng)氣象數(shù)據(jù)，并自主在氣象站主機(jī)上顯示氣溫、風(fēng)向等氣象要素值。不同的自動(dòng)氣象站點(diǎn)所觀測(cè)的氣象數(shù)據(jù)也是不一樣的，可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳到氣象網(wǎng)站上、供人們實(shí)時(shí)查尋，及時(shí)了解天氣變化情況，病積極采取應(yīng)對(duì)措施。

2.觀測(cè)的主要地面氣象要素

自動(dòng)氣象站點(diǎn)主要是通過安裝各類傳感器，如環(huán)境濕度傳感器，大氣溫度傳感器，大氣壓力傳感器，風(fēng)向傳感器，紫外測(cè)試傳感器，土壤溫度傳感器，降水量測(cè)量器等不同的重要?dú)庀笠剡M(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、輸出、顯示等作業(yè)。

3.使用自動(dòng)氣象站觀測(cè)的注意事項(xiàng)

3.1規(guī)范使用儀器

氣象站點(diǎn)各項(xiàng)儀器的正常運(yùn)作的前提條件是規(guī)范的使用自動(dòng)站的各項(xiàng)儀器。特別要提到的是采集器、變送器的插座對(duì)應(yīng)的電纜線位置，要牢記電源開關(guān)的所在，包括通電、斷電的先后程序。必須保證自動(dòng)氣象站點(diǎn)的各儀器能正常運(yùn)作時(shí)才可以進(jìn)行氣象采集。開關(guān)所處的位置是否恰當(dāng)，各部門配備的儀器是否齊全，檢查各儀器是否存在污損的跡象，電纜的長(zhǎng)度是否在安全范圍內(nèi)。

對(duì)于安裝自動(dòng)氣象站點(diǎn)儀器要具備極高的技巧，尤其是帶電的東西不能接任何線端，也不能更換或安裝傳感器。要確保電源處關(guān)閉后才能安裝傳感器，這樣才可以鏈接電纜，保證人身安全。由于雨量傳感器具備自己獨(dú)特電路工作原理，采集器不關(guān)閉，也可以進(jìn)行安裝，熱插拔也能進(jìn)行，特別注意的是信號(hào)線拔下后再更換，否則有可能影響到記錄的準(zhǔn)確性。

3.2排除儀器故障

為了自動(dòng)氣象站觀測(cè)的準(zhǔn)確性，氣象站工作人員要有熟悉的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，要能在儀器異常時(shí)，找出問題的關(guān)鍵所在，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，排除故障，以保證氣象采集設(shè)備能夠正常的運(yùn)行.如果采集器出現(xiàn)運(yùn)行故障，可以先進(jìn)行“0”復(fù)位處理，當(dāng)然據(jù)備份是必須的，這樣一旦當(dāng)采集器故障， “0”復(fù)位不能正常進(jìn)行，就可以使用已備份好的數(shù)據(jù)采集器；當(dāng)出現(xiàn)雷暴天氣時(shí)，務(wù)必要要切斷與市電的連接，這種情況下采用UPS供電相對(duì)更為安全有效，以確保氣象采集儀器設(shè)備安全和正常運(yùn)行。工作人員如果短時(shí)間內(nèi)儀器設(shè)備的故障無法及時(shí)補(bǔ)救，就要告知相關(guān)技術(shù)管理部門，獲取支援，并及時(shí)按規(guī)定補(bǔ)測(cè)，保證數(shù)據(jù)的完整性。

3.3維護(hù)儀器清潔

氣象站點(diǎn)的采集儀器在工作過程中會(huì)出現(xiàn)灰塵，從而對(duì)數(shù)據(jù)觀測(cè)的精確性產(chǎn)生誤導(dǎo)，針對(duì)這種情況，自動(dòng)氣象采集站點(diǎn)內(nèi)的各項(xiàng)儀器一定要按時(shí)清掃。蒸發(fā)傳感器在清掃過程中主要是金屬網(wǎng)上的水垢和贓物，要用濕布擦洗百葉箱，并經(jīng)常更換濕球紗布；溫濕度表在清潔時(shí)，主要注意清潔感應(yīng)器的頂部保護(hù)濾膜，以免因?yàn)榛覊m而堵塞金屬網(wǎng)孔。為了保證自動(dòng)氣象站觀測(cè)的精確性，同時(shí)要經(jīng)常擦拭室內(nèi)外計(jì)算機(jī)、戶外顯示器、自動(dòng)采集器等設(shè)備。

