區(qū)域自動(dòng)氣象站環(huán)境與儀器故障率的關(guān)系

鄭 瑞，程 創(chuàng)，江瑞海

（開化縣氣象局，浙江 開化 324300）

區(qū)域自動(dòng)氣象站環(huán)境與儀器故障率的關(guān)系

鄭 瑞，程 創(chuàng)，江瑞海

（開化縣氣象局，浙江 開化 324300）

區(qū)域自動(dòng)氣象站是現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)中重要的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，區(qū)域自動(dòng)氣象站資料也是氣象服務(wù)重要的數(shù)據(jù)源。區(qū)域自動(dòng)氣象站的建成，對(duì)進(jìn)一步提高精細(xì)化預(yù)報(bào)能力和防災(zāi)減災(zāi)能力起到了積極作用。因此，保障區(qū)域自動(dòng)氣象站穩(wěn)定運(yùn)行，確保其資料傳輸正常是重中之重。本文介紹了開化縣氣象局區(qū)域自動(dòng)氣象站的建設(shè)情況和現(xiàn)狀，并根據(jù)縣域內(nèi)多要素區(qū)域自動(dòng)氣象站的基本情況和運(yùn)行現(xiàn)狀，及其在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一些常見問題，分析其儀器故障率與其周邊環(huán)境的關(guān)系，并提出一些建議和措施。

區(qū)域自動(dòng)氣象站；建設(shè)；故障；建議措施

文獻(xiàn)著錄格式：鄭瑞，程創(chuàng)，江瑞海.區(qū)域自動(dòng)氣象站環(huán)境與儀器故障率的關(guān)系［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（1）：94-95.

中尺度區(qū)域自動(dòng)氣象觀測(cè)站（區(qū)域站）建設(shè)是為貫徹落實(shí)中國(guó)氣象局關(guān)于加快發(fā)展地方氣象事業(yè)的通知，促進(jìn)中尺度災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展，提高地方監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)水平及服務(wù)效益而確定的。自投入使用以來，既為各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)指揮防汛抗旱提供了重要的決策依據(jù)，也極大地方便了預(yù)報(bào)員對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。由于區(qū)域站都安裝在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村等地的偏遠(yuǎn)地區(qū)，因此，掌握好區(qū)域站站址周邊環(huán)境對(duì)其儀器故障發(fā)生率之間的關(guān)系，最大限度地保證其在無人值守的情況下正常穩(wěn)定運(yùn)行，特別是在南方汛期階段發(fā)揮作用就顯得特別重要。

1 開化縣區(qū)域站建設(shè)現(xiàn)狀

2003年以前，開化縣氣象部門的氣象觀測(cè)站點(diǎn)布局采用的是一縣一站制。縣與縣之間的距離太大，氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)太稀疏，對(duì)一些中小尺度天氣過程的發(fā)生無法進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)及評(píng)估。而開化縣屬中亞熱帶北緣季風(fēng)氣候區(qū)，年平均降水量較大，且降水時(shí)空分布不均勻，暴雨又是縣內(nèi)最常見的氣象災(zāi)害，加之境內(nèi)多山，極容易引發(fā)局地性的氣象災(zāi)害［1］。

2003年7月，為了更好發(fā)揮氣象在防災(zāi)減災(zāi)中的作用，按照浙江省區(qū)域站建設(shè)的總體要求，開始了開化縣區(qū)域站建設(shè)工作。區(qū)域站建設(shè)共分4個(gè)階段，由起初的不斷探索到后期逐步完善，覆蓋了開化縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)和流經(jīng)該區(qū)易發(fā)生山洪地質(zhì)災(zāi)害的主要河流。截至2014年底，全縣共建成區(qū)域站28個(gè)，使用了2個(gè)廠家共4種型號(hào)的產(chǎn)品，其中4要素站（風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、溫度）22套，6要素站（氣壓、相對(duì)濕度、溫度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量）6套。

2 區(qū)域站常見故障類別

開化縣區(qū)域站大部分安裝在水庫(kù)、中小河流域附近及山洪地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)周邊的山地或野外，根據(jù)以往的維修記錄，開化縣區(qū)域站易發(fā)故障主要包括以下4類。

2.1 電源故障

電源故障主要是由于電池耗盡或者達(dá)不到儀器正常運(yùn)行電壓。根據(jù)區(qū)域站的建設(shè)要求，其野外作業(yè)的特點(diǎn)決定了其供電方式僅有太陽能供電和蓄電池供電2種。相對(duì)于市電供電而言，太陽能和蓄電池供電方式穩(wěn)定性差，對(duì)天氣變化及外界環(huán)境依賴性較強(qiáng)。在南方連陰雨期間，全天無有效日照，溫度較低直接影響區(qū)域站電瓶的有效使用時(shí)間，區(qū)域站蓄電池因?yàn)槌浞烹婎l繁致其有效使用時(shí)長(zhǎng)有限，所以因供電問題出現(xiàn)故障等情況也時(shí)有發(fā)生。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通信故障

