白玉玲

（錫林浩特國家氣候觀象臺(tái)，內(nèi)蒙古 錫林浩特026000）

氣象觀測是氣象服務(wù)的基礎(chǔ)，觀測業(yè)務(wù)是氣象現(xiàn)代化、自動(dòng)化和科技化的重要組成部分，隨著氣象和業(yè)務(wù)的發(fā)展，氣象觀測越來越趨向自動(dòng)化，近年來，我國各地均安裝建設(shè)了大量新型自動(dòng)氣象站，促使氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)高速推進(jìn)。內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林浩特國家氣候觀象臺(tái)自使用新型自動(dòng)氣象站以來，促使氣象臺(tái)站監(jiān)測氣象要素?cái)?shù)據(jù)的能力大幅增強(qiáng)，同時(shí)有效提升了常規(guī)氣象要素的觀測以及對災(zāi)害性天氣觀測的準(zhǔn)確性，為天氣預(yù)報(bào)、氣候科學(xué)研究、氣象防災(zāi)預(yù)警服務(wù)等業(yè)務(wù)提供了更為有價(jià)值的數(shù)據(jù)支撐。但是，新型自動(dòng)氣象站晝夜不間歇運(yùn)轉(zhuǎn)難免會(huì)碰到各式各樣的故障，所以氣象部門需要加強(qiáng)新型自動(dòng)氣象站的日常管理以及維修維護(hù)工作，這樣才能保障新型自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提升觀測質(zhì)量。

1 新型自動(dòng)氣象站結(jié)構(gòu)

新型自動(dòng)氣象站主要涉及到軟件以及硬件2個(gè)部分，軟件可以分為嵌入式軟件以及業(yè)務(wù)軟件，硬件部分涵蓋采集器、各類傳感器、供電系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)。新型自動(dòng)氣象站能夠?qū)崿F(xiàn)對降水、溫度、相對濕度、風(fēng)向風(fēng)速、氣壓等常規(guī)氣象要素的觀測。新型自動(dòng)氣象站是總體為分布式結(jié)構(gòu)，能夠擴(kuò)展自動(dòng)氣象站的功能。在氣象工作中，只有掌握新型自動(dòng)站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，才可以更好地開展日常維護(hù)工作，從而降低故障幾率，推動(dòng)新型自動(dòng)站的穩(wěn)定運(yùn)行[1-2]。

2 自動(dòng)氣象站優(yōu)勢

新型自動(dòng)氣象站觀測儀器的出現(xiàn)和廣泛運(yùn)用對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和氣象學(xué)科的發(fā)展有著非常重要的作用，也推動(dòng)了我國氣象事業(yè)的發(fā)展。自動(dòng)氣象站觀測儀器主要依靠當(dāng)下的電子信息技術(shù)發(fā)展成果做為基礎(chǔ)，采用了現(xiàn)代化的技術(shù)以及產(chǎn)品，具有精準(zhǔn)度高，可靠性高，容易維修，容易拆卸，容易拓展等優(yōu)勢。新型自動(dòng)氣象觀測儀器有效的拓展了自動(dòng)氣象站的觀測監(jiān)測能力，準(zhǔn)確的對氣溫，濕度，水分，風(fēng)向風(fēng)速，氣壓等方面數(shù)據(jù)進(jìn)行測量以及采集，滿足了自動(dòng)氣象站觀測儀器對天氣預(yù)報(bào)，氣候觀測，區(qū)域觀測等一系列的業(yè)務(wù)要求。隨著科技的發(fā)展，新型自動(dòng)氣象觀測儀器運(yùn)用高性能的微處理器為主控cpu，大容量內(nèi)置儲(chǔ)存器，大屏幕顯示器，一屏顯示多路氣象數(shù)據(jù)和圖形，便于現(xiàn)場監(jiān)測，內(nèi)容更加豐富，穩(wěn)定性和時(shí)效性更強(qiáng)，有助于氣象觀測人員進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和分類，使數(shù)據(jù)更加有效準(zhǔn)確，同時(shí)能夠及時(shí)對天氣進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，在抗災(zāi)害方面有著重大作用。

3 新型自動(dòng)氣象站的日常管理方法

3.1 注重新型自動(dòng)氣象站的動(dòng)態(tài)監(jiān)控

對于新型自動(dòng)氣象站的運(yùn)行過程應(yīng)該加強(qiáng)日常運(yùn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。主要監(jiān)控內(nèi)容包含新型自動(dòng)氣象站測報(bào)數(shù)據(jù)、觀測質(zhì)量以及值班記錄等各個(gè)方面。在新型自動(dòng)站儀器使用過程中要對發(fā)生的問題需要及時(shí)進(jìn)行記錄，對氣象觀測儀器的更換以及管理需要及時(shí)報(bào)告，使新型自動(dòng)氣象站觀測儀器能夠保持全天候運(yùn)行狀態(tài)，這樣才能大幅提升地面氣象觀測水平。

