淺談地面氣象站自動化觀測設備的應用保障研究

張金龍

摘要：隨著大氣監測自動化系統建設全面展開，越來越多的自動氣象站投入了業務運行。自動氣象站基于地球表面的一定范圍內的氣象條件及其變化過程，對整個系統連續觀察和測量，以及天氣預報、氣候分析、科學研究和氣象服務提供了重要依據。本文針對地面自動氣象站在地面要素觀測中的應用進行分析，并對地面自動氣象站觀測技術進行了分析總結。

關鍵詞：地面氣象觀測；自動化；技術分析；

一、自動氣象站在地面氣象要素觀測中的運用

1.工作原理

自動氣象站主要作用是對區域氣候全方位觀測。自動氣象站、氣象站主機、控制臺、專業氣象數據采集軟件組成了氣象站的基本構造。

地面氣象數據傳輸主要是通過傳感器來完成的，觀測實時的氣壓、氣溫、風速、風向等氣象數據通過氣象數據采集軟件導出，傳感器采集完數據后統一傳輸到氣象探究學習服務器上，再通過氣象采集軟件自動處理各項氣象數據，并自主在氣象站主機上顯示氣溫、風向等氣象要素值。不同的自動氣象站點所觀測的氣象數據也是不一樣的，可以通過網絡上傳到氣象網站上、供人們實時查尋，及時了解天氣變化情況，病積極采取應對措施。

2.觀測的主要地面氣象要素

自動氣象站點主要是通過安裝各類傳感器，如環境濕度傳感器，大氣溫度傳感器，大氣壓力傳感器，風向傳感器，紫外測試傳感器，土壤溫度傳感器，降水量測量器等不同的重要氣象要素進行采集、處理、存儲、輸出、顯示等作業。

3.使用自動氣象站觀測的注意事項

3.1規范使用儀器

氣象站點各項儀器的正常運作的前提條件是規范的使用自動站的各項儀器。特別要提到的是采集器、變送器的插座對應的電纜線位置，要牢記電源開關的所在，包括通電、斷電的先后程序。必須保證自動氣象站點的各儀器能正常運作時才可以進行氣象采集。開關所處的位置是否恰當，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，電纜的長度是否在安全范圍內。

對于安裝自動氣象站點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特電路工作原理，采集器不關閉，也可以進行安裝，熱插拔也能進行，特別注意的是信號線拔下后再更換，否則有可能影響到記錄的準確性。

3.2排除儀器故障

為了自動氣象站觀測的準確性，氣象站工作人員要有熟悉的經驗和技術，要能在儀器異常時，找出問題的關鍵所在，及時采取補救措施，排除故障，以保證氣象采集設備能夠正常的運行.如果采集器出現運行故障，可以先進行“0”復位處理，當然據備份是必須的，這樣一旦當采集器故障， “0”復位不能正常進行，就可以使用已備份好的數據采集器；當出現雷暴天氣時，務必要要切斷與市電的連接，這種情況下采用UPS供電相對更為安全有效，以確保氣象采集儀器設備安全和正常運行。工作人員如果短時間內儀器設備的故障無法及時補救，就要告知相關技術管理部門，獲取支援，并及時按規定補測，保證數據的完整性。

3.3維護儀器清潔

氣象站點的采集儀器在工作過程中會出現灰塵，從而對數據觀測的精確性產生誤導，針對這種情況，自動氣象采集站點內的各項儀器一定要按時清掃。蒸發傳感器在清掃過程中主要是金屬網上的水垢和贓物，要用濕布擦洗百葉箱，并經常更換濕球紗布；溫濕度表在清潔時，主要注意清潔感應器的頂部保護濾膜，以免因為灰塵而堵塞金屬網孔。為了保證自動氣象站觀測的精確性，同時要經常擦拭室內外計算機、戶外顯示器、自動采集器等設備。

3.4維護自動氣象觀測站場地

設立于觀測場的室內外的自動氣象觀測站點的各項感應器以及電纜，會因為環境變化進而影響準確的儀器測量數據，所以必須要保持觀測站點的儀器附近場地的主要環境。例如外設儀器里主要都設于室外的高處的風杯、風向桿，鳥類經常會停落，筑巢，一旦測量環境收到破壞和影響，風傳感器的數據采集就會不準確，甚至無法測量，所以一定要經常注意外設設備的使用情況。觀測場里草坪的高度對不同程度低溫的數據采集有影響，必須經常修整草坪，保持恒定環境；同時地溫場周圍泥土的板結會導致濕度測試不準。地底下電纜也容易受鼠蟻咬損，這些都要及時發現并及時予以排除。