開化縣所有的區(qū)域站均采用移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸資料。由于移動(dòng)基站有盲點(diǎn)導(dǎo)致信號(hào)覆蓋范圍有限，少部分地區(qū)還存在其他通信干擾信號(hào)，因GPRS信號(hào)不穩(wěn)定導(dǎo)致傳輸資料缺失、逾限、超時(shí)等情況出現(xiàn)較多。

2.3 硬件故障

相對(duì)于供電和網(wǎng)絡(luò)故障而言，區(qū)域站硬件發(fā)生故障的概率也較高，如天線、風(fēng)向風(fēng)速、溫度、濕度及雨量傳感器等硬件設(shè)備的故障時(shí)有發(fā)生。

2.4 雨量筒堵塞

區(qū)域站處在野外，周邊人員活動(dòng)少，站址內(nèi)雜草、灌木得不到及時(shí)清理，加上夏季螞蟻和蜘蛛等小昆蟲較多，殘枝殘葉及昆蟲的尸體都會(huì)對(duì)雨量筒造成堵塞。

3 區(qū)域站維修情況

由表1可知，2014年開化縣共維修區(qū)域站42次，其中電源故障率占7%，網(wǎng)絡(luò)故障率占29%，硬件故障率占26%，雨量筒堵塞占38%。

由表2可知，全年維修次數(shù)最多的區(qū)域在張灣和白渡兩地，分別為5次和6次。分析歸納這兩地站址探測(cè)環(huán)境特點(diǎn)可知，區(qū)域站維修次數(shù)較多，一是兩地均處在海拔150 m以上；二是區(qū)域站所處位置周邊基本無人員活動(dòng)，環(huán)境相對(duì)惡劣；三是區(qū)域站相對(duì)偏遠(yuǎn)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定，經(jīng)常因?yàn)樾盘?hào)不穩(wěn)定等問題造成資料缺失、傳輸逾限等現(xiàn)象；四是站址內(nèi)雜草及灌木生長(zhǎng)得不到有效遏制。

表1 2014年1-12月各故障類別維修的次數(shù)

表2 2014年各區(qū)域站維修的次數(shù)

由表2可知，區(qū)域站設(shè)立在車輛不能直達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)、山地或人員活動(dòng)較少的環(huán)境惡劣地區(qū)，因設(shè)備維護(hù)周期相對(duì)較長(zhǎng)致使儀器得不到有效維護(hù)，其儀器故障次數(shù)都要明顯高于其他地區(qū)；并且站址周邊樹木覆蓋較多、地表植被茂密時(shí)，由于站點(diǎn)相對(duì)濕度很大，其儀器硬件損壞的次數(shù)明顯增多。

4 建議和措施

針對(duì)區(qū)域站的運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，考慮到開化縣特殊的地形地貌，今后在區(qū)域站建設(shè)過程中既要綜合考慮區(qū)域氣候代表性和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，也同樣要注意到站址的光照條件、安全問題、信號(hào)覆蓋、維護(hù)難度及一些人為因素等［2］。利用GIS空間分析中的疊加分析，將現(xiàn)有的天氣預(yù)報(bào)圖和天氣實(shí)況圖作為數(shù)據(jù)源，通過影響區(qū)域站供電工作的故障權(quán)重值進(jìn)行疊加分析，從而判斷可能出現(xiàn)故障的區(qū)域站［3］。加大維護(hù)頻率，夏季雷雨、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣過后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行巡視檢查。經(jīng)過對(duì)區(qū)域站常見故障的不斷總結(jié)分析，要逐漸形成一套行之有效的區(qū)域站管理運(yùn)行機(jī)制。

［1］開化縣地方志編纂委員會(huì).開化縣志：1986-2005［M］.北京：方志出版社，2010：119-127.

［2］段文廣.區(qū)域氣象站建設(shè)和維護(hù)過程中的若干問題及解決辦法［J］.成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23（2）：121-125.

［3］程永明，張卉，江淵，等.區(qū)域自動(dòng)氣象站故障預(yù)測(cè)方法的研究［J］.科技與創(chuàng)新，2014（4）：138-140.

（責(zé)任編輯：萬 晶）

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A

0528-9017（2016）01-0094-02

10.16178/j.issn.0528-9017.20160135

2015-11-10

鄭 瑞（1989-），男，浙江開化人，助理工程師，從事綜合氣象服務(wù)工作，E-mai1：402098983@qq.com。