自動氣象站監(jiān)控軟件窗口顯示信息分析與應(yīng)用

張振順

（寧德市三沙氣象臺，福建 霞浦355101）

1 自動氣象站運(yùn)行狀態(tài)檢查

監(jiān)控軟件是自動氣象站采集器與計算機(jī)的接口軟件。它的界面顯示著采集器、各傳感器和組網(wǎng)軟件運(yùn)行狀態(tài)，從這界面上可以查看：

（1）采集器通訊是否正常。紅燈亮則說明監(jiān)控軟件和采集器之間沒有正常的連接；黃燈亮則說明監(jiān)控軟件和采集器之間正在進(jìn)行通訊，當(dāng)監(jiān)控軟件每整分后的10s從采集器下載實(shí)時數(shù)據(jù)并刷新顯示界面一次；綠燈亮則說明監(jiān)控軟件未對采集器操作，這表明監(jiān)控軟件目前正處在空閑狀態(tài)。

（2）顯示的自動觀測實(shí)時數(shù)據(jù)是否正常，即采集器本身和傳感器是否正常。

（3）自動氣象觀測站與中心氣象觀測站的通訊連接是否處于正常狀態(tài)。主通道或輔助通道的紅燈亮說明網(wǎng)絡(luò)連接不通，綠燈亮則說明網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)是連通的。

（4）監(jiān)控軟件連續(xù)運(yùn)行時間。監(jiān)控軟件在運(yùn)行的時間較長后，會占用計算機(jī)較大資源，采集成功率會出現(xiàn)下降，容易出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象，因此需在運(yùn)行4至5天左右，退出軟件重啟計算機(jī)和監(jiān)控軟件。

（5）計算機(jī)和采集器的運(yùn)行時間是否一致。必須確保計算機(jī)時鐘、采集器時鐘與北京標(biāo)準(zhǔn)時間的相同，當(dāng)誤差大于30秒時，監(jiān)控軟件無法顯示采集器的數(shù)據(jù)。溫2～3℃，而在陰雨天氣，兩者讀數(shù)差別較小。

（2）利用相鄰比較法，審查各深度、各定時的日變化是否合理。土壤溫度的鉛直分布有三種形態(tài):1土壤溫度隨深度的增加而降低的類型（日射型)，它一般出現(xiàn)于白天或夏季；2土壤溫度隨深度增加而升高的類型（輻射型），他一般出現(xiàn)于夜間或冬季；3日射型和輻射型同時存在（過渡型）的情況，他一般出現(xiàn)于晝夜和冬季的過渡時間。因此在日常工作中要結(jié)合天氣狀況分析地溫變化屬于何種類型，在實(shí)際審核時必須對某一地溫要素的前、后2個相鄰差進(jìn)行綜合分析，若前后2個相鄰差均出現(xiàn)異常才可判斷該要素為疑誤。一般深度越深，溫度變化越趨于平緩和滯后，如有反常，應(yīng)分析原因，判斷是否儀器損壞。

（3）利用相關(guān)法審查地溫數(shù)據(jù)。各層地溫數(shù)據(jù)的日變化都是有一定規(guī)律的，其變化規(guī)律與天氣影響關(guān)系密切，特別是太陽照射強(qiáng)度、強(qiáng)冷空氣影響、強(qiáng)降水、強(qiáng)對流、大風(fēng)等氣象要素的影響比較明顯，工作中可以采用相關(guān)法進(jìn)行分析判斷數(shù)據(jù)是否正常?？紤]到因降水、冷空氣、暖氣流等使地溫產(chǎn)生系統(tǒng)性的跳躍式變化，此類跳躍式變化屬正常情況。