二、自動氣象觀測技術要點分析

1.氣象觀測技術要點

1.1自記憶器的穩定性能

自記憶器的主要是由溫度計、濕度計、氣壓計組成。用自記憶器時方法不對，觀測數值就很很難辨別出精準度。在溫度計的調整方面也有很大的影響，導致測量與實際的溫度就存在較大的差別，大約在1～2℃之間；毛發脫鉤是濕度計使用最主要的問題；同時測量的氣壓也與實際存在誤差，若兩者與實際存在較大差距的話，調整也相對的困難，氣壓差距處于較大值的情況下會有3hPa的跨度。在使用自記憶器時，必須要把數值調節到穩定狀態。

1.2雨量器以及日照紙的正確使用

一般情況下，新舊雨量器會有一定的差距，大約2cm，新的更大一些。由于日照紙會把正反面的刻度清楚地反映出來，因此在涂藥的時候務必要認真，這種情況下需更換日照紙，且過程復雜，或許會造成日照缺測，假如留下一個小洞孔，也可能導致日照缺測。因此，要做好測雨量的準備工作，首先辨別使用雨量器的新舊程度，近而通過進合理評估判斷準確數據。

1.3水銀氣壓表的操作

測量氣壓的稱之為水銀表。觀察者觀察水銀柱的數值時一定要仔細，因為它的數值比較模糊。如果加上有水銀氧化物玻璃罩水銀表的話，數值就更難分辨了。所以，為了保證觀測數值的準確性，測量氣壓時，被氧化的水銀表一定要替換掉。

2觀測技術中設備控制要點

2.1控制好儀器設備的質量

綜合自動化儀器設備在觀測中具有主導地位，設備的質量決定著觀測的質量。儀器的質量主要是儀器的購買、使用和維護，同時觀測員必須遵循《地面氣象觀測規范》條例中的監督工作。設備使用過程中保養和維護是必要的，不可以有疏忽，為了避免設備損害，使用方法要恰當并注意維護，否則會影響地面氣象觀測數據的質量。

2.2工作人員需要熟記儀器設備的使用制度和維護制度

一般情況下綜合觀測的自動化儀器不需要人為控制，但是要測試準確的數據需要經常對儀器進行檢查，發現問題及時解決，例如觀測儀器需要保持清潔，每天都要進行檢查清掃，一個月要進行一次大的維護檢查。一定要遵循設備的使用規則來進行數據收集和氣象觀測，特別要注意儀器敏感部位的保護和清潔工作，如調整肖計筆位和筆尖的壓力；按時的清潔水銀氣壓表，尤其是玻璃罩上面的水銀氧化物。只有保護儀器正常運行，才可以保證數據的連續性和有效性。

2.3觀測過程中的設備控制

氣象觀測和數據收集的同時，地面氣象觀測工作人員要檢查是否存在溫度中斷的情況，一經發現，要及時補救。當溫度表氧化情況很嚴重的時候，要立刻更換。日照紙的涂藥也需要注意不要涂錯了面；尤其是更換日照紙的時候，應該要注意光孔，在更換過程盡量不要出現錯誤。

三、我國地面氣象觀測自動化發展建議

1.地面氣象觀測業務調整方向要適應整體氣象現代化發展的要求。

地面氣象觀測自動化是現代氣象業務發展和氣象業務體制改革調整的關鍵問題，也是氣象現代化工作的重要組成部分。地面觀測業務的改革和發展，必須要著眼于業務發展需求，要按照氣象現代化發展的要求不斷深化。

2.地面氣象觀測自動化是氣象觀測改革調整的核心內容。

地面觀測業務要適應氣象現代化的發展方向，為此，試點工作任務更加艱巨，要做好這項工作，需要在觀測任務、觀測方式和觀測流程上進行優化設計。氣象觀測自動化的全面推進，需要解放思想和不斷創新，需要著眼于需求，著眼于發展效率，著眼于應用。

3.地面氣象觀測自動化要加強觀測儀器管理

觀測員進行氣象觀測主要使用觀測儀器，但是一些觀測員不注重保護這些觀測儀器，沒有對其進行細心維護，故容易導致儀器損壞而無法進行正常的觀測工作。故觀測員應該在日常工作中做好觀測儀器管理工作。下班前應逐項檢查班內工作是否妥善完成，接班員交接班時要交代清楚班內儀器運行狀況、天氣特點、觀測數據記錄及下一班需要完成的任務.避免因主觀原因造成日照紙忘換、雨量自計紙忘做等問題的出現，為其他業務人員增添不必要的工作量。做好班內觀測工作、熟練無誤完成交接班時儀器的管理工作，并對半點巡視儀器環節認真執行，有利于儀器的日常管理，有助于觀測員工作的進行。

參考文獻

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