凍雨天氣如何確保風(fēng)的正常觀測

姚秋云，楊曉蕊，王愛萍，施 君

(湖南省懷化市氣象局，湖南 懷化 418000)

凍雨天氣如何確保風(fēng)的正常觀測

姚秋云，楊曉蕊，王愛萍，施 君

(湖南省懷化市氣象局，湖南 懷化 418000)

凍雨的出現(xiàn)，會影響對其風(fēng)速監(jiān)測的人工觀測風(fēng)向風(fēng)速感應(yīng)器、自動觀測單翼風(fēng)向傳感器和風(fēng)杯風(fēng)速傳感器。凍結(jié)后出現(xiàn)的風(fēng)速為靜風(fēng)，不能真實地記錄當(dāng)時的風(fēng)向風(fēng)速，造成觀測數(shù)據(jù)缺測。為了確保觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，作者在實際工作中進(jìn)行了一些探索，采取多種方式方法對該問題進(jìn)行預(yù)防和補救，最大限度保證了資料的連續(xù)性、完整性。

凍雨;風(fēng)向風(fēng)速儀;觀測

1 引言

我國中部及南方大部分地區(qū)，近年來冬、春兩季多出現(xiàn)凍雨。凍雨是一種危害極大的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。不僅給廣大人民群眾生產(chǎn)、生活帶來不便，而且給國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)部門如交通、能源、通訊等部門造成重大經(jīng)濟損失。對其進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測顯得十分重要。

凍雨在短時間內(nèi)大量過冷卻水撞凍形成的雨凇，與過冷霧滴長時間的撞凍與冰水轉(zhuǎn)化形成的霧凇交替出現(xiàn)，在氣象觀測風(fēng)向風(fēng)速儀器上形成了復(fù)合積冰［1］，導(dǎo)致風(fēng)向風(fēng)速儀器停轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響了氣象觀測的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，通過對風(fēng)向風(fēng)速儀器采取預(yù)防措施，可確保資料的連續(xù)性，采取觀測的補救措施，可確保資料的完整性。

2 凍雨對風(fēng)向、風(fēng)速觀測的影響

眾所周知，2008年初我國華中、華南大部分地區(qū)發(fā)生了歷史罕見、五十年一遇的雨雪冰凍天氣。其持續(xù)時間之長，危害之大，實屬罕見。以懷化為例，自1月13日開始至月底結(jié)束的凍雨天氣過程，給全區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、供電、供水及人民生活造成嚴(yán)重的影響和損失，各類直接經(jīng)濟損失達(dá)31 605萬元。鑒于凍雨給國計民生、社會各行各業(yè)造成的危害，嚴(yán)密監(jiān)測凍雨現(xiàn)象的形成和發(fā)展，意義十分重大。

凍雨結(jié)冰的強度與風(fēng)速關(guān)系較大［1］，風(fēng)速越大，結(jié)冰強度越大，儀器被凍結(jié)得越結(jié)實。而這也正是對凍雨監(jiān)測所必須的氣象要素，風(fēng)向風(fēng)速傳感器被凍結(jié)后，造成記錄中斷，得不到連續(xù)的風(fēng)向風(fēng)速記錄，就無法對凍雨天氣進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。如懷化氣象站2008年1月20-28日自動站風(fēng)向風(fēng)速傳感器被凍住，部分2 min、10 min及日最大、極大風(fēng)記錄缺測。2010年1月5-6日的雨凇雖然持續(xù)時間較短，也致使風(fēng)傳感器被凍住，記錄均為靜風(fēng)。2011年1月1-6日的雨凇也致使2日04-20時、3日21-15時自動站風(fēng)向風(fēng)速傳感器被凍住。被雨凇凍住與被積雪覆蓋不同，若只是被積雪覆蓋，搖下風(fēng)桿拉線，把雪抖掉即可。而雨凇會牢牢地凍住風(fēng)向風(fēng)速傳感器，使它不能轉(zhuǎn)動，無法真實地感應(yīng)、記錄外界的風(fēng)向風(fēng)速。若爬上去融冰，它離地面有10～12 m高，又冷又滑，太危險。就算可以把風(fēng)桿放倒了融冰，可能剛?cè)诹?，一放上去又被凍住了。即使可用輕便風(fēng)向風(fēng)速表或目測記錄作發(fā)報用，卻得不到連續(xù)的風(fēng)向風(fēng)速記錄。

3 冬季如何確保風(fēng)向風(fēng)速傳感器正常運行

若本地氣象臺發(fā)布了凍雨的天氣預(yù)報，可以提前采取以下防凍措施，確保風(fēng)向風(fēng)速傳感器能安全過冬。

3.1 加保溫棉

在風(fēng)杯的軸承處、風(fēng)標(biāo)的軸承處及風(fēng)向風(fēng)速傳感器與風(fēng)桿的連接處等怕凍或易凍部位纏上保溫棉，盡量纏厚點，就像人穿上了厚厚的棉衣，就不那么怕冷了，也就不容易凍結(jié)了。

