两种气象三要素仪器的数据分析

谷茂龙 东得淼

摘 要：气象三要素属于地震前兆观测辅助测项，是地震前兆台站观测的重要组成部分。由此，本文主要对宁河地震台气象三要素仪器中国地震局地壳应力研究所研制的WYY-1型气温、气压、雨量综合观测仪和北京中科光大自动化技术有限公司研制的ZKGD3000-M型气象三要素自动监测设备进行对比分析，验证观测数据的可靠性，并找出仪器常见的故障，提供相应的解决方法，为相关地震台站提供借鉴。

关键词：气象三要素;气温、气压、降雨量综合观测仪;故障

中图分类号：P416文献标识码：A文章编号：1003-5168（2019）16-0145-02

Abstract： Meteorological three elements belong to the auxiliary items of earthquake precursor observation， and are an important part of the observation of earthquake precursor stations. Therefore， this paper mainly compared and analysed WYY-1 temperature， pressure and rainfall comprehensive observer developed by the Institute of Crustal Stress， China Seismological Bureau and ZKGD3000-M automatic meteorological monitoring equipment developed by Beijing Zhongke Guangda Automation Technology Co.， Ltd. to verify the reliability of observation data. At the same time， the common faults of the instrument were found out， and the corresponding solutions were provided to provide reference for the relevant seismic stations.

Keywords： meteorological three elements;integrated observer of temperature， air pressure and rainfall;faults

地震观测仪器属于高精度仪器，在观测过程中，会在一定程度上受环境和气象因素干扰[1]。气象三要素属于地震前兆观测辅助测项，是地震前兆台站观测的重要组成部分。在三大学科流体、电磁和形变的资料预处理过程中，均需要使用气温、气压和降雨量辅助资料剔除观测资料干扰[2]。地震工作者通过多年的数据观测，证实地震活动与气象三要素有一定关系，对地震研究有重要的意义和价值[3]。

1 仪器简介

气象三要素作为辅助测项，按照学科组要求，已纳入学科管理与台站日常工作中。宁河地震台气象三要素仪器有中国地震局地壳应力研究所研制的WYY-1型气温、气压、雨量综合观测仪和北京中科光大自动化技术有限公司研制的ZKGD3000-M型气象三要素自动监测设备。这两套仪器主要监测气温、气压和降雨量信息。系统产出数据符合中国国家地震局“十五”数字化前兆监测系统要求，数据可以通过网络接口直接进入国家地震局地震前兆监测数据库。

2 观测情况

WYY-1型气温、气压、降雨量综合观测仪，温度探头和雨量筒的导线穿PVC管地埋50cm后穿墙进监控室，与主机连接，通过网络进行数据预处理;ZKGD3000-M气象三要素监测设备，温度探头和雨量筒的导线穿地埋铁管后穿墙进监控室，与主机连接，通过网络进行数据预处理。温度探头安装在距地1.5m的百叶箱内，气压传感器安置在机房内，雨量筒安装在距地30cm的水泥台上。

2.1 温度

两种气象三要素仪器的温度观测如图1所示。从图1可以看出，气温存在明显的年周期变化特征，夏季温度高，冬季温度低。统计两套仪器2018年全年温度数据，WYY-1型观测仪温度数据共出现44次突跳，3次突升的缓变;ZKGD3000-M型观测仪温度数据无突跳和缓变。

通过中国天气网查询温度信息发现，WYY-1型观测仪温度观测数据比实际温度高，ZKGD3000-M型观测仪温度观测数据接近实际温度。选取冬季和夏季各8天日平均温度数据进行对分析，WYY-1型观测仪温度探头在冬季寒冷气候下观测数据与实际温度偏差3.5～5.0℃。两套仪器冬季和夏季日平均温度和差值如表1和表2所示。

2.2 气压

一般情况下，气压和温度呈现负相关的关系，温度越高，气压越低;温度越低，气压越高。两套观测仪气压曲线如图2所示。统计两套仪器2018年全年气压数据可知，WYY-1型观测仪气压数据共出现55次突跳;ZKGD3000-M型观测仪气压数据无突跳。作为辅助观测项目，对前兆数据的相应分析影响不大。

2.3 降雨量

通过长期的对比观测，WYY-1型观测仪的雨量筒在突降大雨时测量数据偏低，新更换的ZKGD3000-M型观测仪的雨量筒能更好地进行数据观测。两套观测仪降雨量数据曲线如图3所示。其中，WYY-1型观测仪的雨量筒在降水量大于10mm时，误差范围在±4mm[4];而ZKGD3000-M型观测仪的雨量筒上部承水器中的雨水进入贮水室，使用了两个电动阀门自动控制，即使遭遇特大暴雨，雨量也不会有任何流失。

3 结论

综上所述，WYY-1型观测仪温度探头在冬季气温较低时观测数据出现较大的误差;WYY-1型观测仪的雨量筒在突降大雨时测量数据偏低。

数字化前兆观测仪器与设备出现故障，将直接影响前兆台网整体运行质量及观测资料的连续性、完整性。气象三要素虽然只是辅助测项，但与前兆观测有着密不可分的关系。因此，在日常维护工作中，应做好巡查和检验工作，按时对仪器进行標定;另外，观测过程中会出现各种突发事件，台站观测人员应关注故障形成的原因并找到解决方法，以利于台站今后工作的开展。

参考文献：

[1]刘其寿，杨佩琴，黄腾，等.气象三要素观测数据的共享[J].华南地震，2010（4）：35.

[2]赵志远，宋昭，王江.气象三要素校准表计算及生成软件[J].地震地磁观测与研究，2018（6）：208-211.

[3]郭晓军，陆虹.地震的气象前兆[J].广西气象，1996（4）：56-58.

[4]全建军，刘水莲，赖见深，等.WYY-1型气象三要素雨量传感器常见故障的分析及排除[J].华南地震，2015（2）：55-59.