气象观测仪器测量准确度的维护

黄 东/福建省大气探测技术保障中心

0 引言

随着气象事业建设的不断发展, 自动气象站实现了单轨运行,基本淘汰了人工气象站。自动气象站属于科技含量高的多要素（含风速、气温、地温、湿度、气压、雨量、蒸发、太阳辐射八个项目）的自动观测系统，与过去使用的常规仪器不同，其传感器的测量准确度会随着时间的变化而漂移，特别当观测仪器长期处于恶劣环境工作时会影响它的测量准确度。为了保证观测到的仪器测量准确度,气象计量检定部门采用定期对不同地域及不同使用环境的观测仪器开展室内检定和现场校准，来保证气象观测仪器量值传递的稳定可靠。

本文主要以福建省气象观测仪器测量准确度的维护为例,介绍保证气象观测仪器测量准确度的稳定可靠的具体措施，期望对该项工作起促进作用。

1 福建气象计量的现状

福建省大气探测技术保障中心（以下简称福建省大探中心）是经福建省质量技术监督局授权的唯一的气象法定检定机构,目前建立了风、气压、湿度、温度、通风干湿表等五个计量标准。2003年,中国气象局为福建省气象部门配备了自动气象站现场校准车和自动气象站风速、气温、地温、湿度、气压、雨量、蒸发、太阳辐射八个项目的现场校准仪器。2005年福建省的自动气象站实现了单轨运行，2006年开展区域自动站建设至今已建九百多个站点。福建省大探中心为了保证气象观测仪器测量准确度的稳定可靠,建立了气象观测仪器的质量管理体系,定期将观测设备的计量标准器送国家气象计量站、福建省计量科研所等具有资质的技术机构进行检定/校准。

2 气象观测仪器测量准确度的维护

福建省气象计量标准器定期送上级技术机构检定/校准是为了保证气象的量值溯源。但由于福建省系丘陵地带，气象站点布设多而散，现场校准设备长期在各地频于奔波和使用，在途中颠簸、搬运及使用过程中的各项性能指标（特别是稳定性指标参数等）肯定会受影响。因此,为了保证各项目标准器在检定周期内性能指标稳定可靠，除了标准设备到期及时复检外,机构内部还采取多项的自检措施,主要有：

1）标准器在每次开机运行时检查其状态如何?有无故障?随时掌握计量标准器的运行情况。

2）开展计量标准的测量重复性、稳定性考核。

①一年进行至少一次计量标准测量重复性考核的评定。

计量标准的测量重复性条件包括测量程序、人员、仪器、环境等,同时在尽量相同的条件下进行测量,因此必须在尽量短的时间完成重复性测量。

计量标准的测量重复性通常用观测值的实验标准差S（y）来表示。为确保所得到的实验标准差S（y）具有足够的可靠性,重复测量次数n应尽可能大。

测量重复性具体的计算公式为:

一般情况下应满足n≥10,所得结果S(y)应小于测量结果的扩展不确定度u或最大允许误差的，则计量标准测量重复性考核合格。

②一年进行至少一次计量标准的稳定性考核的评定。

计量标准稳定性是应小于计量标准的扩展不确定度U或最大允许误差的绝对值。

计量标准的稳定性考核计算公式:

③计量标准主要配套设备的运行检查。

计量标准的稳定性除与计量标准器的稳定性有关，还与其主要的配套设备在内的测量系统的稳定性有关。因此定期对计量标准主要设备进行运行检查，测试稳定性和均匀性指标是否符合要求。

计量标准主要配套设备的运行检查的计算公式:

其中y1:被测器具第一次测试值。

y2:被测器具第二次测试值（间隔一年以上）；

U：扩展不确定度

3 结束语

气象观测仪器测量准确度维护得当是保证气象计量标准量值传递稳定可靠的前提,也是为气象预报服务提供可靠的观测数据的保证。气象计量标准器只有加强内控管理，实行定期复检和阶段性自检相结合的保证措施，才能使各个标准器的性能指标更加稳定，确保气象计量标准量值传递的准确可靠！