浅析乌鞘岭基准气候站天气对自动气象仪器的影响及防护

张发国+张爱萍

摘 要：本文对乌鞘岭气象站自2002年自动化运行以来，自动仪器因雷暴、雨雾淞、沙尘、低温高湿天气出现的问题进行分析，提出一些保证自动站正常运行的措施和建议。

关键词：乌鞘岭天气；新型自动站；措施

中图分类号：S163 文獻标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170933211

1 概述

乌鞘岭国家基本气象站属于国家一类艰苦气象台站，海拔3045.1m。年平均气温0.3℃，最热月平均气温21.1℃，最冷月平均气温-11.7℃，极端最高气温28.1℃，极端最低气温-30.4℃，年平均8级以上大风73d。该测站位于700hpa高度，是我国中东部地区气象科研和天气预报的指标站，气候阴冷潮湿，雪暴、冰雹、雨淞、雾淞、雷雨、大风等灾害性天气频发，所以在恶劣的气候条件下如何保证自动站正常运行是本站重中之重的任务。

2 目前新型自动气象站优点及缺点

新型气象站主要由DZZ6采集器、温湿度智能分采、WZP-2温度传感器、DHC1湿度传感器、PTB330气压传感器、4520模块、山井电源、GPS模块、防雷板、主控微机等组成。采用总线制分布式或网络型结构，能够大大提高自动气象站的操作性和扩展性，改进和完善了数据采集器的结构，使数据采集器能实现传感器的随意增减和热插拔，从而提高自动气象站的扩展性和通用性。但仍有其不足之处。

冻结期自动式雨量、大型蒸发传感器停用，雨雾淞冻结使风向、风速传感器不能正常使用；霾判别能力差，浮尘天气出现时常误记为霾，对偶发的尘卷风，烟募不能自行过滤；对抗雷电过电压的能力弱，对电磁脉冲特别敏感，怕高压，雷暴易造成供电、通信线路、自动气象站设备损坏或数据不正常。

3 不同季节天气现象对自动仪器的影响

3.1 全年低温高湿对温湿传感器的影响

乌鞘岭年平均大雾日为55.5d，一年中大雾主要出现在春季4—5月和夏、秋季的7—10月；夏秋季大雾的持续时间最长。长期低温高湿下湿敏传感器的稳定性会下降，容易引起电子元件的氧化，电缆、电路绝缘材料的介电强度降低，从而引发传输、供电线路故障 。

3.2 雨雾淞冻结的影响

乌鞘岭冬季结冰期长，雨量、蒸发传感器直接停用。雨雾淞出现的频率较高，本站近10a气象资料统计平均出现28次/a，且冻结时间长，危害也大，常造成风向风速仪冻结时停止使用，结冻后又开始使用，记录不连续，给观测员处理记录带来很大的麻烦。

3.3 沙尘天气对乌鞘岭站的影响

降低能见度仪的准确度，降低传感器的灵敏度，尤期对湿敏传感器影响大，沙尘严重时也影响小型蒸发皿对蒸发的测量。

3.4 雷暴对自动站的影响

雷暴根据其产生和危害特点分为直击雷、感应雷、球形雷、雷电波入侵4种。乌鞘岭雷暴主要出现在6、7、8月，最早出现在4月、最晚出现在10月。雷暴对自动站的危害最大，从2002年地面气象观测自动化以来，没有发生直击雷、球形雷击中的现象，主要是感应雷，雷电波入浸，平均每年1次。自2013年观测场、值班室规范化建设改造后，雷暴对自动站的危害明显减少，偶有雷电波入侵。

4 对以上问题的应对措施和建议

着力解决风向风速仪自加热控制系统，或用人工可控的加热系统，保证在雨雾淞出现冻结时也能正常使用；在现有能见度仪的基础上，辅以其它判别仪器，来消除浮尘与霾2者之间的混淆；大风、扬沙、浮尘等天气过后，及时清除各仪器设备中的灰尘和杂物，认真清洁各传感器及温湿传感头部过滤罩防护罩，若污染严重，应更换新的网罩。每次连阴天气过后，及时清洁温湿度、浅层传感器和其它设备，缩短这2种传感器的更换周期。

对于雷暴的防范，做好春秋季防雷接地的检测工作，对检查、检测发现提出的问题及时整改，不留死角。 对各接地点认真做好除锈、防锈处理，保证接地电阻≤4欧姆。建议8～10a对其地网改造1次，把采集器到主控微机之间的信号线升极为光纤线，增强抗雷电波能力。打雷造成风向风速、雨量数据显示不正常时，检查防雷板是否被雷击坏，可更换防雷板或跳过防雷板接线。连不通采集器，先检查供电是否正常，再检查串口隔离器，计算机串口，通信电缆及连接口是否接触良好，逐次排除。

加强自动站的日常维护和备份，自动站的日常维护和故障处理是工作人员一项必须的工作内容，科学的维护和维修，对保证自动站的平稳运行，保证气象工作顺利进行尤为重要，除日常按规范要求巡视、监控自动站运行状态外，雷暴后检查供电是否正常，数据显示是否异常，雨雾淞出现冻结风向风速仪时，做好记录的处理和反馈工作，并做好各仪器设备、采集器、计算机的备份工作，在出现设备故障时，立即更换，确保气象数据的完整性。

5 结语

高山站复杂的气候特征，给自动站运行带来许多的问题和困难，但只要熟悉自动站基本原理，掌握科学的维修、维护知识与方法，并使用高性能的仪器设备，就能够保证自动站稳定可靠的工作。

作者简介：张发国（1968-）男，甘肃武威人，工程师，研究方向：大气探测。endprint