小型氣象站觀測站的工作原理

     隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，氣象觀測技術(shù)也有了新的發(fā)展。隨著信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的普遍發(fā)展，自動氣象站已越來越普及。目前我國各氣象臺站大都使用自動氣象站儀器采集數(shù)據(jù)。自動氣象站對地面氣象的觀測比人工觀測所獲取的氣象數(shù)據(jù)更加便捷，氣象要素觀測的代表性、準(zhǔn)確性和及時性都有所提高，減輕了測報工作人員的工作量，更好得反映出大氣近地面層的真實狀況。文章重點(diǎn)對自動氣象觀測站的工作原理、技術(shù)特點(diǎn)及觀測的注意事項做了簡要的探討。 

自動氣象站 工作原理 觀測的注意事項 
　　、前言 
　　自動氣象站通過氣象觀測，為天氣預(yù)報、氣象情報、氣候分析和科學(xué)研究提供重要依據(jù)，根據(jù)氣象觀測項目的不同，氣象觀測可分為地面氣象觀測、高空探測和專業(yè)氣象觀測三類。做好計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)是保證自動站數(shù)據(jù)正常采集和傳輸?shù)那疤?，而實時的數(shù)據(jù)備份能夠保證資料的完整性和安性。因此，熟練掌握自動站觀測的程序是測報工作者*的基礎(chǔ)，而掌握備份線路的切換和數(shù)據(jù)異常的處理方法能夠減少錯情的發(fā)生，從而保證氣象局地面測報工作的正常進(jìn)行。 
　　二、自動氣象站 
　　自動氣象站可以實時探測氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、紫外線、輻射等氣象信息，可以通過網(wǎng)絡(luò)實時觀測氣象數(shù)據(jù)。下面介紹下自動氣象站的工作原理、硬件基本配置、觀測的主要地面氣象要素和技術(shù)特點(diǎn)。 
　　2.1 工作原理 
　　自動氣象站具有對不同區(qū)域氣候的觀測功能。氣象站的基本構(gòu)造包括自動氣象站、氣象站主機(jī)、控制臺、專業(yè)氣象數(shù)據(jù)采集軟件組成。自動氣象站通過不同的傳感器采集地面氣象要素數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成后通過網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)傳輸?shù)綒庀蠓?wù)器上，再經(jīng)氣象采集軟件處理各項數(shù)據(jù)，觀測的實時氣溫、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)通過專業(yè)氣象軟件傳出，并在氣象站主機(jī)上自觀顯示各項氣象要素值，不同自動氣象站點(diǎn)所觀測的氣象數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳讓更多的人及時了解天氣變化情況。 
　　2.2 自動氣象站系統(tǒng)基本配置 
　　自動氣象站的硬件系統(tǒng)基本配置包括：具有液晶顯示漢字與圖形功能的自動氣象站監(jiān)測儀1臺、傳感器（溫度，濕度，風(fēng)速，風(fēng)向，氣壓，紫外輻射，雨量，土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳）各1臺、氣象觀測支架1套、實時監(jiān)測分析軟件（光盤）1 張、數(shù)據(jù)通訊及傳感器連接電纜1套、戶外大屏幕顯示屏可根據(jù)實際需要選配。 自動氣象站的般具備這些基本配置，都能完成各項自動觀測功能。 
　　2.3 觀測的主要地面氣象要素 
　　自動氣象站通過安裝不同的傳感器，可對大氣溫度，環(huán)境濕度，露點(diǎn)溫度，大氣壓力，平均風(fēng)速風(fēng)向，瞬時風(fēng)速風(fēng)向，紫外照射，降水量，土壤溫度，風(fēng)力等監(jiān)測等多種常規(guī)氣象要素進(jìn)行采集、處理、存儲、顯示并輸出。 
　　2.4 自動氣象站技術(shù)特點(diǎn) 
　　不同的自動氣象站因具體配置不同，其功能略有差異，但其主要技術(shù)都具有以下特點(diǎn)：可進(jìn)行長期的氣象數(shù)據(jù)觀測、測量精度高、通訊方式靈活，數(shù)據(jù)傳輸可靠、數(shù)據(jù)存儲器容量大，大屏幕圖形液晶顯示屏可自觀顯示氣象要素數(shù)據(jù)及圖形，氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)可上傳，使用方便。 
　　三、 觀測的注意事項 
