自動(dòng)氣象站異常情況的分析和處理

劉艦

[摘 要]自動(dòng)氣象站主要是通過(guò)傳感器將氣象要素的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)氣象要素的全天候監(jiān)測(cè)，以彌補(bǔ)空間區(qū)域上氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的空白?？梢哉f(shuō)，自動(dòng)氣象站是氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化的產(chǎn)物，其不僅可以提高氣象探測(cè)工作的效率，而且可以緩解冗余的氣象工作，讓氣象工作者能夠把有限的時(shí)間和精力集中于關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)際工作中，自動(dòng)氣象站可能會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的老化、損壞或受到外界干擾，使得相應(yīng)設(shè)備和儀器出現(xiàn)異常情況，進(jìn)而導(dǎo)致探測(cè)數(shù)據(jù)缺失或錯(cuò)誤，影響到氣象探測(cè)工作的正常進(jìn)行，因此不得不予以重視。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)氣象站；氣象探測(cè)；異常情況

[中圖分類(lèi)號(hào)]P415.12 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

自2017年12月29日中國(guó)氣象局提出加快推進(jìn)地面氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化工作研討會(huì)以來(lái)，各氣象單位已經(jīng)明確了推進(jìn)地面氣象觀測(cè)，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工作目標(biāo)。在此背景下，隨著氣象工作者操作水平和業(yè)務(wù)流程的提高，已經(jīng)給自動(dòng)氣象站的正常運(yùn)作積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，在一定程度上保障了氣象探測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。但是設(shè)備和儀器的保養(yǎng)、故障排除以及探測(cè)數(shù)據(jù)的維護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其對(duì)氣象工作者的工作細(xì)心程度、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力要求較高，而且容易受到設(shè)備和儀器現(xiàn)狀及外來(lái)干擾等諸多因素的影響。因此，雖然自動(dòng)氣象站可以在無(wú)人工干預(yù)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)諸多氣象要素的探測(cè)，并通過(guò)自動(dòng)生成報(bào)文，定時(shí)向中心站傳輸探測(cè)數(shù)據(jù)，大大提高了氣象觀測(cè)的工作效率，但是其同時(shí)也給自動(dòng)氣象站的日常維護(hù)和故障排除等工作帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)。從自動(dòng)氣象站的構(gòu)成來(lái)看，其主要可以分為硬件設(shè)施和軟件設(shè)施兩部分，硬件設(shè)施又分為采集器、傳感器和外部設(shè)備三部分，軟件設(shè)施則分為采集軟件和業(yè)務(wù)軟件兩部分。基于自動(dòng)氣象站的構(gòu)成和業(yè)務(wù)流程，本文主要列舉了幾種常見(jiàn)的異常情況，并通過(guò)對(duì)其進(jìn)行分析提出處理方法，以供廣大氣象工作者參考和借鑒。

1 自動(dòng)氣象站異常情況的分析和處理

1.1 計(jì)算機(jī)重啟后的數(shù)據(jù)異常

該種情況主要出現(xiàn)于日界前后重啟計(jì)算機(jī)，造成數(shù)據(jù)的丟失或異常。比如B、Z文件中的氣壓小時(shí)最高值與J文件中氣壓分鐘值相互矛盾，這需要?dú)庀蠊ぷ髡呒皶r(shí)找出問(wèn)題出現(xiàn)的原因，并在報(bào)表中對(duì)該情況進(jìn)行備注。因此，為確保探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，計(jì)算機(jī)的重啟時(shí)間除了要避免特殊天氣時(shí)段外，還應(yīng)該避免在日界前后重啟計(jì)算機(jī)，避免對(duì)氣象要素極值的影響。

1.2 采集單元故障

該類(lèi)故障主要表現(xiàn)為分采集器掛接的氣象要素?cái)?shù)據(jù)缺失或存在亂碼，觀測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法卸載到計(jì)算機(jī)等。可能是由于雷擊等外界干擾導(dǎo)致采集單元、主板或控制面板的損壞，或者受到電磁干擾影響到數(shù)據(jù)的正常采集。首先檢查通信軟件參數(shù)是否有誤，通過(guò)對(duì)采集器進(jìn)行復(fù)位操作，如不能排除故障，則具體可以查看CAN通信、RUN指示、CANR指示和CANE指示是否正常，如CAN電纜出現(xiàn)開(kāi)路和短路，則考慮更換電纜，如RUN指示閃爍，則考慮更換分采集器等，如遭到雷擊導(dǎo)致防雷板擊穿或通信板燒壞，則可以通過(guò)萬(wàn)用表檢查各通道，并及時(shí)更換損壞的設(shè)備，盡量減少探測(cè)數(shù)據(jù)的丟失。