3.2 新型自動(dòng)氣象站的防雷安全管理

當(dāng)前，新型自動(dòng)氣象站觀測儀器設(shè)備大多數(shù)屬于金屬外殼，若受到雷電襲擊則可能會(huì)存在較強(qiáng)的雷電流通過連接電纜對自動(dòng)氣象站觀測設(shè)備帶來損壞。所以，日常管理工作中，需要加強(qiáng)新型自動(dòng)氣象站的防雷安全管理，積極做好觀測設(shè)備的防雷接地工作，若要防雷工程可靠穩(wěn)定，就要安設(shè)穩(wěn)定?？康慕拥匮b置。自動(dòng)站的接地應(yīng)當(dāng)采用單點(diǎn)式接地，共用地網(wǎng)的接地方法，接地阻值小于等于4Ω。工作接地和保護(hù)接地都要引入地網(wǎng)，與引下線保持的距離大于五米，確保整個(gè)地網(wǎng)都連入地網(wǎng)。始終確保氣象臺(tái)站采集器其他觀測儀器、設(shè)備接地良好[4]。自動(dòng)氣象站基本都設(shè)在空曠的場地上，很容易受到雷電的襲擊，自動(dòng)站外部雷電防護(hù)做的是否到位直接關(guān)系到自動(dòng)站運(yùn)行的安全，防直擊雷接閃器由金屬構(gòu)件、避雷帶、避雷針及避雷網(wǎng)等組成。普蘭店地區(qū)的太陽能電池和采集器要用單獨(dú)的避雷針進(jìn)行防護(hù)。有人值守的臺(tái)站還要對值班室所在的建筑物進(jìn)行雷電防護(hù)。觀測場與采集器、通信線路、傳感器以及其他戶外設(shè)備可以將避雷針假設(shè)在風(fēng)桿上，計(jì)算其保護(hù)范圍，并且這個(gè)范圍要嚴(yán)格符合防雷技術(shù)規(guī)范的要求。尤其要注意的是，風(fēng)桿本身是金屬質(zhì)地，是雷電下行十分適宜的泄放通道。如果室外架設(shè)的地網(wǎng)設(shè)計(jì)和架設(shè)不合理則會(huì)造成如果遭受雷擊導(dǎo)致觀測設(shè)備全部損壞。因此，一定要確保防雷裝置被正確架設(shè)，這樣才能將雷電順利引入地下。在雷雨季節(jié)到來之前應(yīng)對新型自動(dòng)氣象站防雷設(shè)施設(shè)備認(rèn)真進(jìn)行檢測，確保新型自動(dòng)氣象站防雷設(shè)施設(shè)備的合格性以及可靠性。

4 新型自動(dòng)氣象站故障的維修維護(hù)

4.1 采集系統(tǒng)故障診斷

4.1.1 采集單元故障

假如采集單元發(fā)生故障問題，則會(huì)使得數(shù)據(jù)沒有辦法卸載到業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)，進(jìn)而導(dǎo)致整點(diǎn)觀測資料丟失，沒有辦法監(jiān)控到觀測儀器。同時(shí)還會(huì)造成部分氣象要素亂碼或者缺測，對于這種問題，需要工作人員對通信軟件參數(shù)的設(shè)定情況進(jìn)行仔細(xì)查看，若設(shè)置不準(zhǔn)確則應(yīng)該對采集器采取復(fù)位操作，假如采集單元指示燈出現(xiàn)閃爍不均勻的情況，則需要及時(shí)維修或者直接換取新的采集單元。

4.1.2 通道防雷板故障

在氣象臺(tái)站中，若采集器通道防雷板發(fā)生故障，則會(huì)導(dǎo)致一些氣象要素?cái)?shù)據(jù)發(fā)生異常，這可能是雷電天氣降防雷板擊穿亦或采集器通信板被燒毀。觀測人員應(yīng)該憑借萬用表的電阻檔去檢測通道防雷板上下的連通亦或者與其他通道板的連通狀態(tài)，若上下不通亦或者和別的通道相通，則應(yīng)及時(shí)維修維護(hù)。

