沈安民 宋葉峰 全琦 長興縣氣象局
引言:高時空密度的加密氣象觀測資料在氣象服務特別是決策氣象服務中越來越發揮著重要作用,加密自動氣象站的建設越來越得到各級政府的關注和認同。長興縣域范圍內近年來陸續新建了32個區域自動氣象站,氣象站的規模和種類各有不同,不僅有標準的六要素站,還有農田小氣候站,水產觀測站等,觀測設備也多種多樣,包括稱重降水傳感器,雪深傳感器等。多種多樣的觀測設備在很大程度上增加了氣象數據的時間和空間密度,為氣象監測預警工作提供了大量的數據支持。為了保證多種自動化設備健康平穩的運行,提早發現和解決潛在的故障,需要氣象裝備保障人員對其進行定期的保障與維護[1]。維護包括維護觀測場地的探測環境穩定、定期清潔溫濕度傳感器的百葉箱內外側[2]、定期對雨量傳感器翻斗進行清理[3]、稱重式降水傳感器的日常維護[4-5]、能見度傳感器的鏡面清潔[6]等,確保區域氣象觀測站能穩定運行。
區域氣象觀測站對周邊探測環境有較高的要求,首先其所在地探測到的觀測數據要具有一定的地域代表性,也要避免區域氣象觀測站建成運行以后,周圍的探測環境被人為改變。觀測場地一般應設置堅固、稀疏、美觀的圍欄,圍欄外側應設立告示牌。定期清理觀測場地的雜草,如果種植草坪的場地,要控制草高低于20厘米,及時清除周邊遮擋儀器的高大樹木的枝葉、攀爬在圍欄和風桿上的藤蔓植物以及站內探測儀器以外的雜物。為了記錄每個站點的探測環境現狀和保護情況,需要按月填報該站點探測環境變化情況并存檔。
采集器需要定期進行保障與維護,以保證采集器正常運行,如果采集箱內出現雜物要盡快清理。拆卸采集器時要保證電源已切斷,切忌帶電操作。
從實踐經驗上來說,溫濕度傳感器不易發生故障,只需要定期采用相對干燥的細毛刷把溫濕度傳感器外面的蜘蛛網、灰塵等清理干凈,不能用手去觸摸。在對百葉箱中的溫濕度傳感器加以維護的過程中,一般需要直接在百葉箱內操作,不可以將傳感器搬離百葉箱。規范要求傳感器距觀測場地面的高度為1.5米,若發現高度偏差過大應該及時調整。
出現有降雨卻沒有雨量的情況,多半是因為翻斗雨量傳感器發生堵塞。平時的工作中,保障人員需要定期對雨量傳感器進行檢查,及時對濾網上的小蟲、灰塵等雜質進行清理干凈,以免承水口漏斗出現堵塞而影響到雨量的觀測結果。維護時,要先將雨量傳感器接線端子從采集器上拔掉,清洗后,保證翻斗內無殘余水漬,同時上翻斗、計量翻斗、計數翻斗方向一致,以免出現降水量野值,維護結束后,及時將接線端子插好。除此之外,還要定期檢查翻斗翻轉的靈活性。發現有阻滯感,應檢查翻斗軸向工作游隙是否正常,軸承如有微小的塵沙,可用清水進行清洗;翻斗軸如有變形或磨損,應更換軸承。切勿給軸承加油,以免粘上塵土使軸承磨損。
保障人員需定期把風向風速傳感器換回來標校,標校過程中首先對風傳感器的軸承進行檢查,還要對軸承進行密封清洗,做好風向標指北方位的檢查和校準。冬季維護時要注意風向、風速傳感器是否被凍結,特別出現降雪天氣后,要及時分析檢查各區域站風向風速數據的準確性,對出現異常數據的站點進行維護。
氣壓傳感器安裝于主采集機箱內,保障人員需定期檢查靜壓管是否被阻塞、進水,如果發現靜壓管有異物或破損時應及時清潔或者更換。
檢查電源控制器工作指示燈是否正常,然后斷開線路,分別測量太陽能板、蓄電池的電壓,太陽能板電量不同天氣情況下電壓不等,一般天氣晴好時電壓能達到20V左右,蓄電池正常電壓范圍不低于11.5V,如果出現電壓低的情況,要及時更換蓄電池。
維護前,需檢查承水口的水平、高度及防雷接地等情況,確保所采集到的降水數據的準確性及可靠性。如發現內筒里的液體較多或雜物過多時,應該及時清空,重新添加適量的防凍液與抑制蒸發油。在維護的過程中設備要輕拿輕放,避免稱重單元受到外力而影響到數據質量的計算。
為了提高冬季降雪天氣期間的氣象服務,目前區域氣象站也逐漸增加雪深的觀測要素。目前長興縣內有5個區域氣象站安裝了雪深傳感器。每年在啟用雪深觀測傳感器之前,應徹底清理基準面,檢查基準面是否水平并進行現場校準。在雪深傳感器停用期間,要做好蓄電池定期的充放電,保證下次啟用時能正常工作。
目前我縣內已有2個區域氣象站增裝了能見度傳感器,這也增加了裝備保障人員的維護業務工作,需要定期維護能見度傳感器。因鏡頭變臟時測量的能見度值會偏高,所以能見度儀的透鏡保護窗口要保持清潔以便得到準確的測量結果。保障人員在維護時要注意觀察能見度儀附近是否有蜘蛛網、樹枝、樹葉等影響數據采集光路的雜物,若有雜物遮擋則會影響能見度觀測值,使其降至幾百米,嚴重影響能見度的準確性。
閃電定位儀是用來觀測雷電現象,包括放電過程的發生時間、位置等要素。長興縣范圍內目前安裝有6臺閃電定位儀,定期對電源、通信模塊、觀測設備進行檢查維護,災害性天氣發生后,應及時進行檢查維護,特別檢查供電設施,保證供電安全。定期檢查干燥劑是否失效,失效時應及時更換。當設備故障時應及時進行維護或維修。
只有基層氣象保障人員認真負責,科學高效地做好維護工作,才能保證區域氣象觀測站更加平穩高效的運行,采集到的觀測數據更為準確和有效,從而滿足當地氣象預報服務需求。隨著氣象觀測逐步趨于全自動化,對氣象儀器裝備保障工作的要求將會越來越高,所以基層臺站的裝備保障人員應通過學習思考來不斷扎實自動氣象站維護的理論知識和實踐能力。