自動氣象站監控軟件窗口顯示信息分析與應用

張振順

（寧德市三沙氣象臺，福建 霞浦355101）

1 自動氣象站運行狀態檢查

監控軟件是自動氣象站采集器與計算機的接口軟件。它的界面顯示著采集器、各傳感器和組網軟件運行狀態，從這界面上可以查看：

（1）采集器通訊是否正常。紅燈亮則說明監控軟件和采集器之間沒有正常的連接；黃燈亮則說明監控軟件和采集器之間正在進行通訊，當監控軟件每整分后的10s從采集器下載實時數據并刷新顯示界面一次；綠燈亮則說明監控軟件未對采集器操作，這表明監控軟件目前正處在空閑狀態。

（2）顯示的自動觀測實時數據是否正常，即采集器本身和傳感器是否正常。

（3）自動氣象觀測站與中心氣象觀測站的通訊連接是否處于正常狀態。主通道或輔助通道的紅燈亮說明網絡連接不通，綠燈亮則說明網絡狀態是連通的。

（4）監控軟件連續運行時間。監控軟件在運行的時間較長后，會占用計算機較大資源，采集成功率會出現下降，容易出現死機的現象，因此需在運行4至5天左右，退出軟件重啟計算機和監控軟件。

（5）計算機和采集器的運行時間是否一致。必須確保計算機時鐘、采集器時鐘與北京標準時間的相同，當誤差大于30秒時，監控軟件無法顯示采集器的數據。溫2～3℃，而在陰雨天氣，兩者讀數差別較小。

（2）利用相鄰比較法，審查各深度、各定時的日變化是否合理。土壤溫度的鉛直分布有三種形態:1土壤溫度隨深度的增加而降低的類型（日射型)，它一般出現于白天或夏季；2土壤溫度隨深度增加而升高的類型（輻射型），他一般出現于夜間或冬季；3日射型和輻射型同時存在（過渡型）的情況，他一般出現于晝夜和冬季的過渡時間。因此在日常工作中要結合天氣狀況分析地溫變化屬于何種類型，在實際審核時必須對某一地溫要素的前、后2個相鄰差進行綜合分析，若前后2個相鄰差均出現異常才可判斷該要素為疑誤。一般深度越深，溫度變化越趨于平緩和滯后，如有反常，應分析原因，判斷是否儀器損壞。

（3）利用相關法審查地溫數據。各層地溫數據的日變化都是有一定規律的，其變化規律與天氣影響關系密切，特別是太陽照射強度、強冷空氣影響、強降水、強對流、大風等氣象要素的影響比較明顯，工作中可以采用相關法進行分析判斷數據是否正常?？紤]到因降水、冷空氣、暖氣流等使地溫產生系統性的跳躍式變化，此類跳躍式變化屬正常情況。

2 壓溫濕變化曲線的應用

監控軟件對于風向、風速、溫度、相對濕度、本站氣壓和降水量等要素給出二小時內每分鐘的變化曲線。要素曲線只能顯示當前時間前二小時內每分鐘值。而壓、溫、濕的數據變化是有其規律的，自動站觀測下載的每分鐘相鄰的數據變化：氣壓數據fflt;0.3hpa、溫度數據fflt;0.3度、相對濕度fflt;3%。其數據在變化曲線窗口中顯示出一條變化較平滑沒有明顯跳變突起的上升或下降的曲線。在日常工作中如發現有異常，可用自動氣象站質量控制軟件打開分鐘數據查看其變化是否合理。當時有雷暴、臺風、飚線過境等天氣現象影響，而引起壓、溫、濕分鐘數據的突跳現象，則按正常處理,保留原記錄；對當天沒有天氣系統過境,通過分析判斷，確認為異常的數據，按規定對數據進行人工質量控制，并在觀測簿中作必要的備注。

圖1 氣壓變化曲線

3 地溫數據的日常審核

（1）利用監控軟件統計數據審查地面最高、最低溫度是否正常，結合氣溫變化對地溫數據進行分析，與定時有無矛盾。比較地面最低溫度與最低氣溫，一般在晴朗微風的日子里，地面最低溫度低于最低氣

4 利用窗口顯示的疑誤信息判斷儀器故障

自動氣象站的采集器、地溫變送器、傳感器出現故障，都會在監控軟件顯示界面顯示出異常數據，而我們可以利用這些數據分析判斷出現故障的硬件，進而采取相應的處理措施，盡快地使自動氣象站恢復正常。下面舉幾個從監控軟件界面顯示的異常數據入手分析故障原因的例子。

