自動站雷擊后正點數據的處理

摘 要：隨著氣象現代化建設的逐步推廣和深入，自動氣象站在氣象觀測業務系統中被廣泛使用。自動氣象站的普及使得觀測資料更加準確、及時，能夠彌補人工觀測所帶來的誤差。但在某些情況下，如雷擊造成自動站數據異常或自動站損壞，如何處理異常數據，保持資料的連續性和可用性變得尤為重要。根據實際工作中的經驗，以兩次自動站雷擊事件為例，對如何處理整點數據缺測做了相應總結，給測報工作提供參考。

關鍵詞：自動氣象站 雷擊 數據處理

中圖分類號：P415文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0028-02

對于觀測站而言，感應雷的危害大于直擊雷。觀測場內的數據采集器，觀測室內的計算機和通信設備等都屬于弱電設備，具有很低的信號電壓，對于各種電磁干擾十分敏感[1]。在發生強雷暴時，容易受到干擾，從而造成自動站數據異常嚴重時造成自動站損壞。在2009年7月至9月共有9天因受到雷擊影響，造成數據異常。其中7月30日出現閃電天氣現象造成數據異常。2010年7月25日，由于強雷暴造成采集器和計算機損壞。使自動站資料缺測長達6 h，直到10 h后才得到全面恢復。雷擊事件的發生往往很突然，較難以處理，通常是多要素數據異常，而且無規律可循。本文就2009年8月10日和2010年7月25日兩次雷擊事件為例，總結雷擊事件造成正點數據異常或缺測情況的處理。

1 雷擊造成數據異常的特點

雷擊造成的數據異常通常發生在一瞬間，前一分鐘數據正常，但在下一分鐘數據發生跳躍性突變，可能高出正常值幾十度，也可能低于正常值幾十度，容易判斷。這和儀器自身故障造成的數據異常不同，儀器故障造成數據異常通常是漸變的過程，而且朝著一個趨勢變化。在幾十分鐘以上變化才明顯，因此不易發現。雷擊造成數據異常往往是多要素，因為所有的傳感器信號是在采集器內經過線性化和定量化處理[2]，再經過篩選得到的。因此，當采集器受到雷電干擾時，所有數據都會異常。而儀器本身故障造成的數據異常都是單要素。

2 個例分析及數據處理

2009年08月10日01時14分開始，自動站受到雷擊數據異常，溫度突變，氣溫顯示為63.3℃。氣壓、相對濕度均異常。查看質量控制軟件逐分鐘數據文件，深淺層地溫均異常。當時判斷為采集器受到雷擊影響，關閉采集器，2 min后重新啟動，01時51分數據經過人工觀測對比，數據恢復正常。當時雷暴天氣比較強烈，天氣系統由西經過本站。因此，強雷暴持續時間較長，在02時00分，自動站再次受到雷擊，數據異常。由于此時是發報時刻，正點數據異常導致數據不可用。又無法判斷之后是否會恢復。于是按照《四川省地面氣象觀測業務規則制度匯編》關于不正常記錄的處理要求，采用正點前10 min的數據。經判斷，01時59 min的數據正常，因此用01時59 min數據代替02時正點數據用于發報。由于02時有地溫資料，因此要在自動氣象站數據質量控制軟件查找逐分鐘數據文件，將01時59分的地溫數據代替02時正點數據（如圖1）。

2010年07月25日01時00分，因雷擊造成自動站計算機關閉，由于當時市電正常，計算機無法啟動，初步判斷計算機受雷擊損壞。對于判斷為硬件故障，本著先易后難的原則進行處理[3]。由于是正點發生故障，為保障數據正常上傳，立即換上備份計算機，監控軟件無法打開。判斷為采集器故障。采取人工觀測的方法，保障了數據的及時上傳。后經過排查，故障為采集器損壞，由于當時雷暴沒有減小，為保障人員安全，沒有立即更換采集器。直到雷暴減小后。根據《四川省地面氣象觀測業務規則制度匯編》關于不正常記錄的處理要求，05時數據用人工觀測數據代替，分鐘數據做缺測處理。03時、04時、06時和07時正點數據無法內插，做缺測處理（如圖2）。

同時還要注意發生數據異常后對極值的處理，在數據異常情況下，極值往往錯誤，要從正確的數據中人工跳選，并更改存盤。對于發報時次的極值溫度要仔細校對，如：02時最高氣溫，08時地面最低溫度和14時最低氣溫。同時，在制作本月月報表時，通過分鐘文件（J）的審核，要刪除與當時數據異常記錄時間段相對應的分鐘數據。同時，在月報表的備注欄中，注明所有故障時間段，異常的數據及處理方法。

3 結語

雷擊事件的發生是無法預見的，因此，在天氣比較惡劣的情況下，要事先做相應的準備。（1）值班期間要密切注意天氣變化，在系統經過本站上空時，可將自動站的市電切斷，用自動站的支流電瓶供電?？杀苊庖坏┠程幐袘搅死纂?， 雷電會沿供電線路傳到很遠的供電設備，致使設備損壞。在切斷市電的情況下，要注意氣壓的變化，隨著直流電瓶不斷放電，當電壓低于氣壓的供電電壓12V時，氣壓也會異常。（2）汛期之前要做好防雷檢測，使觀測場和值班室達到QX-4-2000《防雷技術規范》規定的要求。（3）有相應的備份機，建議使用筆記本電腦，防止惡劣天氣造成斷電，臺式機無法使用。（4）對常見的雷擊故障及解決方法進行討論，本著先易后難的原則找出問題所在。并制定適合本站的應急觀測流程，在發生問題時能夠有條不穩，確保數據的正確和及時上傳。

參考文獻

[1]賈錦龍，秦中勤，石中建.自動氣象站雷擊事故分析及故障處理[J].山東氣象，2012（2）：106.

[2]中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京：北京氣象出版社，2003.

[3]鄒琳，熊志芬，殷瑛.自動氣象站雷擊故障分析處理[J].江西科學，2012，30（5）：643-645.