兩種氣象三要素儀器的數據分析

谷茂龍 東得淼

摘 要：氣象三要素屬于地震前兆觀測輔助測項，是地震前兆臺站觀測的重要組成部分。由此，本文主要對寧河地震臺氣象三要素儀器中國地震局地殼應力研究所研制的WYY-1型氣溫、氣壓、雨量綜合觀測儀和北京中科光大自動化技術有限公司研制的ZKGD3000-M型氣象三要素自動監(jiān)測設備進行對比分析，驗證觀測數據的可靠性，并找出儀器常見的故障，提供相應的解決方法，為相關地震臺站提供借鑒。

關鍵詞：氣象三要素;氣溫、氣壓、降雨量綜合觀測儀;故障

中圖分類號：P416文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2019）16-0145-02

Abstract： Meteorological three elements belong to the auxiliary items of earthquake precursor observation， and are an important part of the observation of earthquake precursor stations. Therefore， this paper mainly compared and analysed WYY-1 temperature， pressure and rainfall comprehensive observer developed by the Institute of Crustal Stress， China Seismological Bureau and ZKGD3000-M automatic meteorological monitoring equipment developed by Beijing Zhongke Guangda Automation Technology Co.， Ltd. to verify the reliability of observation data. At the same time， the common faults of the instrument were found out， and the corresponding solutions were provided to provide reference for the relevant seismic stations.

Keywords： meteorological three elements;integrated observer of temperature， air pressure and rainfall;faults

地震觀測儀器屬于高精度儀器，在觀測過程中，會在一定程度上受環(huán)境和氣象因素干擾[1]。氣象三要素屬于地震前兆觀測輔助測項，是地震前兆臺站觀測的重要組成部分。在三大學科流體、電磁和形變的資料預處理過程中，均需要使用氣溫、氣壓和降雨量輔助資料剔除觀測資料干擾[2]。地震工作者通過多年的數據觀測，證實地震活動與氣象三要素有一定關系，對地震研究有重要的意義和價值[3]。

1 儀器簡介

氣象三要素作為輔助測項，按照學科組要求，已納入學科管理與臺站日常工作中。寧河地震臺氣象三要素儀器有中國地震局地殼應力研究所研制的WYY-1型氣溫、氣壓、雨量綜合觀測儀和北京中科光大自動化技術有限公司研制的ZKGD3000-M型氣象三要素自動監(jiān)測設備。這兩套儀器主要監(jiān)測氣溫、氣壓和降雨量信息。系統產出數據符合中國國家地震局“十五”數字化前兆監(jiān)測系統要求，數據可以通過網絡接口直接進入國家地震局地震前兆監(jiān)測數據庫。

2 觀測情況

WYY-1型氣溫、氣壓、降雨量綜合觀測儀，溫度探頭和雨量筒的導線穿PVC管地埋50cm后穿墻進監(jiān)控室，與主機連接，通過網絡進行數據預處理;ZKGD3000-M氣象三要素監(jiān)測設備，溫度探頭和雨量筒的導線穿地埋鐵管后穿墻進監(jiān)控室，與主機連接，通過網絡進行數據預處理。溫度探頭安裝在距地1.5m的百葉箱內，氣壓傳感器安置在機房內，雨量筒安裝在距地30cm的水泥臺上。

2.1 溫度

兩種氣象三要素儀器的溫度觀測如圖1所示。從圖1可以看出，氣溫存在明顯的年周期變化特征，夏季溫度高，冬季溫度低。統計兩套儀器2018年全年溫度數據，WYY-1型觀測儀溫度數據共出現44次突跳，3次突升的緩變;ZKGD3000-M型觀測儀溫度數據無突跳和緩變。

通過中國天氣網查詢溫度信息發(fā)現，WYY-1型觀測儀溫度觀測數據比實際溫度高，ZKGD3000-M型觀測儀溫度觀測數據接近實際溫度。選取冬季和夏季各8天日平均溫度數據進行對分析，WYY-1型觀測儀溫度探頭在冬季寒冷氣候下觀測數據與實際溫度偏差3.5～5.0℃。兩套儀器冬季和夏季日平均溫度和差值如表1和表2所示。

2.2 氣壓

一般情況下，氣壓和溫度呈現負相關的關系，溫度越高，氣壓越低;溫度越低，氣壓越高。兩套觀測儀氣壓曲線如圖2所示。統計兩套儀器2018年全年氣壓數據可知，WYY-1型觀測儀氣壓數據共出現55次突跳;ZKGD3000-M型觀測儀氣壓數據無突跳。作為輔助觀測項目，對前兆數據的相應分析影響不大。

2.3 降雨量

通過長期的對比觀測，WYY-1型觀測儀的雨量筒在突降大雨時測量數據偏低，新更換的ZKGD3000-M型觀測儀的雨量筒能更好地進行數據觀測。兩套觀測儀降雨量數據曲線如圖3所示。其中，WYY-1型觀測儀的雨量筒在降水量大于10mm時，誤差范圍在±4mm[4];而ZKGD3000-M型觀測儀的雨量筒上部承水器中的雨水進入貯水室，使用了兩個電動閥門自動控制，即使遭遇特大暴雨，雨量也不會有任何流失。

3 結論

綜上所述，WYY-1型觀測儀溫度探頭在冬季氣溫較低時觀測數據出現較大的誤差;WYY-1型觀測儀的雨量筒在突降大雨時測量數據偏低。

數字化前兆觀測儀器與設備出現故障，將直接影響前兆臺網整體運行質量及觀測資料的連續(xù)性、完整性。氣象三要素雖然只是輔助測項，但與前兆觀測有著密不可分的關系。因此，在日常維護工作中，應做好巡查和檢驗工作，按時對儀器進行標定;另外，觀測過程中會出現各種突發(fā)事件，臺站觀測人員應關注故障形成的原因并找到解決方法，以利于臺站今后工作的開展。

參考文獻：

[1]劉其壽，楊佩琴，黃騰，等.氣象三要素觀測數據的共享[J].華南地震，2010（4）：35.

[2]趙志遠，宋昭，王江.氣象三要素校準表計算及生成軟件[J].地震地磁觀測與研究，2018（6）：208-211.

[3]郭曉軍，陸虹.地震的氣象前兆[J].廣西氣象，1996（4）：56-58.

[4]全建軍，劉水蓮，賴見深，等.WYY-1型氣象三要素雨量傳感器常見故障的分析及排除[J].華南地震，2015（2）：55-59.