區(qū)域氣象觀測站現(xiàn)場核查問題簡析

張崇輝　紀秀艷

摘要 區(qū)域自動氣象站是為了滿足當?shù)貧庀箢A(yù)報服務(wù)需求和經(jīng)濟社會發(fā)展需要而補充建設(shè)的氣象觀測站。為保證其數(shù)據(jù)準確，需要定期對儀器設(shè)備進行現(xiàn)場核查。簡要分析了現(xiàn)場核查中發(fā)現(xiàn)的問題，認為核查工作受核查設(shè)備、環(huán)境條件、核查人員等外部條件因素影響較大，核查結(jié)果的可信度需要商榷，但其對保障區(qū)域自動氣象站工作性能、保證區(qū)域站的數(shù)據(jù)準確性仍具有重要意義。

關(guān)鍵詞 區(qū)域氣象觀測站;現(xiàn)場核查

中圖分類號：P414.9 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2021）11–0052–02

區(qū)域氣象觀測站是根據(jù)中小尺度災(zāi)害性天氣預(yù)警、大中城市、特殊地區(qū)和專屬經(jīng)濟區(qū)的氣象預(yù)報服務(wù)需求，以及當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展需要，在國家級地面氣象觀測站布局的基礎(chǔ)上補充建設(shè)的地面氣象觀測站[1]。

與國家級地面氣象觀測站相比，區(qū)域自動氣象站站點多、分布范圍廣、建設(shè)地點環(huán)境復(fù)雜多樣，對觀測儀器性能也提出了更高的要求。因此，為保證其觀測數(shù)據(jù)準確，必須定期對區(qū)域自動氣象站進行現(xiàn)場核查[2]。

1 現(xiàn)場核查方法簡介

區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場核查主要針對氣壓、溫度、相對濕度、風向、風速、雨量等6個觀測要素，分別依據(jù)相應(yīng)觀測要素的計量檢定規(guī)程對傳感器的計量性能進行核查。若現(xiàn)場天氣、氣候條件惡劣，不能開展核查的，可以對傳感器進行室內(nèi)檢定或校準后現(xiàn)場更換。

核查過程中，氣壓、溫度、相對濕度傳感器的核查方法為將標準器和傳感器感應(yīng)部位放置于同一環(huán)境中，讀取標準值和被核查示值，計算示值誤差，判斷核查結(jié)果是否符合計量性能要求。

風速傳感器利用風速校驗儀核查啟動風速和30 m/s點的示值誤差，判斷核查結(jié)果是否符合計量性能要求。

風向傳感器利用風向校驗儀分別核查0°、121°、239°共3點風向示值誤差，取3個點的示值誤差絕對值最大的示值誤差作為風向的核查結(jié)果，判斷是否符合計量性能要求。

雨量傳感器利用校準儀模擬不同雨強（1 mm/min、4 mm/min）情況下，利用傳感器示值與標準容器的差值，判斷核查結(jié)果是否符合計量性能要求[1]。

在判斷傳感器計量性能的同時，還需檢查傳感器的外觀是否完整，同時還應(yīng)對區(qū)域自動氣象站周邊探測環(huán)境進行評估。

已經(jīng)業(yè)務(wù)運行的區(qū)域自動氣象站應(yīng)每年至少安排一次現(xiàn)場核查，核查時間一般為當?shù)匮雌陂_始之前，可結(jié)合設(shè)備安裝、巡檢、維護、維修工作進行。

2 現(xiàn)場核查問題簡析

2.1 核查標準器難以保持其檢定或校準狀態(tài)的可信度

區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場核查，均為露天野外操作，震動、雨水、泥土、高溫、日曬等惡劣的野外環(huán)境必定會對標準器的儀器性能造成影響，致使其計量性能下降，因此必須保持標準器在規(guī)定的時間間隔期內(nèi)檢定和校準狀態(tài)的可信度，否則難以根據(jù)核查結(jié)果判斷傳感器計量性能是否符合要求。