3.2 涂防凍油或防凍液

在風(fēng)杯內(nèi)外、風(fēng)杯的軸承處、風(fēng)標(biāo)的軸承處及風(fēng)向風(fēng)速傳感器與風(fēng)桿的連接處均涂上防凍油或防凍液，防止風(fēng)向風(fēng)速傳感器凍結(jié)。另外，在每年進(jìn)行風(fēng)向風(fēng)速傳感器常規(guī)維護時，還可在人工站風(fēng)向風(fēng)速傳感器與風(fēng)桿的連接處涂上上好的黃油，防止這里進(jìn)水后風(fēng)向打印“77”。

3.3 安裝電熱保溫箱

在風(fēng)向風(fēng)速傳感器的易凍部位裝上電熱保溫箱。保溫箱內(nèi)裝有電加熱裝置，起熱裝置是由電熱管、溫度控制器組成，箱體側(cè)面裝有插座，當(dāng)接通電源后，箱內(nèi)加熱到所需溫度時，再由溫度控制器接通電源繼續(xù)升溫。通過反復(fù)工作使箱內(nèi)溫度能保持在一定范圍內(nèi)，起到保溫的作用，使風(fēng)向風(fēng)速傳感器不致被凍結(jié)，能正常運轉(zhuǎn)。當(dāng)然這要求電源比較方便才行。同樣，若電源方便的話，也可以直接在風(fēng)向風(fēng)速傳感器易凍部位裝上一個小的發(fā)熱燈泡或燈管等，增加熱量供給，防止風(fēng)向風(fēng)速傳感器凍結(jié)。

3.4 采取補救措施

若未提前采取預(yù)防措施，而此時風(fēng)向風(fēng)速儀器已經(jīng)凍結(jié)，為不影響正點發(fā)報，可采用輕便風(fēng)向風(fēng)速表。它是測量風(fēng)向和1 min內(nèi)平均風(fēng)速的儀器，按照輕便風(fēng)向風(fēng)速儀器的觀測要求進(jìn)行觀測后就可記錄了。若沒有輕便風(fēng)向風(fēng)速表，就采用目測，確保觀測記錄的完整。

4 幾次成功的實例

實例1：以懷化觀測站為例，2010年12月14-18日，強冷空氣來襲，日平均氣溫4.2℃，日最低氣溫達(dá)-1.3℃。14-16日均為雨雪天氣。但由于在冷空氣來臨之前，已給風(fēng)向風(fēng)速傳感器涂上了防凍油，自動站、人工站風(fēng)向風(fēng)速傳感器都未凍結(jié)，正常運行。

實例2：以芷江基本站為例，2011年1月1-6日，強冷空氣來襲，氣溫驟降，雨雪相伴，雨凇持續(xù)了6 d，各氣象要素如表2。

從自動站風(fēng)向風(fēng)速記錄看，2日05時—3日09時2 min、10 min風(fēng)向風(fēng)速因傳感器被凍住全部為靜風(fēng)，故均按缺測處理。3日9時后放倒自動站風(fēng)桿，把覆在自動站單翼風(fēng)向傳感器和風(fēng)杯風(fēng)速傳感器及軸承處的冰層清理后，在這些易凍部位纏上了厚厚的保溫棉，其后至6日雨凇過程結(jié)束，風(fēng)向風(fēng)速記錄均正常。

日期 平均氣溫日最低氣溫 天氣現(xiàn)象1 02 -13 60 0142 0152’0923 1455’1714 2000，79 0307 0324，03，68 1455 1714，56 1711 2000，.2 -17 -23 03，60 2000 1625，56 2000 2000，79 0932 1826，70 1826 2000，.3 -20 -27 03，70 2000 2224’2309 0608，56 2000 2000，16，10，.4 -09 -19 03，10，16，56 2000 2000，.5 04 -01 03，10，16，56 2000 2000，60 1411 2000，.6 22 05 03，56 2000 2050，60 2000 2011’2243 0010，10，05，.

5 結(jié)論與討論

在過去幾年的冬季觀測實踐中，為防止人工站風(fēng)向風(fēng)速感應(yīng)器、自動站單翼風(fēng)向傳感器和風(fēng)杯風(fēng)速傳感器被凍住，造成風(fēng)向風(fēng)速記錄缺測，在冷空氣來臨之前采取了加保溫棉、涂防凍油或防凍液、安裝電熱保溫箱等措施，保障了冬季風(fēng)向風(fēng)速記錄的連續(xù)、準(zhǔn)確。這對于現(xiàn)用的風(fēng)向風(fēng)速觀測儀器是行之有效的，但方法較為麻煩，今后研究出廠的風(fēng)向風(fēng)速儀器，應(yīng)該考慮解決這一問題，確保觀測的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。

［1］ 吳兌.關(guān)于凍雨和雨凇、霧凇之我見［J］.廣東氣象，2008，30(1).

［2］ 中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范［M］.2003.

P412

B

1003-6598(2012)04-0063-02

2012-04-28

姚秋云(1977—)，女，工程師，主要從事地面氣象觀測工作。