浅谈地面气象站自动化观测设备的应用保障研究

张金龙

摘要：随着大气监测自动化系统建设全面展开，越来越多的自动气象站投入了业务运行。自动气象站基于地球表面的一定范围内的气象条件及其变化过程，对整个系统连续观察和测量，以及天气预报、气候分析、科学研究和气象服务提供了重要依据。本文针对地面自动气象站在地面要素观测中的应用进行分析，并对地面自动气象站观测技术进行了分析总结。

关键词：地面气象观测；自动化；技术分析；

一、自动气象站在地面气象要素观测中的运用

1.工作原理

自动气象站主要作用是对区域气候全方位观测。自动气象站、气象站主机、控制台、专业气象数据采集软件组成了气象站的基本构造。

地面气象数据传输主要是通过传感器来完成的，观测实时的气压、气温、风速、风向等气象数据通过气象数据采集软件导出，传感器采集完数据后统一传输到气象探究学习服务器上，再通过气象采集软件自动处理各项气象数据，并自主在气象站主机上显示气温、风向等气象要素值。不同的自动气象站点所观测的气象数据也是不一样的，可以通过网络上传到气象网站上、供人们实时查寻，及时了解天气变化情况，病积极采取应对措施。

2.观测的主要地面气象要素

自动气象站点主要是通过安装各类传感器，如环境湿度传感器，大气温度传感器，大气压力传感器，风向传感器，紫外测试传感器，土壤温度传感器，降水量测量器等不同的重要气象要素进行采集、处理、存储、输出、显示等作业。

3.使用自动气象站观测的注意事项

3.1规范使用仪器

气象站点各项仪器的正常运作的前提条件是规范的使用自动站的各项仪器。特别要提到的是采集器、变送器的插座对应的电缆线位置，要牢记电源开关的所在，包括通电、断电的先后程序。必须保证自动气象站点的各仪器能正常运作时才可以进行气象采集。开关所处的位置是否恰当，各部门配备的仪器是否齐全，检查各仪器是否存在污损的迹象，电缆的长度是否在安全范围内。

对于安装自动气象站点仪器要具备极高的技巧，尤其是带电的东西不能接任何线端，也不能更换或安装传感器。要确保电源处关闭后才能安装传感器，这样才可以链接电缆，保证人身安全。由于雨量传感器具备自己独特电路工作原理，采集器不关闭，也可以进行安装，热插拔也能进行，特别注意的是信号线拔下后再更换，否则有可能影响到记录的准确性。

3.2排除仪器故障

为了自动气象站观测的准确性，气象站工作人员要有熟悉的经验和技术，要能在仪器异常时，找出问题的关键所在，及时采取补救措施，排除故障，以保证气象采集设备能够正常的运行.如果采集器出现运行故障，可以先进行“0”复位处理，当然据备份是必须的，这样一旦当采集器故障， “0”复位不能正常进行，就可以使用已备份好的数据采集器；当出现雷暴天气时，务必要要切断与市电的连接，这种情况下采用UPS供电相对更为安全有效，以确保气象采集仪器设备安全和正常运行。工作人员如果短时间内仪器设备的故障无法及时补救，就要告知相关技术管理部门，获取支援，并及时按规定补测，保证数据的完整性。

3.3維护仪器清洁

气象站点的采集仪器在工作过程中会出现灰尘，从而对数据观测的精确性产生误导，针对这种情况，自动气象采集站点内的各项仪器一定要按时清扫。蒸发传感器在清扫过程中主要是金属网上的水垢和赃物，要用湿布擦洗百叶箱，并经常更换湿球纱布；温湿度表在清洁时，主要注意清洁感应器的顶部保护滤膜，以免因为灰尘而堵塞金属网孔。为了保证自动气象站观测的精确性，同时要经常擦拭室内外计算机、户外显示器、自动采集器等设备。

3.4维护自动气象观测站场地

设立于观测场的室内外的自动气象观测站点的各项感应器以及电缆，会因为环境变化进而影响准确的仪器测量数据，所以必须要保持观测站点的仪器附近场地的主要环境。例如外设仪器里主要都设于室外的高处的风杯、风向杆，鸟类经常会停落，筑巢，一旦测量环境收到破坏和影响，风传感器的数据采集就会不准确，甚至无法测量，所以一定要经常注意外设设备的使用情况。观测场里草坪的高度对不同程度低温的数据采集有影响，必须经常修整草坪，保持恒定环境；同时地温场周围泥土的板结会导致湿度测试不准。地底下电缆也容易受鼠蚁咬损，这些都要及时发现并及时予以排除。