3.4維護(hù)自動(dòng)氣象觀測(cè)站場(chǎng)地

設(shè)立于觀測(cè)場(chǎng)的室內(nèi)外的自動(dòng)氣象觀測(cè)站點(diǎn)的各項(xiàng)感應(yīng)器以及電纜，會(huì)因?yàn)榄h(huán)境變化進(jìn)而影響準(zhǔn)確的儀器測(cè)量數(shù)據(jù)，所以必須要保持觀測(cè)站點(diǎn)的儀器附近場(chǎng)地的主要環(huán)境。例如外設(shè)儀器里主要都設(shè)于室外的高處的風(fēng)杯、風(fēng)向桿，鳥類經(jīng)常會(huì)停落，筑巢，一旦測(cè)量環(huán)境收到破壞和影響，風(fēng)傳感器的數(shù)據(jù)采集就會(huì)不準(zhǔn)確，甚至無法測(cè)量，所以一定要經(jīng)常注意外設(shè)設(shè)備的使用情況。觀測(cè)場(chǎng)里草坪的高度對(duì)不同程度低溫的數(shù)據(jù)采集有影響，必須經(jīng)常修整草坪，保持恒定環(huán)境；同時(shí)地溫場(chǎng)周圍泥土的板結(jié)會(huì)導(dǎo)致濕度測(cè)試不準(zhǔn)。地底下電纜也容易受鼠蟻咬損，這些都要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)予以排除。

二、自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)要點(diǎn)分析

1.氣象觀測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

1.1自記憶器的穩(wěn)定性能

自記憶器的主要是由溫度計(jì)、濕度計(jì)、氣壓計(jì)組成。用自記憶器時(shí)方法不對(duì)，觀測(cè)數(shù)值就很很難辨別出精準(zhǔn)度。在溫度計(jì)的調(diào)整方面也有很大的影響，導(dǎo)致測(cè)量與實(shí)際的溫度就存在較大的差別，大約在1～2℃之間；毛發(fā)脫鉤是濕度計(jì)使用最主要的問題；同時(shí)測(cè)量的氣壓也與實(shí)際存在誤差，若兩者與實(shí)際存在較大差距的話，調(diào)整也相對(duì)的困難，氣壓差距處于較大值的情況下會(huì)有3hPa的跨度。在使用自記憶器時(shí)，必須要把數(shù)值調(diào)節(jié)到穩(wěn)定狀態(tài)。

1.2雨量器以及日照紙的正確使用

一般情況下，新舊雨量器會(huì)有一定的差距，大約2cm，新的更大一些。由于日照紙會(huì)把正反面的刻度清楚地反映出來，因此在涂藥的時(shí)候務(wù)必要認(rèn)真，這種情況下需更換日照紙，且過程復(fù)雜，或許會(huì)造成日照缺測(cè)，假如留下一個(gè)小洞孔，也可能導(dǎo)致日照缺測(cè)。因此，要做好測(cè)雨量的準(zhǔn)備工作，首先辨別使用雨量器的新舊程度，近而通過進(jìn)合理評(píng)估判斷準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

1.3水銀氣壓表的操作

測(cè)量氣壓的稱之為水銀表。觀察者觀察水銀柱的數(shù)值時(shí)一定要仔細(xì)，因?yàn)樗臄?shù)值比較模糊。如果加上有水銀氧化物玻璃罩水銀表的話，數(shù)值就更難分辨了。所以，為了保證觀測(cè)數(shù)值的準(zhǔn)確性，測(cè)量氣壓時(shí)，被氧化的水銀表一定要替換掉。

2觀測(cè)技術(shù)中設(shè)備控制要點(diǎn)