4.2 溫濕度傳感器故障

在溫度傳感器運(yùn)行中，假如發(fā)現(xiàn)溫度傳感器觀測數(shù)據(jù)顯示不夠正常，那么便應(yīng)該對認(rèn)溫度傳感器接線情況進(jìn)行檢測，可以采取萬用表的蜂鳴檔對溫度傳感器的四根線纜分別進(jìn)行測量，若通過分析判斷為溫度傳感器故障，就需要及時(shí)維修或者換新，若并非溫度傳感器發(fā)生故障問題，那么可能是采集器通道或別的因素引起的，此時(shí)應(yīng)該進(jìn)一步檢查。假如新型自動(dòng)氣象站濕度觀測數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，則工作人員應(yīng)該仔細(xì)檢查濕度傳感器，觀察濕度傳感器是否超過維護(hù)期及全部設(shè)備的接地屏蔽狀態(tài)。假如無濕度數(shù)據(jù)，就需要將對應(yīng)的命令輸入至采集器，觀察有無原始數(shù)據(jù)，假如無原始數(shù)據(jù)，就應(yīng)該仔細(xì)檢查濕度傳感器，濕度傳感器通常是通過模擬信號(hào)輸出數(shù)據(jù)，輸出電壓通常處于0～1V范圍內(nèi)，與其相對應(yīng)的濕度數(shù)值則處于0～100%范圍內(nèi)，憑借萬用表對傳感器的輸出端和大地之間的電壓值進(jìn)行測量，檢查測量的電壓值是否處于正常范圍內(nèi)，假如不在，則意味著濕度傳感器存在故障，應(yīng)該及時(shí)維修亦或換新。

4.3 雨量傳感器故障

假如在新型自動(dòng)氣象站日常運(yùn)行過程中，雨量傳感器數(shù)據(jù)記錄顯示異常，那么這個(gè)時(shí)候工作人員需及時(shí)查看雨量傳感器。觀察雨量傳感器內(nèi)部有無堵塞的現(xiàn)象，同時(shí)還需要對堵塞部位進(jìn)行清理。此外，還需要仔細(xì)對翻斗性能進(jìn)場檢測，觀察其有無形變，進(jìn)而影響到翻斗翻轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致計(jì)數(shù)出現(xiàn)異常，一旦通過檢查發(fā)現(xiàn)存在變形狀況，需要及時(shí)維修維護(hù)。假如雨量傳感器內(nèi)部沒有出現(xiàn)故障，則需要仔細(xì)檢查同雨量傳感器進(jìn)行相連的電纜電路、磁鋼、信號(hào)系統(tǒng)以及干簧管等設(shè)備，觀察其是否發(fā)生了故障問題，如有需要，還應(yīng)該及時(shí)維修維護(hù)亦或是對雨量傳感器進(jìn)行更換。

4.4 風(fēng)傳感器故障

一般而言，風(fēng)向風(fēng)速傳感器發(fā)生故障的部位比較多，工作人員需要認(rèn)真剖析，之后采取針對性的措施進(jìn)行處理。實(shí)際操作中，可將對應(yīng)命令輸入到采集器中，檢查是否存在風(fēng)向風(fēng)速數(shù)據(jù)，若不存在，則應(yīng)該對風(fēng)傳感器的供電設(shè)備進(jìn)行檢查，并觀察傳感器輸出信號(hào)?？梢圆扇∪f用表對風(fēng)速傳感器與大地線路間的電壓值進(jìn)行檢測，風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)正常狀態(tài)下的電壓一般是工作電壓的1/2，假如測出的電壓值并非工作電壓的1/2，那么可能屬于風(fēng)速傳感器故障，應(yīng)該對風(fēng)速傳感器進(jìn)行維修或者更換，反之則可能是由采集器通道故障亦或別的原因引起的。針對風(fēng)向傳感器的故障，假如單獨(dú)判斷故障問題會(huì)使得工作難度較高，此時(shí)可采取替換法，將新的風(fēng)向傳感器對現(xiàn)有的儀器進(jìn)行替代，假如此時(shí)故障問題便能夠及時(shí)得到有效解決，便可以診斷為風(fēng)傳感器故障，應(yīng)該第一時(shí)間及時(shí)安排專業(yè)的技術(shù)保障人員進(jìn)行維修或者更換器件。

5 結(jié)語

總之，氣象觀測業(yè)務(wù)的開展對于新型自動(dòng)氣象站的依賴性較強(qiáng)，一旦發(fā)生任何故障問題，均會(huì)影響到氣象觀測業(yè)務(wù)的順利開展。因此，各級氣象臺(tái)站工作人都應(yīng)加強(qiáng)新型自動(dòng)氣象站結(jié)構(gòu)特征、日常管理、日常維系維護(hù)知識(shí)與技術(shù)的學(xué)習(xí)，不斷增強(qiáng)應(yīng)急處理能力，確保自動(dòng)氣象站的可靠運(yùn)行。