自動氣象觀測站降水測量值異?，F(xiàn)象分析與處理

1、    自動氣象觀測站降水測量值異常現(xiàn)象分析與處理    劉志鵬等摘要 通過闡述自動氣象站翻斗式雨量傳感器工作原理及降水異常的表現(xiàn)形式，分析其故障原因，提出出現(xiàn)降水異?，F(xiàn)象后的處理方法，以期引起保障人員的重視，加強對自動站觀測儀器的巡視，避免氣象災害預警信息遲發(fā)或誤發(fā)，從而提高氣象為農服務質量。關鍵詞 自動氣象觀測站；雨量傳感器；降水異常；故障分析；處理p415.1+2 b 1007-5739（2015）01-0259-02abstract through describing the working principle of tipping bucke

2、t rainfall sensor and the phenomena of abnormal precipitation，the causes of fault were analyzed.treatment methods of abnormal precipitation were proposed，so as to be noticed by support staff，and strengthening perambulatory observation instrument of automatic station，avoiding the false or late warnin

3、g information of meteorological disaster，and improving the quality of meteorological service for the agriculture.key words automatic meteorological observation station；rain sensor；abnormal precipitation；fault analysis；treatment隨著氣象現(xiàn)代化建設快速發(fā)展，自動氣象觀測站已取代人工觀測，被廣泛應用于氣象觀測業(yè)務領域。但由于觀測儀器本身存在的誤差，自動氣象站雨量觀測記錄偶爾會

4、出現(xiàn)偏多或偏少的現(xiàn)象。只要偏差在±4%的范圍內，一般均可視為正常1。但是如果測量值與實際值偏差太大且出現(xiàn)強降水天氣過程時，自動站測量雨量值為0；或是在沒有降水過程及降水結束較長時間后，自動站采集數(shù)據(jù)中仍出現(xiàn)較大的雨量記錄，則屬于降水測量值異常。上述情況不但會對預報員產(chǎn)生誤導，同時可能導致遲發(fā)或誤發(fā)災害預警信息。因此，技術保障人員應高度重視，做到及時發(fā)現(xiàn)、及時處理，將影響降到最低。1 自動氣象站雨量傳感器工作原理目前，自動氣象站所用雨量傳感器均為翻斗式。翻斗雨量傳感器主要由承水器、上翻斗、計量翻斗、計數(shù)翻斗、干簧管和調節(jié)螺釘?shù)冉M成。降雨出現(xiàn)時，雨水首先在承水器內匯集，流入上翻斗，然后進

5、入計量翻斗進行計量，每產(chǎn)生0.1 mm降水量計量翻斗翻轉1次，并將計量后的0.1 mm降水倒入計數(shù)翻斗。在計數(shù)翻斗的中間裝有1塊小磁鋼，磁鋼上部裝有干簧，計數(shù)翻斗每翻轉1次，磁鋼對干簧管掃描1次，干簧管開關接點閉合1次，送出1個導通信號，通過二芯電纜傳輸給數(shù)據(jù)采集器，從而實現(xiàn)對降雨量的自動監(jiān)測2。2 降水測量值異常的表現(xiàn)形式及故障分析2.1 降水天氣未監(jiān)測到雨量或雨量偏少當發(fā)生大面積強降水天氣時，對自動站氣象站雨量數(shù)據(jù)進行比對，若自動站氣象站采集數(shù)據(jù)無雨量或比鄰近站降雨明顯偏少時，則該站雨量傳感器系統(tǒng)出現(xiàn)故障。2.1.1 承水器堵塞。自動氣象站雨量傳感器所用承水器堵塞會造成所收集降水無法通過計

6、量翻斗，從而導致無降水記錄。造成承水器堵塞主要原因是因為承水器本身漏斗孔較細，加上氣候干燥，風沙塵土大，承水器漏斗孔很容易被泥土堵塞，此外還會受植被影響，如楊絮、柳絮等，所以承水器需經(jīng)常人工清理。清理雜物時應用水沖洗，切忌用細鐵絲等堅硬工具疏通，以免損傷漏斗孔內壁而影響正常數(shù)據(jù)采集。2.1.2 干簧管損壞。干簧管出現(xiàn)故障時，其開關接點將無法閉合，從而造成雨量傳感信號傳送失敗，導致降水記錄為0。當自動氣象站在降水天氣時無雨量數(shù)據(jù)，而現(xiàn)場查看翻斗和承水器并未堵塞，則應用萬用表測試干簧管是否損壞。具體方法是擰下雨量器其中一個接線柱線頭，用萬用表測試2個接線柱，經(jīng)翻斗翻動后，若萬用表數(shù)據(jù)指示無數(shù)據(jù)，則