2 壓溫濕變化曲線的應(yīng)用

監(jiān)控軟件對于風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、相對濕度、本站氣壓和降水量等要素給出二小時內(nèi)每分鐘的變化曲線。要素曲線只能顯示當(dāng)前時間前二小時內(nèi)每分鐘值。而壓、溫、濕的數(shù)據(jù)變化是有其規(guī)律的，自動站觀測下載的每分鐘相鄰的數(shù)據(jù)變化：氣壓數(shù)據(jù)fflt;0.3hpa、溫度數(shù)據(jù)fflt;0.3度、相對濕度fflt;3%。其數(shù)據(jù)在變化曲線窗口中顯示出一條變化較平滑沒有明顯跳變突起的上升或下降的曲線。在日常工作中如發(fā)現(xiàn)有異常，可用自動氣象站質(zhì)量控制軟件打開分鐘數(shù)據(jù)查看其變化是否合理。當(dāng)時有雷暴、臺風(fēng)、飚線過境等天氣現(xiàn)象影響，而引起壓、溫、濕分鐘數(shù)據(jù)的突跳現(xiàn)象，則按正常處理,保留原記錄；對當(dāng)天沒有天氣系統(tǒng)過境,通過分析判斷，確認(rèn)為異常的數(shù)據(jù)，按規(guī)定對數(shù)據(jù)進(jìn)行人工質(zhì)量控制，并在觀測簿中作必要的備注。

圖1 氣壓變化曲線

3 地溫數(shù)據(jù)的日常審核

（1）利用監(jiān)控軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)審查地面最高、最低溫度是否正常，結(jié)合氣溫變化對地溫數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，與定時有無矛盾。比較地面最低溫度與最低氣溫，一般在晴朗微風(fēng)的日子里，地面最低溫度低于最低氣

4 利用窗口顯示的疑誤信息判斷儀器故障

自動氣象站的采集器、地溫變送器、傳感器出現(xiàn)故障，都會在監(jiān)控軟件顯示界面顯示出異常數(shù)據(jù)，而我們可以利用這些數(shù)據(jù)分析判斷出現(xiàn)故障的硬件，進(jìn)而采取相應(yīng)的處理措施，盡快地使自動氣象站恢復(fù)正常。下面舉幾個從監(jiān)控軟件界面顯示的異常數(shù)據(jù)入手分析故障原因的例子。

例1 故障現(xiàn)象：連續(xù)幾小時二分鐘風(fēng)向?yàn)镃,風(fēng)速為00

圖3 基本數(shù)據(jù)頁面風(fēng)數(shù)據(jù)

分析判斷：圖（1）顯示著某時風(fēng)數(shù)據(jù)，除二分鐘風(fēng)向?yàn)镃，風(fēng)速為00外，其他的風(fēng)向風(fēng)速都有數(shù)據(jù)，這是監(jiān)控軟件長時間運(yùn)行后，采集成功率下降的故障。再打開逐日地面數(shù)據(jù)維護(hù)界面圖（2）可以看到已出現(xiàn)多個小時，應(yīng)立即退出軟件重啟計算機(jī)，并重新下載出現(xiàn)異常的前幾小時數(shù)據(jù)。

例2 溫度數(shù)據(jù)－24.6沒有變化

分析判斷：當(dāng)采集器連接溫度傳感器的端口在開路情況下，監(jiān)控軟件窗口就會顯示-24.6。因此如確定是異常數(shù)據(jù)應(yīng)檢查：一是連接溫度傳感器線路斷。二是溫度傳感器壞。三是采集器相應(yīng)的端口故障。

圖5 氣溫異常

例3 溫度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確 數(shù)據(jù)通訊正常，但溫度數(shù)據(jù)明顯偏大或偏小