現(xiàn)場核查執(zhí)行單位應(yīng)定期對標準器進行檢定和校準，并制定標準器期間核查方案，尤其在現(xiàn)場核查前和現(xiàn)場核查全部完畢后，應(yīng)進行期間核查對比核查標準數(shù)據(jù)變化情況，確保標準器示值是否在規(guī)定的最大允許誤差之內(nèi)。如果超出允許范圍，應(yīng)停止進行現(xiàn)場核查，將標準器重新送檢，并對此期間核查過的區(qū)域自動氣象站重新進行現(xiàn)場核查。

在核查讀數(shù)時，也應(yīng)認真觀察標準器示值變化情況，如有異常應(yīng)結(jié)合傳感器示值仔細分析判斷，如為標準器問題應(yīng)立即停止該要素現(xiàn)場核查。

2.2 核查現(xiàn)場難以保持穩(wěn)定的環(huán)境工作狀態(tài)

在區(qū)域站現(xiàn)場核查實施過程中，要求標準器和傳感器等高放置在同一環(huán)境場中，穩(wěn)定不同時間（氣壓：2 min，溫度、相對濕度：20 min）后開始讀數(shù)，其中溫度和相對濕度還要選擇在變化較為平穩(wěn)的時段讀數(shù)。

在實際核查過程中很難遇到平穩(wěn)的環(huán)境變化條件，陽光照射、陣風吹拂、云朵遮日等均可造成氣壓、溫度、相對濕度的變化。由于靈敏度不同，標準器的變化更為劇烈，極易造成與傳感器示值差值過大，不得不再次等待讀數(shù)時機。核查現(xiàn)場的環(huán)境也難以達到標準器的工作條件標準[2] 。

在進行現(xiàn)場核查時，現(xiàn)場核查人員一定要有足夠的耐心，盡量避開環(huán)境條件變化劇烈的時段，在合適的時機迅速讀數(shù)。如果有可能，氣壓、溫度、相對濕度傳感器可采用實驗室檢定的方式進行核查，定期更換檢定后的傳感器即可。

相對而言，風向、風速的核查受環(huán)境條件影響較小，結(jié)果與實驗室測試數(shù)據(jù)基本一致。雨量核查受風的影響較大，核查時注意避風即可。

2.3 核查工作介入?yún)^(qū)域站工作環(huán)境，無法避免對觀測數(shù)據(jù)的影響

區(qū)域站核查在現(xiàn)場通過串口連接自動站采集器來讀取傳感器實時采集數(shù)據(jù)。在這個過程中，溫度、相對濕度需要開關(guān)百葉箱，風向、風速需要拆卸傳感器，雨量需要注水，這些操作均會對區(qū)域站的觀測數(shù)據(jù)造成影響，使數(shù)據(jù)變化不平穩(wěn)、造成數(shù)據(jù)缺測，產(chǎn)生偽數(shù)據(jù)。這些偽數(shù)據(jù)嚴禁保留在數(shù)據(jù)采集器或上傳到數(shù)據(jù)庫。

在核查開始前，必須先斷開區(qū)域站的通信供電系統(tǒng)，待核查結(jié)束，將數(shù)據(jù)采集器中的這部分偽數(shù)據(jù)刪除后（相關(guān)時段觀測數(shù)據(jù)按缺測處理），再連接通信系統(tǒng)?，F(xiàn)場核查工作應(yīng)盡量避開整點時次和容易產(chǎn)生極值的時段，核查操作要迅速，核查結(jié)束后還要對個儀器設(shè)備的運行情況進行全面檢查，最大可能地避免因核查操作對區(qū)域自動氣象站的觀測數(shù)據(jù)連續(xù)性造成影響。

2.4 核查人員難以嚴格貫徹核查工作標準

由于區(qū)域自動氣象站站點眾多、分布范圍廣，核查時間往往長達月半之久。區(qū)域自動氣象站的現(xiàn)場核查人員一般為地市級保障中心工作人員兼職輪替進行，如因工作緊張可能還要抽調(diào)其他部門或縣級氣象部門工作人員經(jīng)簡單培訓(xùn)后才能進行。

受條件限制，核查人員同時要進行汽車駕駛、現(xiàn)場核查、區(qū)域自動氣象站維護維修等多項工作，受路途、時間、天氣、身體疲勞等原因影響，很難一直嚴格按照操作要求開展現(xiàn)場核查工作，現(xiàn)場核查讀數(shù)匆忙，核查結(jié)果的可信度難以保障。