二、自动气象观测技术要点分析

1.气象观测技术要点

1.1自记忆器的稳定性能

自记忆器的主要是由温度计、湿度计、气压计组成。用自记忆器时方法不对，观测数值就很很难辨别出精准度。在温度计的调整方面也有很大的影响，导致测量与实际的温度就存在较大的差别，大约在1～2℃之间；毛发脱钩是湿度计使用最主要的问题；同时测量的气压也与实际存在误差，若两者与实际存在较大差距的话，调整也相对的困难，气压差距处于较大值的情况下会有3hPa的跨度。在使用自记忆器时，必须要把数值调节到稳定状态。

1.2雨量器以及日照纸的正确使用

一般情况下，新旧雨量器会有一定的差距，大约2cm，新的更大一些。由于日照纸会把正反面的刻度清楚地反映出来，因此在涂药的时候务必要认真，这种情况下需更换日照纸，且过程复杂，或许会造成日照缺测，假如留下一个小洞孔，也可能导致日照缺测。因此，要做好测雨量的准备工作，首先辨别使用雨量器的新旧程度，近而通过进合理评估判断准确数据。

1.3水银气压表的操作

测量气压的称之为水银表。观察者观察水银柱的数值时一定要仔细，因为它的数值比较模糊。如果加上有水银氧化物玻璃罩水银表的话，数值就更难分辨了。所以，为了保证观测数值的准确性，测量气压时，被氧化的水银表一定要替换掉。

2观测技术中设备控制要点

2.1控制好仪器设备的质量

综合自动化仪器设备在观测中具有主导地位，设备的质量决定着观测的质量。仪器的质量主要是仪器的购买、使用和维护，同时观测员必须遵循《地面气象观测规范》条例中的监督工作。设备使用过程中保养和维护是必要的，不可以有疏忽，为了避免设备损害，使用方法要恰当并注意维护，否则会影响地面气象观测数据的质量。

2.2工作人员需要熟记仪器设备的使用制度和维护制度

一般情况下综合观测的自动化仪器不需要人为控制，但是要测试准确的数据需要经常对仪器进行检查，发现问题及时解决，例如观测仪器需要保持清洁，每天都要进行检查清扫，一个月要进行一次大的维护检查。一定要遵循设备的使用规则来进行数据收集和气象观测，特别要注意仪器敏感部位的保护和清洁工作，如调整肖计笔位和笔尖的压力；按时的清洁水银气压表，尤其是玻璃罩上面的水银氧化物。只有保护仪器正常运行，才可以保证数据的连续性和有效性。

2.3观测过程中的设备控制

气象观测和数据收集的同时，地面气象观测工作人员要检查是否存在温度中断的情况，一经发现，要及时补救。当温度表氧化情况很严重的时候，要立刻更换。日照纸的涂药也需要注意不要涂错了面；尤其是更换日照纸的时候，应该要注意光孔，在更换过程尽量不要出现错误。

三、我国地面气象观测自动化发展建议

1.地面气象观测业务调整方向要适应整体气象现代化发展的要求。

地面气象观测自动化是现代气象业务发展和气象业务体制改革调整的关键问题，也是气象现代化工作的重要组成部分。地面观测业务的改革和发展，必须要着眼于业务发展需求，要按照气象现代化发展的要求不断深化。

2.地面气象观测自动化是气象观测改革调整的核心内容。

地面观测业务要适應气象现代化的发展方向，为此，试点工作任务更加艰巨，要做好这项工作，需要在观测任务、观测方式和观测流程上进行优化设计。气象观测自动化的全面推进，需要解放思想和不断创新，需要着眼于需求，着眼于发展效率，着眼于应用。

3.地面气象观测自动化要加强观测仪器管理

观测员进行气象观测主要使用观测仪器，但是一些观测员不注重保护这些观测仪器，没有对其进行细心维护，故容易导致仪器损坏而无法进行正常的观测工作。故观测员应该在日常工作中做好观测仪器管理工作。下班前应逐项检查班内工作是否妥善完成，接班员交接班时要交代清楚班内仪器运行状况、天气特点、观测数据记录及下一班需要完成的任务.避免因主观原因造成日照纸忘换、雨量自计纸忘做等问题的出现，为其他业务人员增添不必要的工作量。做好班内观测工作、熟练无误完成交接班时仪器的管理工作，并对半点巡视仪器环节认真执行，有利于仪器的日常管理，有助于观测员工作的进行。

参考文献

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