分析判斷：一是檢查周圍的環(huán)境是否對溫度產(chǎn)生干擾，如溫度通風(fēng)罩周圍是否有通風(fēng)口或者較強(qiáng)的光反射，都可能造成溫度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;二是檢查溫度傳感器是否正常，用萬用表測量溫度的電阻值，判斷是否符合當(dāng)前溫度，正常阻值根據(jù)實(shí)際溫度不同應(yīng)在80～120Ω;首先取下溫度傳感器在防雷板上的插頭(防雷板1～4號線，即1黃、2黃和3綠、4綠)，用萬用表電阻200Ω檔量取溫度傳感器標(biāo)號1，2任一端與3，4任一端之間的電阻值是否在80～120Ω;再用萬用表電阻200Ω檔量取溫度傳感器標(biāo)號1，2端(3，4端)之間的電阻值是否在1～8Ω。若以上測量中，有一項指標(biāo)超出范圍，應(yīng)檢查傳感器與接線的接頭處，注意觀察接頭是否有接觸不良的現(xiàn)象，若測量均不能滿足要求，則應(yīng)更換溫度傳感器。

例4 故障現(xiàn)象：天空有降水，人工站有量，自動站無量

分析判斷 有降水而無雨量數(shù)據(jù)顯示，說明采集器雨量端口處于開路或短路狀態(tài)。一是檢查線路連接是否正常，檢查雨量傳感器的干簧管是否損壞，用萬用表電阻檔測量干簧管兩端，翻轉(zhuǎn)1次翻斗，萬用表應(yīng)該有1個跳變，如果表針沒有變化，則說明干簧管已損壞，更換干簧管即可;二是采集器雨量通道問題，導(dǎo)致采集器無法計數(shù);三是雨量端子上所連接的電容壞了。

圖4 逐日地面數(shù)據(jù)維護(hù)頁面風(fēng)數(shù)據(jù)

例5 故障現(xiàn)象：自動站降水量小于人工觀測降水量

分析判斷：數(shù)據(jù)通訊正常，但雨量數(shù)據(jù)明顯偏大或偏小 檢查:（1）雨量筒或漏斗堵塞，導(dǎo)致雨量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；（2）采集器雨量通道問題，導(dǎo)致采集器計數(shù)不準(zhǔn)；（3）雨量端子上所連接的電容壞了，導(dǎo)致雨量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，雨量偏差允許范圍在4%以內(nèi)，若偏差不是太大，校準(zhǔn)處理即可解決。調(diào)整方法:取下雨量筒外殼，松開下翻斗調(diào)整螺絲的固定螺絲，若雨量示值偏大，則將兩只調(diào)整螺絲沿軸線同時向外旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一周，可使示值減少0.3mm，否則兩顆調(diào)整螺絲向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使示值增加0.3mm。需要注意的是:向內(nèi)旋轉(zhuǎn)過度時，不僅不會使示值增加，反而使示值減少許多。

例6 某一路地溫不正常，跳變不穩(wěn)定

分析判斷：一是溫度傳感器壞。二是地溫傳送器相應(yīng)端口故障。三是地溫傳感器密封不好進(jìn)水。

圖6 20cm地溫異常

例7 某一路地溫不正常，為固定不變

分析判斷:一是信號電纜開路，二是傳感器損壞，三是外轉(zhuǎn)接盒內(nèi)CD4067BF損壞。

5 結(jié)束語

地面氣象觀測員必須嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)地做好本職工作，為了確保自動氣象站的正常工作和上傳數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,要熟練掌握地面氣象觀測業(yè)務(wù)軟件操作方法和觀測儀器的維護(hù)檢修，認(rèn)真查看監(jiān)控軟件界面顯示的各種氣象要素信息，仔細(xì)分析自動站數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象,以便在自動站出現(xiàn)故障時快速準(zhǔn)確的處理,確保地面觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和連續(xù)性，按時上傳數(shù)據(jù)文件，提高地面觀測業(yè)務(wù)質(zhì)量。

［1］中國氣象局監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)司.地面氣象測報業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件操作手冊[M].北京:氣象出版社,2005.

［2］中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[M].北京:氣象出版社,2003

［3］李黃.自動氣象站實(shí)用手冊[M].北京:氣象出版社,2007.