新型自动气象站常见数据异常问题分析

杨国利+裴真

摘 要：本文结合山西省山阴县气象局使用新型自动气象站的实际，首先简要探讨了山西省山阴县地理气候概况和新型自动气象站的组成，接着分析了新型自动气象站常见数据异常分析及处理对策，最后给出了几点新型自动气象站的日常维护，仅供相关部门进行参考。

关键词：新型自动气象站；数据异常；处理对策； 日常维护

在科学技术水平的快速推动下，我国的气象观测现代化也取得了显著的发展。新型自动气象站是地面气象综合性的气象观测系统，其观测数据质量的好坏直接对气象台服务质量产生影响。所以，提供及时、准确、可靠的观测数据是提升预报准确率和防灾减灾服务能力的关键。由于新型自动气象站需要24h不间断连续运行，很容易出现异常情况，此时需要通过人工的方法来解决数据异常和故障问题，以此增强台站气象观测资料的准确性和真实性水平，确保气象服务工作的顺利进行。

一、新型自动气象站概况

1.山西省山阴县地理气候概况

山阴县地处山西省北部，东邻应县，南毗代县，西交朔城、平鲁二区，北与左云、右玉、怀仁接壤。山阴站属于国家一般气象站，位于岱岳镇，在东径112°49′E和北纬39°30′N位置处。山阴县属于温带大陆性季风气候，四季分明、冬春雨雪稀少、干燥、寒冷、夏季较热，雨量高度集中。年均气温8.0℃左右，1月平均气温最低，在-9℃～10℃之间，年极端最低气温为-28.4℃，7月平均气温最高，在23℃～24℃之间，年极端最高气温为39.4℃，年平均降水量为410mm。初霜期为九月下旬，年平均无霜期为130d。主要气象灾害有干旱、高温、大风、低温、冷害、冰雹、寒潮等。

2.新型自动气象站的组成

新型自动气象站主要有采集器、通讯接口、传感器和系统电源灯四部分组成，可以对温度、降水量、湿度、风向风速、气压等气象要素数据进行自动观测。新型自动气象站的采集率较高，可以在1min采集和储存一组气象要素数据。其主要特点是适应性强、稳定性高、精确度高、灵活性强，可以有效预防雷击。根据监测到的气象要素数据信息，工作人员可以很方便的判断出新型自动气象站是否出现故障问题，大幅度降低了工作人员的劳动强度，提升了地面测报工作效率。

二、新型自动气象站常见数据异常问题分析及处理对策

1.风向风速数据缺测分析及处理对策

一旦测报人员发现观测到的风向风速数据出现缺测，应首先通过相关命令检查该气象要素在采集器中是否缺测，如果风向风速数据在采集器和传感器中均没有出现，应查看通信系统和连接传感器的电源系统是否出现故障。风速数据出现缺测，可以借助于万用表对风传感器和大地之间的输出电压进行测量，风杯正常转动时的电压是工作电压的一半，如果测出的电压不在该电压范围年内，直接更换新的风传感器即可；如果测出的电压值正常，则说明风传感器正常，需要判断采集器通道是否出现故障；若风向数据缺测，很难通过肉眼判断风向传感器是否出现，此时可以直接更换新的风向传感器，在更换风向传感器之后，风向数据仍旧不能恢复正常，则说明是其他原因造成的，应及时进行维修处理。

2.小时降水量和分钟降水量不一致的分析及处理对策

在监控软件中，对降水量的记录是“有：人工”，若测报人员在正点观测和编报时次内发现小时降水量一栏中没有数据，而在分钟降水量一栏中有“一”，则说明观测到的小时降水量和分钟降水量数据不一致，此时很难通过质量控制来进行解决。为了确保地面气象测报质量，测报人员应根据实际降水，利用人工的方法更改小时内的降水量数据，在正点观测编报界面上的雨量蒸发栏中有“修改”按钮，可以点击该按钮，之后会显示当前1h内的每分钟数据信息，人工修改完成后进行保存，这样就能达到良好的质量控制效果。如果不更改小时内的降水量数据信息，会使小时和分钟降水量出现累积不相等，降低了观测数据的准确性。另外，正点时刻恰好是台站分析和处理观测数据的时间，此时的显示灯为黄色，为了确保地面测报质量，应在显示灯为绿色时更改异常数据，这样才不会影响正点气象观测数据。如果没有降水天气现象，不管是什么原因造成的新型自动气象站雨量数据有记录的，都应该在整点后数据上传之前及时将该时间段内的全部分钟和小时的降水量数据删除，同时要在值班日记中标记。

3.强降水时深层地温记录突变的分析及处理对策

山阴县年内的降水集中在7-8月，期间气温偏高，经常会有深层地温记录突变，表现为先出现强降水天气，之后一段时间内，距离地面较远位置处地温急剧上升，有时1h内增加2℃，持续几天后深层地温缓慢下降，至恢復到原来地温数值。对于距离地面80、160、320cm处的地温来说，正常情况下的温度变化范围在0.1～0.3℃之间。正是由于强降水天气的出现，使得深层处的地温发生了突变。这种情况出现的原因是夏季高温造成的，外界温度增加会使地表温度上升。再加上强降水的作用使得地表热量不断向地下渗透，增加了深层地温。实际上，这种突变是地温的真实反映，对于强降水天气引起的地温变化应根据正常情况来处理。

三、新型自动气象站的日常维护

1.采集器

实际上，采集器不需要工作人员单独进行维护，可以定期使用毛刷清理采集器上的灰尘等杂物。为了确保工作人员的安全，禁止在带电的情况下对采集器各个接线端口进行拔插操作。每月应定时打开采集器内的机箱，将里面的灰尘、杂物等清扫干净。禁止在采集器上放置其它物品，不定期的检查采集器底部的进线孔是否损毁。

2.温湿度传感器

温湿度传感器大都安装在百叶箱内，工作人员应每月定时使用湿毛巾或者毛刷清扫百叶箱内部、顶部以及空隙处的灰尘、杂物，确保地面观测工作可以顺利进行。在对温湿度传感器进行日常维护的过程中，禁止移出温湿度传感器，定期查看温湿度传感器感应部位。

3.气压传感器

通常情况下，气压传感安装在采集器机箱内，在与外界大气进行连通时主要借助于静压管。静压管则安装在采集器机箱下面的小孔上，工作人员应定期查看静压管的气孔是否被杂物堵塞，始终确保其可以正常感受到外界的大气压力。

4.称重式降水传感器

称重式降水传感器可以实现对液态、固态以及混合态降水的测量。可以通过检查传感器信号处理单元上的指示灯，判断称重式降水传感器能否正常工作。为避免承水口被蜘蛛网或其它杂物堵塞，工作人员应定期对承水口检查，入冬前，清空盛水桶内水，清洗盛水桶，往盛水桶内添加防冻液和抑制蒸发液。

参考文献：

[1]尹海燕，刘志虹，欧茜怡，等.业务改革后地面气象测报中数据异常的分析及处理[J].科技展望，2015（36）.

[2]刘岩，王宗海，王青利.自动气象站数据异常或缺测的处理方法[J].现代农业科技，2011（18）.

作者简介：杨国利（1981-），女，汉族，山西省忻州市繁峙县人，本科学历，工程师，从事测报、预报、农业气象工作。