2.5 核查數(shù)據(jù)管理混亂，核查報告整理不便

目前，區(qū)域自動氣象站的現(xiàn)場核查，其核查數(shù)據(jù)均需人工讀取，記錄表單大多為紙質(zhì)打印版，需現(xiàn)場手工填寫、計算。由于現(xiàn)場條件所限，記錄混亂、計算錯誤時有發(fā)生，且由于核查時間較長，紙質(zhì)記錄表大多存在臟污、損壞現(xiàn)象?，F(xiàn)場核查數(shù)據(jù)沒有集中統(tǒng)一管理，在出具核查報告時需將核查記錄再次整理、錄入、計算，工作效率低下，同時也存在記錄錯誤多、信息記錄不完整等情況。

對于以上出現(xiàn)的問題，要避免人為因素的影響現(xiàn)場核查結(jié)果，除加強培訓(xùn)、嚴格執(zhí)行工作流程、仔細讀數(shù)、認真記錄計算外，還需要改變目前現(xiàn)場核查人工讀取、手工填寫計算核查數(shù)據(jù)的方式?？舍槍δ壳暗暮瞬樵O(shè)備，開發(fā)一款集數(shù)據(jù)采集、管理、輸出為一體的現(xiàn)場核查系統(tǒng)，使其具備自動讀取并計算核查數(shù)據(jù)、自動出具核查報告等功能，避免出現(xiàn)人為因素導(dǎo)致信息記錄不全、數(shù)據(jù)結(jié)果計算錯誤等，有效提高現(xiàn)場核查工作效率和核查數(shù)據(jù)的準確性、完整性，還可積極探索完全自動化現(xiàn)場核查系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

在區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場核查中，若能保證核查標準器的儀器性能，嚴格執(zhí)行現(xiàn)場核查工作流程，認真細致地讀數(shù)，可有效保障區(qū)域自動氣象站工作性能以及區(qū)域站的數(shù)據(jù)準確性，可作為日常驗證區(qū)域自動氣象站觀測設(shè)備及其測量系統(tǒng)性能的一項維護性工作。

2020年，中國氣象局山洪地質(zhì)災(zāi)害防治氣象保障工程中增加了氣象計量檢定標準化實驗室建設(shè)項目，在地市級氣象局建設(shè)氣象計量檢定標準化實驗室，開展氣壓、溫度、相對濕度傳感器實驗室檢定，使區(qū)域自動氣象站氣壓、溫度、相對濕度傳感器的現(xiàn)場核查可轉(zhuǎn)為實驗室檢定，有效避免現(xiàn)場核查中發(fā)現(xiàn)的問題，提高校準效率，提高區(qū)域站觀測數(shù)據(jù)的準確性，現(xiàn)場核查工作可轉(zhuǎn)為在2次計量檢定過程之間開展的一項日常維護性工作。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 31221—2014 氣象探測環(huán)境保護規(guī)范地面氣象觀測站[S].北京：中國標準出版社，2014.

[2] 胡蒼龍，陳濤.區(qū)域自動氣象站風向風速現(xiàn)場核查方法解讀[J].氣象水文海洋儀器，2018，12（4）：24-27.

責任編輯：黃艷飛

Brief Analysis of On-site Verification of Regional Meteorological Observati-on Stations

ZHANG Chong-hui et al（Tongliao Met-eorological Bureau， Tongliao， Inner Mongolia 028001）

Abstract Regional automatic weather station is a supplementary meteorological observation station to meet the needs of local meteorological forecast service and economic and social development. In order to ensure the accuracy of its data， it is necessary to regularly check the instruments and equipment on site. This paper briefly analyzed the problems found in the on-site verification， and holds that the verification work was greatly affected by external conditions such as verification equipment， environmental conditions and inspectors， and the credibility of the verification results needed to be discussed， but it was still of great significance to ensure the working performance of the regional automatic weather station and the accuracy of the data of the regional station.

Key words Regional meteorological obse-rvation station; On site verification

作者簡介 張崇輝（1979—），男，內(nèi)蒙古通遼人，高級工程師，主要從事綜合氣象觀測技術(shù)保障工作。

收稿日期 2021-08-01