2.1控制好儀器設(shè)備的質(zhì)量

綜合自動(dòng)化儀器設(shè)備在觀測(cè)中具有主導(dǎo)地位，設(shè)備的質(zhì)量決定著觀測(cè)的質(zhì)量。儀器的質(zhì)量主要是儀器的購買、使用和維護(hù)，同時(shí)觀測(cè)員必須遵循《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》條例中的監(jiān)督工作。設(shè)備使用過程中保養(yǎng)和維護(hù)是必要的，不可以有疏忽，為了避免設(shè)備損害，使用方法要恰當(dāng)并注意維護(hù)，否則會(huì)影響地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

2.2工作人員需要熟記儀器設(shè)備的使用制度和維護(hù)制度

一般情況下綜合觀測(cè)的自動(dòng)化儀器不需要人為控制，但是要測(cè)試準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)需要經(jīng)常對(duì)儀器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，例如觀測(cè)儀器需要保持清潔，每天都要進(jìn)行檢查清掃，一個(gè)月要進(jìn)行一次大的維護(hù)檢查。一定要遵循設(shè)備的使用規(guī)則來進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和氣象觀測(cè)，特別要注意儀器敏感部位的保護(hù)和清潔工作，如調(diào)整肖計(jì)筆位和筆尖的壓力；按時(shí)的清潔水銀氣壓表，尤其是玻璃罩上面的水銀氧化物。只有保護(hù)儀器正常運(yùn)行，才可以保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和有效性。

2.3觀測(cè)過程中的設(shè)備控制

氣象觀測(cè)和數(shù)據(jù)收集的同時(shí)，地面氣象觀測(cè)工作人員要檢查是否存在溫度中斷的情況，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，要及時(shí)補(bǔ)救。當(dāng)溫度表氧化情況很嚴(yán)重的時(shí)候，要立刻更換。日照紙的涂藥也需要注意不要涂錯(cuò)了面；尤其是更換日照紙的時(shí)候，應(yīng)該要注意光孔，在更換過程盡量不要出現(xiàn)錯(cuò)誤。

三、我國(guó)地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化發(fā)展建議

1.地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)調(diào)整方向要適應(yīng)整體氣象現(xiàn)代化發(fā)展的要求。

地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化是現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)發(fā)展和氣象業(yè)務(wù)體制改革調(diào)整的關(guān)鍵問題，也是氣象現(xiàn)代化工作的重要組成部分。地面觀測(cè)業(yè)務(wù)的改革和發(fā)展，必須要著眼于業(yè)務(wù)發(fā)展需求，要按照氣象現(xiàn)代化發(fā)展的要求不斷深化。

2.地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化是氣象觀測(cè)改革調(diào)整的核心內(nèi)容。

地面觀測(cè)業(yè)務(wù)要適應(yīng)氣象現(xiàn)代化的發(fā)展方向，為此，試點(diǎn)工作任務(wù)更加艱巨，要做好這項(xiàng)工作，需要在觀測(cè)任務(wù)、觀測(cè)方式和觀測(cè)流程上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。氣象觀測(cè)自動(dòng)化的全面推進(jìn)，需要解放思想和不斷創(chuàng)新，需要著眼于需求，著眼于發(fā)展效率，著眼于應(yīng)用。

3.地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化要加強(qiáng)觀測(cè)儀器管理

觀測(cè)員進(jìn)行氣象觀測(cè)主要使用觀測(cè)儀器，但是一些觀測(cè)員不注重保護(hù)這些觀測(cè)儀器，沒有對(duì)其進(jìn)行細(xì)心維護(hù)，故容易導(dǎo)致儀器損壞而無法進(jìn)行正常的觀測(cè)工作。故觀測(cè)員應(yīng)該在日常工作中做好觀測(cè)儀器管理工作。下班前應(yīng)逐項(xiàng)檢查班內(nèi)工作是否妥善完成，接班員交接班時(shí)要交代清楚班內(nèi)儀器運(yùn)行狀況、天氣特點(diǎn)、觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄及下一班需要完成的任務(wù).避免因主觀原因造成日照紙忘換、雨量自計(jì)紙忘做等問題的出現(xiàn)，為其他業(yè)務(wù)人員增添不必要的工作量。做好班內(nèi)觀測(cè)工作、熟練無誤完成交接班時(shí)儀器的管理工作，并對(duì)半點(diǎn)巡視儀器環(huán)節(jié)認(rèn)真執(zhí)行，有利于儀器的日常管理，有助于觀測(cè)員工作的進(jìn)行。

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