自动气象站异常情况的分析和处理

刘舰

[摘 要]自动气象站主要是通过传感器将气象要素的变化转换成相应的电信号变化，实现对各类气象要素的全天候监测，以弥补空间区域上气象探测数据的空白。可以说，自动气象站是气象观测全面自动化的产物，其不仅可以提高气象探测工作的效率，而且可以缓解冗余的气象工作，让气象工作者能够把有限的时间和精力集中于关键环节。在实际工作中，自动气象站可能會因为设备的老化、损坏或受到外界干扰，使得相应设备和仪器出现异常情况，进而导致探测数据缺失或错误，影响到气象探测工作的正常进行，因此不得不予以重视。

[关键词]自动气象站；气象探测；异常情况

[中图分类号]P415.12 [文献标识码]A

自2017年12月29日中国气象局提出加快推进地面气象观测全面自动化工作研讨会以来，各气象单位已经明确了推进地面气象观测，全面实现自动化的工作目标。在此背景下，随着气象工作者操作水平和业务流程的提高，已经给自动气象站的正常运作积累了丰富的经验，在一定程度上保障了气象探测数据的质量。但是设备和仪器的保养、故障排除以及探测数据的维护是一项复杂的系统工程，其对气象工作者的工作细心程度、专业素质和业务能力要求较高，而且容易受到设备和仪器现状及外来干扰等诸多因素的影响。因此，虽然自动气象站可以在无人工干预的情况下，实现对诸多气象要素的探测，并通过自动生成报文，定时向中心站传输探测数据，大大提高了气象观测的工作效率，但是其同时也给自动气象站的日常维护和故障排除等工作带来了一系列挑战。从自动气象站的构成来看，其主要可以分为硬件设施和软件设施两部分，硬件设施又分为采集器、传感器和外部设备三部分，软件设施则分为采集软件和业务软件两部分。基于自动气象站的构成和业务流程，本文主要列举了几种常见的异常情况，并通过对其进行分析提出处理方法，以供广大气象工作者参考和借鉴。

1 自动气象站异常情况的分析和处理

1.1 计算机重启后的数据异常

该种情况主要出现于日界前后重启计算机，造成数据的丢失或异常。比如B、Z文件中的气压小时最高值与J文件中气压分钟值相互矛盾，这需要气象工作者及时找出问题出现的原因，并在报表中对该情况进行备注。因此，为确保探测数据的准确性，计算机的重启时间除了要避免特殊天气时段外，还应该避免在日界前后重启计算机，避免对气象要素极值的影响。

1.2 采集单元故障

该类故障主要表现为分采集器挂接的气象要素数据缺失或存在乱码，观测数据无法卸载到计算机等。可能是由于雷击等外界干扰导致采集单元、主板或控制面板的损坏，或者受到电磁干扰影响到数据的正常采集。首先检查通信软件参数是否有误，通过对采集器进行复位操作，如不能排除故障，则具体可以查看CAN通信、RUN指示、CANR指示和CANE指示是否正常，如CAN电缆出现开路和短路，则考虑更换电缆，如RUN指示闪烁，则考虑更换分采集器等，如遭到雷击导致防雷板击穿或通信板烧坏，则可以通过万用表检查各通道，并及时更换损坏的设备，尽量减少探测数据的丢失。

1.3 传感器故障

1.3.1 风速风向传感器故障：该类故障主要表现为探测数值偏小或恒定不变，风向值不随风标变化，风速风向数值丢失等。因为风速风向传感器的安装位置较高，容易受到外界因素的干扰，特别是在特殊天气里，其极容易出现异常情况。出现异常时，首先检查轴承是否存在磨损或污染，如存在则需要及时进行更换和清洁，然后检查传感器电路板和信号电路是否损坏，如损坏则需要进行更换，最后检查螺丝是否存在脱落或松动，如存在则需拧紧。通过上述几个方面的检查，一般可排除异常情况，如异常情况依然存在，可考虑直接更换风速风向传感器。

1.3.2 地温传感器故障：该类故障主要表现为探测数值过低或过高，数据存在异常跳变或为恒定值，以及地温数据丢失等。首先考虑地温传感器是否受到外来信号的干扰，如不存在则查看结转盒是否存在接触不良或积水，如存在只需重新连接并加以清理，然后查看探头是否存在腐蚀、生锈，最后通过万用表对地温传感器进行测量，判断其是否损坏，如存在可考虑更换地温传感器后重新掩埋。

1.3.3 雨量传感器故障：该类故障主要表现为雨量值偏小或下雨时雨量值恒为0。先查看漏斗、翻斗和过滤网是否存在堵塞，或者被虫子、蜘蛛网挂住，如存在需对其进行清理和疏通，或打药灭虫，确保雨水能够顺利进入翻斗，然后查看翻斗定位螺丝是否松动，并手动翻动翻斗，确保翻斗水平导通，最后检查通信线路是否存在开路或接触不良，如存在则考虑更换线路或重新连接。

1.4 供电系统故障

这里所指的供电系统主要是指电源和UPS这两方面，故障具体表现为各类气象观测数据缺失，UPS无法进行正常充电等。首先检查空开是否闭合，电源板和变压器等是否烧坏，保险管是否熔断等，然后用万用表逐个检查各指示灯是否正常，如蓄电池电压低于12V，则故障可能位于电源板，考虑直接更换蓄电池。最后查看UPS是否存在内部线路老化，影响到对自动气象站的充电，如存在则需要对其进行检修和更换。

2 结语

总之，虽然造成自动气象站异常情况的原因有很多，但是部分异常情况可以通过人为干预加以主动预防和及时排除，以提高探测数据的质量，保障气象探测工作的正常进行。因此，广大气象工作者需要在实际的工作中不断积累自动气象站维护和维修的经验，提高自身的专业素质和业务技能，以不断满足气象观测全面自动化发展的需要。

[参考文献]

[1] 张立清，张洪卫.自动气象站观测数据异常的检查方法[J].气象水文海洋仪器，2010（03）.

[2] 崔日权.新型自动气象站的常见故障分析及维修维护[J].北京农业，2015（15）.

[3] 李光涛，王飞，覃雪.自动气象站的使用维护技巧[J].黑龙江气象，2010（04）.