1.3 傳感器故障

1.3.1 風(fēng)速風(fēng)向傳感器故障：該類(lèi)故障主要表現(xiàn)為探測(cè)數(shù)值偏小或恒定不變，風(fēng)向值不隨風(fēng)標(biāo)變化，風(fēng)速風(fēng)向數(shù)值丟失等。因?yàn)轱L(fēng)速風(fēng)向傳感器的安裝位置較高，容易受到外界因素的干擾，特別是在特殊天氣里，其極容易出現(xiàn)異常情況。出現(xiàn)異常時(shí)，首先檢查軸承是否存在磨損或污染，如存在則需要及時(shí)進(jìn)行更換和清潔，然后檢查傳感器電路板和信號(hào)電路是否損壞，如損壞則需要進(jìn)行更換，最后檢查螺絲是否存在脫落或松動(dòng)，如存在則需擰緊。通過(guò)上述幾個(gè)方面的檢查，一般可排除異常情況，如異常情況依然存在，可考慮直接更換風(fēng)速風(fēng)向傳感器。

1.3.2 地溫傳感器故障：該類(lèi)故障主要表現(xiàn)為探測(cè)數(shù)值過(guò)低或過(guò)高，數(shù)據(jù)存在異常跳變或?yàn)楹愣ㄖ担约暗販財(cái)?shù)據(jù)丟失等。首先考慮地溫傳感器是否受到外來(lái)信號(hào)的干擾，如不存在則查看結(jié)轉(zhuǎn)盒是否存在接觸不良或積水，如存在只需重新連接并加以清理，然后查看探頭是否存在腐蝕、生銹，最后通過(guò)萬(wàn)用表對(duì)地溫傳感器進(jìn)行測(cè)量，判斷其是否損壞，如存在可考慮更換地溫傳感器后重新掩埋。

1.3.3 雨量傳感器故障：該類(lèi)故障主要表現(xiàn)為雨量值偏小或下雨時(shí)雨量值恒為0。先查看漏斗、翻斗和過(guò)濾網(wǎng)是否存在堵塞，或者被蟲(chóng)子、蜘蛛網(wǎng)掛住，如存在需對(duì)其進(jìn)行清理和疏通，或打藥滅蟲(chóng)，確保雨水能夠順利進(jìn)入翻斗，然后查看翻斗定位螺絲是否松動(dòng)，并手動(dòng)翻動(dòng)翻斗，確保翻斗水平導(dǎo)通，最后檢查通信線(xiàn)路是否存在開(kāi)路或接觸不良，如存在則考慮更換線(xiàn)路或重新連接。

1.4 供電系統(tǒng)故障

這里所指的供電系統(tǒng)主要是指電源和UPS這兩方面，故障具體表現(xiàn)為各類(lèi)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)缺失，UPS無(wú)法進(jìn)行正常充電等。首先檢查空開(kāi)是否閉合，電源板和變壓器等是否燒壞，保險(xiǎn)管是否熔斷等，然后用萬(wàn)用表逐個(gè)檢查各指示燈是否正常，如蓄電池電壓低于12V，則故障可能位于電源板，考慮直接更換蓄電池。最后查看UPS是否存在內(nèi)部線(xiàn)路老化，影響到對(duì)自動(dòng)氣象站的充電，如存在則需要對(duì)其進(jìn)行檢修和更換。

2 結(jié)語(yǔ)

總之，雖然造成自動(dòng)氣象站異常情況的原因有很多，但是部分異常情況可以通過(guò)人為干預(yù)加以主動(dòng)預(yù)防和及時(shí)排除，以提高探測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，保障氣象探測(cè)工作的正常進(jìn)行。因此，廣大氣象工作者需要在實(shí)際的工作中不斷積累自動(dòng)氣象站維護(hù)和維修的經(jīng)驗(yàn)，提高自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)技能，以不斷滿(mǎn)足氣象觀測(cè)全面自動(dòng)化發(fā)展的需要。

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