区域气象观测站现场核查问题简析

来源:用户上传      作者:张崇辉　纪秀艳

　　摘要 区域自动气象站是为了满足当地气象预报服务需求和经济社会发展需要而补充建设的气象观测站。为保证其数据准确，需要定期对仪器设备进行现场核查。简要分析了现场核查中发现的问题，认为核查工作受核查设备、环境条件、核查人员等外部条件因素影响较大，核查结果的可信度需要商榷，但其对保障区域自动气象站工作性能、保证区域站的数据准确性仍具有重要意义。
　　关键词 区域气象观测站;现场核查
　　中图分类号：P414.9 文献标志码：B 文章编号：2095C3305（2021）11C0052C02
　　区域气象观测站是根据中小尺度灾害性天气预警、大中城市、特殊地区和专属经济区的气象预报服务需求，以及当地经济社会发展需要，在国家级地面气象观测站布局的基础上补充建设的地面气象观测站[1]。
　　与国家级地面气象观测站相比，区域自动气象站站点多、分布范围广、建设地点环境复杂多样，对观测仪器性能也提出了更高的要求。因此，为保证其观测数据准确，必须定期对区域自动气象站进行现场核查[2]。
　　1 现场核查方法简介
　　区域自动气象站现场核查主要针对气压、温度、相对湿度、风向、风速、雨量等6个观测要素，分别依据相应观测要素的计量检定规程对传感器的计量性能进行核查。若现场天气、气候条件恶劣，不能开展核查的，可以对传感器进行室内检定或校准后现场更换。
　　核查过程中，气压、温度、相对湿度传感器的核查方法为将标准器和传感器感应部位放置于同一环境中，读取标准值和被核查示值，计算示值误差，判断核查结果是否符合计量性能要求。
　　风速传感器利用风速校验仪核查启动风速和30 m/s点的示值误差，判断核查结果是否符合计量性能要求。
　　风向传感器利用风向校验仪分别核查0°、121°、239°共3点风向示值误差，取3个点的示值误差绝对值最大的示值误差作为风向的核查结果，判断是否符合计量性能要求。
　　雨量传感器利用校准仪模拟不同雨强（1 mm/min、4 mm/min）情况下，利用传感器示值与标准容器的差值，判断核查结果是否符合计量性能要求[1]。
　　在判断传感器计量性能的同时，还需检查传感器的外观是否完整，同时还应对区域自动气象站周边探测环境进行评估。
　　已经业务运行的区域自动气象站应每年至少安排一次现场核查，核查时间一般为当地汛期开始之前，可结合设备安装、巡检、维护、维修工作进行。
　　2 现场核查问题简析
　　2.1 核查标准器难以保持其检定或校准状态的可信度
　　区域自动气象站现场核查，均为露天野外操作，震动、雨水、泥土、高温、日晒等恶劣的野外环境必定会对标准器的仪器性能造成影响，致使其计量性能下降，因此必须保持标准器在规定的时间间隔期内检定和校准状态的可信度，否则难以根据核查结果判断传感器计量性能是否符合要求。
　　现场核查执行单位应定期对标准器进行检定和校准，并制定标准器期间核查方案，尤其在现场核查前和现场核查全部完毕后，应进行期间核查对比核查标准数据变化情况，确保标准器示值是否在规定的最大允许误差之内。如果超出允许范围，应停止进行现场核查，将标准器重新送检，并对此期间核查过的区域自动气象站重新进行现场核查。
　　在核查读数时，也应认真观察标准器示值变化情况，如有异常应结合传感器示值仔细分析判断，如为标准器问题应立即停止该要素现场核查。
　　2.2 核查现场难以保持稳定的环境工作状态
　　在区域站现场核查实施过程中，要求标准器和传感器等高放置在同一环境场中，稳定不同时间（气压：2 min，温度、相对湿度：20 min）后开始读数，其中温度和相对湿度还要选择在变化较为平稳的时段读数。
　　在实际核查过程中很难遇到平稳的环境变化条件，阳光照射、阵风吹拂、云朵遮日等均可造成气压、温度、相对湿度的变化。由于灵敏度不同，标准器的变化更为剧烈，极易造成与传感器示值差值过大，不得不再次等待读数时机。核查现场的环境也难以达到标准器的工作条件标准[2] 。
　　在进行现场核查时，现场核查人员一定要有足够的耐心，尽量避开环境条件变化剧烈的时段，在合适的时机迅速读数。如果有可能，气压、温度、相对湿度传感器可采用实验室检定的方式进行核查，定期更换检定后的传感器即可。
　　相对而言，风向、风速的核查受环境条件影响较小，结果与实验室测试数据基本一致。雨量核查受风的影响较大，核查时注意避风即可。
　　2.3 核查工作介入区域站工作环境，无法避免对观测数据的影响
　　区域站核查在现场通过串口连接自动站采集器来读取传感器实时采集数据。在这个过程中，温度、相对湿度需要开关百叶箱，风向、风速需要拆卸传感器，雨量需要注水，这些操作均会对区域站的观测数据造成影响，使数据变化不平稳、造成数据缺测，产生伪数据。这些伪数据严禁保留在数据采集器或上传到数据库。
　　在核查开始前，必须先断开区域站的通信供电系统，待核查结束，将数据采集器中的这部分伪数据删除后（相关时段观测数据按缺测处理），再连接通信系统。现场核查工作应尽量避开整点时次和容易产生极值的时段，核查操作要迅速，核查结束后还要对个仪器设备的运行情况进行全面检查，最大可能地避免因核查操作对区域自动气象站的观测数据连续性造成影响。
　　2.4 核查人员难以严格贯彻核查工作标准
　　由于区域自动气象站站点众多、分布范围广，核查时间往往长达月半之久。区域自动气象站的现场核查人员一般为地市级保障中心工作人员兼职轮替进行，如因工作紧张可能还要抽调其他部门或县级气象部门工作人员经简单培训后才能进行。
　　受条件限制，核查人员同时要进行汽车驾驶、现场核查、区域自动气象站维护维修等多项工作，受路途、时间、天气、身体疲劳等原因影响，很难一直严格按照操作要求开展现龊瞬楣ぷ鳎现场核查读数匆忙，核查结果的可信度难以保障。

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