沈安民 宋叶峰 全琦 长兴县气象局
引言:高时空密度的加密气象观测资料在气象服务特别是决策气象服务中越来越发挥着重要作用,加密自动气象站的建设越来越得到各级政府的关注和认同。长兴县域范围内近年来陆续新建了32个区域自动气象站,气象站的规模和种类各有不同,不仅有标准的六要素站,还有农田小气候站,水产观测站等,观测设备也多种多样,包括称重降水传感器,雪深传感器等。多种多样的观测设备在很大程度上增加了气象数据的时间和空间密度,为气象监测预警工作提供了大量的数据支持。为了保证多种自动化设备健康平稳的运行,提早发现和解决潜在的故障,需要气象装备保障人员对其进行定期的保障与维护[1]。维护包括维护观测场地的探测环境稳定、定期清洁温湿度传感器的百叶箱内外侧[2]、定期对雨量传感器翻斗进行清理[3]、称重式降水传感器的日常维护[4-5]、能见度传感器的镜面清洁[6]等,确保区域气象观测站能稳定运行。
区域气象观测站对周边探测环境有较高的要求,首先其所在地探测到的观测数据要具有一定的地域代表性,也要避免区域气象观测站建成运行以后,周围的探测环境被人为改变。观测场地一般应设置坚固、稀疏、美观的围栏,围栏外侧应设立告示牌。定期清理观测场地的杂草,如果种植草坪的场地,要控制草高低于20厘米,及时清除周边遮挡仪器的高大树木的枝叶、攀爬在围栏和风杆上的藤蔓植物以及站内探测仪器以外的杂物。为了记录每个站点的探测环境现状和保护情况,需要按月填报该站点探测环境变化情况并存档。
采集器需要定期进行保障与维护,以保证采集器正常运行,如果采集箱内出现杂物要尽快清理。拆卸采集器时要保证电源已切断,切忌带电操作。
从实践经验上来说,温湿度传感器不易发生故障,只需要定期采用相对干燥的细毛刷把温湿度传感器外面的蜘蛛网、灰尘等清理干净,不能用手去触摸。在对百叶箱中的温湿度传感器加以维护的过程中,一般需要直接在百叶箱内操作,不可以将传感器搬离百叶箱。规范要求传感器距观测场地面的高度为1.5米,若发现高度偏差过大应该及时调整。
出现有降雨却没有雨量的情况,多半是因为翻斗雨量传感器发生堵塞。平时的工作中,保障人员需要定期对雨量传感器进行检查,及时对滤网上的小虫、灰尘等杂质进行清理干净,以免承水口漏斗出现堵塞而影响到雨量的观测结果。维护时,要先将雨量传感器接线端子从采集器上拔掉,清洗后,保证翻斗内无残余水渍,同时上翻斗、计量翻斗、计数翻斗方向一致,以免出现降水量野值,维护结束后,及时将接线端子插好。除此之外,还要定期检查翻斗翻转的灵活性。发现有阻滞感,应检查翻斗轴向工作游隙是否正常,轴承如有微小的尘沙,可用清水进行清洗;翻斗轴如有变形或磨损,应更换轴承。切勿给轴承加油,以免粘上尘土使轴承磨损。
保障人员需定期把风向风速传感器换回来标校,标校过程中首先对风传感器的轴承进行检查,还要对轴承进行密封清洗,做好风向标指北方位的检查和校准。冬季维护时要注意风向、风速传感器是否被冻结,特别出现降雪天气后,要及时分析检查各区域站风向风速数据的准确性,对出现异常数据的站点进行维护。
气压传感器安装于主采集机箱内,保障人员需定期检查静压管是否被阻塞、进水,如果发现静压管有异物或破损时应及时清洁或者更换。
检查电源控制器工作指示灯是否正常,然后断开线路,分别测量太阳能板、蓄电池的电压,太阳能板电量不同天气情况下电压不等,一般天气晴好时电压能达到20V左右,蓄电池正常电压范围不低于11.5V,如果出现电压低的情况,要及时更换蓄电池。
维护前,需检查承水口的水平、高度及防雷接地等情况,确保所采集到的降水数据的准确性及可靠性。如发现内筒里的液体较多或杂物过多时,应该及时清空,重新添加适量的防冻液与抑制蒸发油。在维护的过程中设备要轻拿轻放,避免称重单元受到外力而影响到数据质量的计算。
为了提高冬季降雪天气期间的气象服务,目前区域气象站也逐渐增加雪深的观测要素。目前长兴县内有5个区域气象站安装了雪深传感器。每年在启用雪深观测传感器之前,应彻底清理基准面,检查基准面是否水平并进行现场校准。在雪深传感器停用期间,要做好蓄电池定期的充放电,保证下次启用时能正常工作。
目前我县内已有2个区域气象站增装了能见度传感器,这也增加了装备保障人员的维护业务工作,需要定期维护能见度传感器。因镜头变脏时测量的能见度值会偏高,所以能见度仪的透镜保护窗口要保持清洁以便得到准确的测量结果。保障人员在维护时要注意观察能见度仪附近是否有蜘蛛网、树枝、树叶等影响数据采集光路的杂物,若有杂物遮挡则会影响能见度观测值,使其降至几百米,严重影响能见度的准确性。
闪电定位仪是用来观测雷电现象,包括放电过程的发生时间、位置等要素。长兴县范围内目前安装有6台闪电定位仪,定期对电源、通信模块、观测设备进行检查维护,灾害性天气发生后,应及时进行检查维护,特别检查供电设施,保证供电安全。定期检查干燥剂是否失效,失效时应及时更换。当设备故障时应及时进行维护或维修。
只有基层气象保障人员认真负责,科学高效地做好维护工作,才能保证区域气象观测站更加平稳高效的运行,采集到的观测数据更为准确和有效,从而满足当地气象预报服务需求。随着气象观测逐步趋于全自动化,对气象仪器装备保障工作的要求将会越来越高,所以基层台站的装备保障人员应通过学习思考来不断扎实自动气象站维护的理论知识和实践能力。