例1 故障現象：連續幾小時二分鐘風向為C,風速為00

圖3 基本數據頁面風數據

分析判斷：圖（1）顯示著某時風數據，除二分鐘風向為C，風速為00外，其他的風向風速都有數據，這是監控軟件長時間運行后，采集成功率下降的故障。再打開逐日地面數據維護界面圖（2）可以看到已出現多個小時，應立即退出軟件重啟計算機，并重新下載出現異常的前幾小時數據。

例2 溫度數據－24.6沒有變化

分析判斷：當采集器連接溫度傳感器的端口在開路情況下，監控軟件窗口就會顯示-24.6。因此如確定是異常數據應檢查：一是連接溫度傳感器線路斷。二是溫度傳感器壞。三是采集器相應的端口故障。

圖5 氣溫異常

例3 溫度數據不準確 數據通訊正常，但溫度數據明顯偏大或偏小

分析判斷：一是檢查周圍的環境是否對溫度產生干擾，如溫度通風罩周圍是否有通風口或者較強的光反射，都可能造成溫度數據不準確;二是檢查溫度傳感器是否正常，用萬用表測量溫度的電阻值，判斷是否符合當前溫度，正常阻值根據實際溫度不同應在80～120Ω;首先取下溫度傳感器在防雷板上的插頭(防雷板1～4號線，即1黃、2黃和3綠、4綠)，用萬用表電阻200Ω檔量取溫度傳感器標號1，2任一端與3，4任一端之間的電阻值是否在80～120Ω;再用萬用表電阻200Ω檔量取溫度傳感器標號1，2端(3，4端)之間的電阻值是否在1～8Ω。若以上測量中，有一項指標超出范圍，應檢查傳感器與接線的接頭處，注意觀察接頭是否有接觸不良的現象，若測量均不能滿足要求，則應更換溫度傳感器。

例4 故障現象：天空有降水，人工站有量，自動站無量

分析判斷 有降水而無雨量數據顯示，說明采集器雨量端口處于開路或短路狀態。一是檢查線路連接是否正常，檢查雨量傳感器的干簧管是否損壞，用萬用表電阻檔測量干簧管兩端，翻轉1次翻斗，萬用表應該有1個跳變，如果表針沒有變化，則說明干簧管已損壞，更換干簧管即可;二是采集器雨量通道問題，導致采集器無法計數;三是雨量端子上所連接的電容壞了。

圖4 逐日地面數據維護頁面風數據

例5 故障現象：自動站降水量小于人工觀測降水量

分析判斷：數據通訊正常，但雨量數據明顯偏大或偏小 檢查:（1）雨量筒或漏斗堵塞，導致雨量數據不準確；（2）采集器雨量通道問題，導致采集器計數不準；（3）雨量端子上所連接的電容壞了，導致雨量數據不準確，雨量偏差允許范圍在4%以內，若偏差不是太大，校準處理即可解決。調整方法:取下雨量筒外殼，松開下翻斗調整螺絲的固定螺絲，若雨量示值偏大，則將兩只調整螺絲沿軸線同時向外旋轉，每旋轉一周，可使示值減少0.3mm，否則兩顆調整螺絲向內旋轉，使示值增加0.3mm。需要注意的是:向內旋轉過度時，不僅不會使示值增加，反而使示值減少許多。

例6 某一路地溫不正常，跳變不穩定

分析判斷：一是溫度傳感器壞。二是地溫傳送器相應端口故障。三是地溫傳感器密封不好進水。

圖6 20cm地溫異常

例7 某一路地溫不正常，為固定不變

分析判斷:一是信號電纜開路，二是傳感器損壞，三是外轉接盒內CD4067BF損壞。

5 結束語

地面氣象觀測員必須嚴肅認真負責地做好本職工作，為了確保自動氣象站的正常工作和上傳數據的準確性,要熟練掌握地面氣象觀測業務軟件操作方法和觀測儀器的維護檢修，認真查看監控軟件界面顯示的各種氣象要素信息，仔細分析自動站數據異?，F象,以便在自動站出現故障時快速準確的處理,確保地面觀測數據的準確性和連續性，按時上傳數據文件，提高地面觀測業務質量。

［1］中國氣象局監測網絡司.地面氣象測報業務系統軟件操作手冊[M].北京:氣象出版社,2005.

［2］中國氣象局.地面氣象觀測規范[M].北京:氣象出版社,2003

［3］李黃.自動氣象站實用手冊[M].北京:氣象出版社,2007.