小型氣象站觀測站的工作原理

     隨著科學技術的不斷進步，氣象觀測技術也有了新的發(fā)展。隨著信息網絡系統(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據。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據更加便捷，氣象要素觀測的代表性、準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。文章重點對自動氣象觀測站的工作原理、技術特點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，為天氣預報、氣象情報、氣候分析和科學研究提供重要依據，根據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。做好計算機網絡維護是保證自動站數據正常采集和傳輸的前提，而實時的數據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，而掌握備份線路的切換和數據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、風速、風向、降雨量、紫外線、輻射等氣象信息，可以通過網絡實時觀測氣象數據。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特點。 
　　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。氣象站的基本構造包括自動氣象站、氣象站主機、控制臺、專業(yè)氣象數據采集軟件組成。自動氣象站通過不同的傳感器采集地面氣象要素數據，數據采集完成后通過網絡統(tǒng)傳輸到氣象服務器上，再經氣象采集軟件處理各項數據，觀測的實時氣溫、氣壓、風向、風速等氣象數據通過專業(yè)氣象軟件傳出，并在氣象站主機上自觀顯示各項氣象要素值，不同自動氣象站點所觀測的氣象數據可以通過網絡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，風速，風向，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、數據通訊及傳感器連接電纜1套、戶外大屏幕顯示屏可根據實際需要選配。 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，露點溫度，大氣壓力，平均風速風向，瞬時風速風向，紫外照射，降水量，土壤溫度，風力等監(jiān)測等多種常規(guī)氣象要素進行采集、處理、存儲、顯示并輸出。 
　　2.4 自動氣象站技術特點 
　　不同的自動氣象站因具體配置不同，其功能略有差異，但其主要技術都具有以下特點：可進行長期的氣象數據觀測、測量精度高、通訊方式靈活，數據傳輸可靠、數據存儲器容量大，大屏幕圖形液晶顯示屏可自觀顯示氣象要素數據及圖形，氣象監(jiān)測數據可上傳，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成個統(tǒng)的整體，在使用自動氣象站進行觀測之前，觀測人員必須學習和掌握自動站工作原理，了解自動氣象站的結構、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)定運行的前提。需要特別注意采集器、變送器的插座對應電纜，清楚電源開關的位置，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，電纜長度是否達到要求。自動氣象站儀器安裝有嚴格的規(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）時應先關閉采集器電源，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閉采集器，但應注意先把信號線拔下再更換，避免出現人為的降水記錄，影響到記錄的準確性。 
　　3.3 排除儀器故障 
　　為保證自動氣象站觀測的準確度，自動氣象站觀測人員必須能對影響儀器正常運行的各類故障能及時、準確地判斷，并采取正確的應急措施，及時排除儀器故障，以保證自動氣象設備處于正常連續(xù)的運行狀態(tài)，如遇采集器不正常時，應進行“0”復位處理，并做好數據備份，如采集器故障無法進行“0”復位處理時，應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)務儀器設備安和正常運行。 如遇短時間不能排除或觀測人員沒有能力排除的儀器設備故障，工作人員必須按規(guī)定補測，并通知相關業(yè)務管理部門，請求技術支援。另外，自動氣象站應請專業(yè)的氣象設備維護人員每半年對站自動觀測系統(tǒng)設備進行檢測，對監(jiān)測發(fā)現問題應及時進行解除。 
　　3.4 維護儀器清潔 
　　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，從面影響觀測數據的準確性，因此自動站室內外各項儀器必須定期清潔。 如清除溫濕度表的外表灰塵，清潔溫濕度感應器的頭部保護濾膜，防比灰塵堵塞金屬網孔，清除蒸發(fā)傳感器金屬網上的水垢和贓物， 用濕布在30分前擦洗百葉箱， 星期更換次濕球紗布，擦拭室內外計算機、戶外顯示器、自動采集器等設備以確保自動氣象站觀測的準確度。 
　　3.5 維護自動氣象觀測站場地 
　　自動觀測站的各項感應器， 各種電纜設于觀測場的室內外，觀測場的環(huán)境變化會自接影響儀器的靈敏性，所以要注意維護自動觀測站場地的環(huán)境。外設儀器如風杯、風向桿設于室外高處，容易受飛鳥雕琢損毀，或飛鳥糞便污損，從面導致風傳感器的數據不準確，必須及時檢查外設設備是否有損毀：觀測場草坪草高對不同深度低溫的感應有影響，必須及時修整草坪；地溫場周圍泥土的板結情況、底下電纜容易受鼠蟻咬損等情況也要及時發(fā)現及時排除。 
　　四、結束語 
　　隨著科學技術的不斷進步，自動氣象站已廣泛應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、自動氣象站技術特點，并提出了運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。