淺析烏鞘嶺基準氣候站天氣對自動氣象儀器的影響及防護

張發國+張愛萍

摘 要：本文對烏鞘嶺氣象站自2002年自動化運行以來，自動儀器因雷暴、雨霧淞、沙塵、低溫高濕天氣出現的問題進行分析，提出一些保證自動站正常運行的措施和建議。

關鍵詞：烏鞘嶺天氣；新型自動站；措施

中圖分類號：S163 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170933211

1 概述

烏鞘嶺國家基本氣象站屬于國家一類艱苦氣象臺站，海拔3045.1m。年平均氣溫0.3℃，最熱月平均氣溫21.1℃，最冷月平均氣溫-11.7℃，極端最高氣溫28.1℃，極端最低氣溫-30.4℃，年平均8級以上大風73d。該測站位于700hpa高度，是我國中東部地區氣象科研和天氣預報的指標站，氣候陰冷潮濕，雪暴、冰雹、雨淞、霧淞、雷雨、大風等災害性天氣頻發，所以在惡劣的氣候條件下如何保證自動站正常運行是本站重中之重的任務。

2 目前新型自動氣象站優點及缺點

新型氣象站主要由DZZ6采集器、溫濕度智能分采、WZP-2溫度傳感器、DHC1濕度傳感器、PTB330氣壓傳感器、4520模塊、山井電源、GPS模塊、防雷板、主控微機等組成。采用總線制分布式或網絡型結構，能夠大大提高自動氣象站的操作性和擴展性，改進和完善了數據采集器的結構，使數據采集器能實現傳感器的隨意增減和熱插拔，從而提高自動氣象站的擴展性和通用性。但仍有其不足之處。

凍結期自動式雨量、大型蒸發傳感器停用，雨霧淞凍結使風向、風速傳感器不能正常使用；霾判別能力差，浮塵天氣出現時常誤記為霾，對偶發的塵卷風，煙募不能自行過濾；對抗雷電過電壓的能力弱，對電磁脈沖特別敏感，怕高壓，雷暴易造成供電、通信線路、自動氣象站設備損壞或數據不正常。

3 不同季節天氣現象對自動儀器的影響

3.1 全年低溫高濕對溫濕傳感器的影響

烏鞘嶺年平均大霧日為55.5d，一年中大霧主要出現在春季4—5月和夏、秋季的7—10月；夏秋季大霧的持續時間最長。長期低溫高濕下濕敏傳感器的穩定性會下降，容易引起電子元件的氧化，電纜、電路絕緣材料的介電強度降低，從而引發傳輸、供電線路故障 。

3.2 雨霧淞凍結的影響

烏鞘嶺冬季結冰期長，雨量、蒸發傳感器直接停用。雨霧淞出現的頻率較高，本站近10a氣象資料統計平均出現28次/a，且凍結時間長，危害也大，常造成風向風速儀凍結時停止使用，結凍后又開始使用，記錄不連續，給觀測員處理記錄帶來很大的麻煩。

3.3 沙塵天氣對烏鞘嶺站的影響

降低能見度儀的準確度，降低傳感器的靈敏度，尤期對濕敏傳感器影響大，沙塵嚴重時也影響小型蒸發皿對蒸發的測量。

3.4 雷暴對自動站的影響

雷暴根據其產生和危害特點分為直擊雷、感應雷、球形雷、雷電波入侵4種。烏鞘嶺雷暴主要出現在6、7、8月，最早出現在4月、最晚出現在10月。雷暴對自動站的危害最大，從2002年地面氣象觀測自動化以來，沒有發生直擊雷、球形雷擊中的現象，主要是感應雷，雷電波入浸，平均每年1次。自2013年觀測場、值班室規范化建設改造后，雷暴對自動站的危害明顯減少，偶有雷電波入侵。

4 對以上問題的應對措施和建議

著力解決風向風速儀自加熱控制系統，或用人工可控的加熱系統，保證在雨霧淞出現凍結時也能正常使用；在現有能見度儀的基礎上，輔以其它判別儀器，來消除浮塵與霾2者之間的混淆；大風、揚沙、浮塵等天氣過后，及時清除各儀器設備中的灰塵和雜物，認真清潔各傳感器及溫濕傳感頭部過濾罩防護罩，若污染嚴重，應更換新的網罩。每次連陰天氣過后，及時清潔溫濕度、淺層傳感器和其它設備，縮短這2種傳感器的更換周期。

對于雷暴的防范，做好春秋季防雷接地的檢測工作，對檢查、檢測發現提出的問題及時整改，不留死角。 對各接地點認真做好除銹、防銹處理，保證接地電阻≤4歐姆。建議8～10a對其地網改造1次，把采集器到主控微機之間的信號線升極為光纖線，增強抗雷電波能力。打雷造成風向風速、雨量數據顯示不正常時，檢查防雷板是否被雷擊壞，可更換防雷板或跳過防雷板接線。連不通采集器，先檢查供電是否正常，再檢查串口隔離器，計算機串口，通信電纜及連接口是否接觸良好，逐次排除。

加強自動站的日常維護和備份，自動站的日常維護和故障處理是工作人員一項必須的工作內容，科學的維護和維修，對保證自動站的平穩運行，保證氣象工作順利進行尤為重要，除日常按規范要求巡視、監控自動站運行狀態外，雷暴后檢查供電是否正常，數據顯示是否異常，雨霧淞出現凍結風向風速儀時，做好記錄的處理和反饋工作，并做好各儀器設備、采集器、計算機的備份工作，在出現設備故障時，立即更換，確保氣象數據的完整性。

5 結語

高山站復雜的氣候特征，給自動站運行帶來許多的問題和困難，但只要熟悉自動站基本原理，掌握科學的維修、維護知識與方法，并使用高性能的儀器設備，就能夠保證自動站穩定可靠的工作。

作者簡介：張發國（1968-）男，甘肅武威人，工程師，研究方向：大氣探測。endprint