　　3.1 自動氣象站的工作原理 
　　自動站儀器不同于人工常規(guī)觀測儀器，它主要由傳感器和采集器通過電纜和主控電腦構(gòu)成個統(tǒng)的整體，在使用自動氣象站進(jìn)行觀測之前，觀測人員必須學(xué)習(xí)和掌握自動站工作原理，了解自動氣象站的結(jié)構(gòu)、儀器布局、電纜走線方式。只有掌握了自動氣象站的工作原理，在使用自動氣象站觀測時，才能夠正確操作各種設(shè)備，確保各項地面氣象要素觀測的順利完成。 
　　3.2 規(guī)范使用儀器 
　　規(guī)范使用自動站的各項儀器是保證自動氣象站穩(wěn)定運(yùn)行的前提。需要特別注意采集器、變送器的插座對應(yīng)電纜，清楚電源開關(guān)的位置，以及通電、斷電的先后程序，在使用儀器之前必須檢查自動氣象站的各項儀器安裝是否規(guī)范， 檢查裝備部門配備的儀器是否齊，各儀器是否有破損，電纜長度是否達(dá)到要求。自動氣象站儀器安裝有嚴(yán)格的規(guī)定，不能帶電接插各種接線端子，不能帶電撤換或安裝傳感器。 安裝各類傳感器（FIJ量傳感器除外）時應(yīng)先關(guān)閉采集器電源，然后再鏈接傳感器的電纜。 雨量傳感器由于其*的電路工作原理，支持熱插拔，在安裝時可以不用關(guān)閉采集器，但應(yīng)注意先把信號線拔下再更換，避免出現(xiàn)人為的降水記錄，影響到記錄的準(zhǔn)確性。 
　　3.3 排除儀器故障 
　　為保證自動氣象站觀測的準(zhǔn)確度，自動氣象站觀測人員必須能對影響儀器正常運(yùn)行的各類故障能及時、準(zhǔn)確地判斷，并采取正確的應(yīng)急措施，及時排除儀器故障，以保證自動氣象設(shè)備處于正常連續(xù)的運(yùn)行狀態(tài)，如遇采集器不正常時，應(yīng)進(jìn)行“0”復(fù)位處理，并做好數(shù)據(jù)備份，如采集器故障無法進(jìn)行“0”復(fù)位處理時，應(yīng)立刻使用備份采集器；如遇雷暴天氣時，注意及時切斷市電的連接，采用 UPS 供電，盡量保證業(yè)務(wù)儀器設(shè)備安和正常運(yùn)行。 如遇短時間不能排除或觀測人員沒有能力排除的儀器設(shè)備故障，工作人員必須按規(guī)定補(bǔ)測，并通知相關(guān)業(yè)務(wù)管理部門，請求技術(shù)支援。另外，自動氣象站應(yīng)請專業(yè)的氣象設(shè)備維護(hù)人員每半年對站自動觀測系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行檢測，對監(jiān)測發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時進(jìn)行解除。 
　　3.4 維護(hù)儀器清潔 
　　自動氣象站的各項儀器在使用過程中容易受空氣中的灰塵覆蓋，從面影響觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此自動站室內(nèi)外各項儀器必須定期清潔。 如清除溫濕度表的外表灰塵，清潔溫濕度感應(yīng)器的頭部保護(hù)濾膜，防比灰塵堵塞金屬網(wǎng)孔，清除蒸發(fā)傳感器金屬網(wǎng)上的水垢和贓物， 用濕布在30分前擦洗百葉箱， 星期更換次濕球紗布，擦拭室內(nèi)外計算機(jī)、戶外顯示器、自動采集器等設(shè)備以確保自動氣象站觀測的準(zhǔn)確度。 
　　3.5 維護(hù)自動氣象觀測站場地 
　　自動觀測站的各項感應(yīng)器， 各種電纜設(shè)于觀測場的室內(nèi)外，觀測場的環(huán)境變化會自接影響儀器的靈敏性，所以要注意維護(hù)自動觀測站場地的環(huán)境。外設(shè)儀器如風(fēng)杯、風(fēng)向桿設(shè)于室外高處，容易受飛鳥雕琢損毀，或飛鳥糞便污損，從面導(dǎo)致風(fēng)傳感器的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，必須及時檢查外設(shè)設(shè)備是否有損毀：觀測場草坪草高對不同深度低溫的感應(yīng)有影響，必須及時修整草坪；地溫場周圍泥土的板結(jié)情況、底下電纜容易受鼠蟻咬損等情況也要及時發(fā)現(xiàn)及時排除。 
　　四、結(jié)束語 
　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動氣象站已廣泛應(yīng)用到各類型氣象臺站和各種教、科研。 本文簡要介紹了自動氣象站的工作原理、系統(tǒng)基本配置、觀測的主要地面氣象要素、自動氣象站技術(shù)特點(diǎn)，并提出了運(yùn)用自動氣象站觀測的注意事項。以供給廣大同行起到“拋磚引玉”的作用。