7、確定干黃管已經(jīng)損壞，重新更換干黃管后雨量傳感器可恢復正常。2.1.3 數(shù)據(jù)線斷路。數(shù)據(jù)連接線是數(shù)據(jù)信號的傳輸通道，數(shù)據(jù)線路中斷同樣會造成降水記錄為0。如果降水天氣時無降水記錄，同時現(xiàn)場檢查承水器漏斗無堵塞，干黃管也正常，則檢查雨量傳感器與采集器間的數(shù)據(jù)連接線是否連通，如果線路中斷，應重新連接斷點或更換數(shù)據(jù)連接線，確保雨量傳感器正常工作。2.2 晴好天氣出現(xiàn)較大雨量記錄當天氣晴好、無降水過程或降水結束較長時間后，自動站氣象站所采集數(shù)據(jù)中仍出現(xiàn)較大的雨量記錄，則該站雨量傳感器系統(tǒng)出現(xiàn)故障。2.2.1 傳感器故障。2014年5月14日遼寧朝陽地區(qū)一自動氣象站出現(xiàn)連續(xù)雨量記錄，1 h內累計雨量達84.

8、5 mm，而周圍其他站點并無降水記錄，技術人員及時趕赴現(xiàn)場，對雨量傳感器進行檢查?，F(xiàn)場并無強對流天氣，地面干燥，沒有降水的跡象；檢測采集器正常，傳輸電纜也無明顯破損。打開雨量筒，發(fā)現(xiàn)計數(shù)翻斗卡在中間位置與干簧管處于平行狀態(tài)。測量干簧管兩端，顯示為導通，說明雨量感應器與采集主機已經(jīng)形成閉合環(huán)路3。雖然此時不會產(chǎn)生雨量記錄，但極微小的顫動，如汽車使過或行人走動都可能使干簧管產(chǎn)生瞬間斷開、閉合的動作，從而產(chǎn)生雨量記錄。更換雨量傳感器后，采集數(shù)據(jù)恢復正常。2.2.2 傳輸導線故障。2014年6月28日遼寧省朝陽地區(qū)一自動氣象站1 h累計雨量121.8 mm。雖然當時該地區(qū)有降水天氣，但與實際值偏差過大

9、，技術人員赴現(xiàn)場進行調查。經(jīng)檢查采集器和雨量傳感器均正常，而傳輸導線處于時通時斷的狀態(tài)。進一步檢查發(fā)現(xiàn)，埋于地下的傳輸導線表面濕漉并有明顯的破損，電纜處于開閉路的臨界狀態(tài)，加上表面潮濕，使傳輸導線有時開路有時閉合，導致采集器不斷地產(chǎn)生雨量記錄4。更換電纜線后，自動氣象站恢復正常。2.2.3 人為因素。經(jīng)調查統(tǒng)計，晴好天氣出現(xiàn)較大雨量現(xiàn)象的人為因素主要是兒童玩耍時往雨量筒內倒水所致。另外，技術維護人員在對雨量筒進行清洗時，應斷開雨量傳感器的傳輸導線或進入測試狀態(tài)，否則也可能出現(xiàn)雨量暴增的記錄情況。3 降水測量值異常的處理流程當發(fā)生降水測量值異?，F(xiàn)象后，應及時關閉自動站的降水記錄功能，并對雨量記錄展開調查，將調查結果上報上級主管部門及預報預警中心，對所產(chǎn)生的錯誤信息進行及時、有效處理。如果是儀器設備故障，要及時更換或維修；如果是人為因素造成的誤測，應對當事人進行批評教育。4 結語降雨量是自動氣象站的主要觀測要素之一。作為技術保障人員，要經(jīng)常對觀測數(shù)據(jù)進行核對，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)異常情況應及時進行檢查。同時，加強觀測場地的管理和宣傳教育工作，杜絕人為因素造成誤測，從而避免錯誤數(shù)據(jù)導致氣象災害預警信息的遲發(fā)或誤發(fā)，有效提高氣象服務質量。5 參考文獻1 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范m.北京：中國氣象出版社，2003.2 晏敏，徐明芳.caw