長(zhǎng)沙市綜合氣象觀測(cè)儀器試驗(yàn)考核過程及建議

宋偉++潘江萍

摘要 長(zhǎng)沙綜合氣象觀測(cè)試驗(yàn)基地在2014年5月29日至2015年6月21日對(duì)云外場(chǎng)和雨滴譜儀器首次維護(hù)考核，對(duì)儀器工作原理、儀器核心結(jié)構(gòu)、文件數(shù)據(jù)格式有新的認(rèn)識(shí)和了解。在考核期間，遇到了供電、儀器、軟件、終端系統(tǒng)等故障，暴露出考核中存在的不少問題。通過對(duì)基地考核評(píng)估的探索，建議建立相應(yīng)的制度，使考核工作更加順利。

關(guān)鍵詞 氣象觀測(cè)儀器；試驗(yàn)；考核；云；雨滴譜儀；湖南長(zhǎng)沙

中圖分類號(hào) P414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）01-0208-02

Process and Suggestions of Comprehensive Meteorological Observation Instrument Test in Changsha City

SONG Wei PAN Jiang-ping

（Changsha Meteorological Bureau of Hu′nan Province，Changsha Hu′nan 410205）

Abstract The maintenance and assessment of cloud field and rain spectrum instrument was conducted at Changsha Comprehensive Meteorological Observation Test Base from May 29，2014 to June 21，2015 for the first time. There was a new understanding about the instrument work principles，instrument core structure and file data format. During the examination，failures of power supply，equipment，software，and terminal system came out，which exposed the problems in test. Through the exploration of the evaluation and assessment of the base，the corresponding system was proposed to develop，in order to make the assessment work more smoothly.

Key words meteorological observation instrument；test；assessment；cloud；raindrop spectrometer；Changsha Hunan

地面觀測(cè)的信息和數(shù)據(jù)是為天氣預(yù)報(bào)預(yù)警、氣候預(yù)測(cè)預(yù)估、氣象服務(wù)、防災(zāi)感災(zāi)、氣象科學(xué)研究提供第一手觀測(cè)資料，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和氣象觀測(cè)項(xiàng)目的擴(kuò)充，氣象觀測(cè)將基礎(chǔ)理論與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，利用光電聲學(xué)的原理和信號(hào)的變化逐步取代傳統(tǒng)的地面氣象儀器。地面氣象觀測(cè)總體上將朝遙感遙測(cè)、自動(dòng)化、高精度、高時(shí)空、高分辨率方向發(fā)展[1]。長(zhǎng)沙綜合氣象觀測(cè)實(shí)驗(yàn)基地（以下簡(jiǎn)稱基地）是中國(guó)氣象局確立的南方儀器實(shí)驗(yàn)考核評(píng)估基地，基地任務(wù)是評(píng)估高端精密觀測(cè)設(shè)備的性能狀態(tài)、考核試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息對(duì)比分析、擔(dān)負(fù)儀器日常維護(hù)、異常故障處理等。本文通過對(duì)2014年5月29日至2015年6月21日在基地進(jìn)行的云外場(chǎng)和雨滴譜考核過程以及過程中發(fā)生的問題進(jìn)行探討，以便今后更好地完成考核任務(wù)。

1 儀器試驗(yàn)考核概況

1.1 云外場(chǎng)

從2014年5月29 日至2015年1月7日安徽藍(lán)盾光電子有限公司、華云氣象科技有限公司、洛陽(yáng)凱邁電子有限公司等8家公司進(jìn)行云高、云量的考核，并與標(biāo)準(zhǔn)云儀器、人工觀測(cè)進(jìn)行對(duì)比。

1.2 雨滴譜

從2014年7月1日至2015年6月21日有無(wú)錫無(wú)線電科研所浙江大立科技有限公司、北京維天信氣象設(shè)備有限公司、陜西中天火箭技術(shù)股份有限公司等8家公司進(jìn)行降水起始時(shí)間、速率和強(qiáng)度的考核，并與標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)儀、人工觀測(cè)、自動(dòng)站數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

2 儀器試驗(yàn)考核過程

2.1 標(biāo)準(zhǔn)云儀器數(shù)據(jù)整理與自動(dòng)數(shù)據(jù)、人工觀測(cè)

標(biāo)準(zhǔn)云儀器主要是對(duì)高、中、低3層云的高度，每1 h查看45～54分10 min的數(shù)據(jù)，填寫此10 min出現(xiàn)的云高最多的高度，以百米位數(shù)據(jù)對(duì)比、千位照實(shí)、十位與個(gè)位用“0”補(bǔ)充。如果各占平均，則填寫“復(fù)雜”，不需填寫具體高度；云量則從自動(dòng)圖片中讀取，云量可記為“10-”或“10”時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)云量中直接記錄占天空的100%；如果從自動(dòng)圖片中顯示無(wú)云，則直接在標(biāo)準(zhǔn)云量中記錄占天空的0%；其他云量，通過自動(dòng)圖片與人工勾畫云量并結(jié)合公式計(jì)算占天空的百分比。在同一時(shí)間進(jìn)行人工觀測(cè)云高、云量和云狀與考核廠家數(shù)據(jù)比較，并填入云觀測(cè)記錄表，同時(shí)填入自動(dòng)站相對(duì)濕度、天氣現(xiàn)象、能見度[2-3]。

2.2 雨滴譜考核儀器與自動(dòng)站數(shù)據(jù)人工觀測(cè)整理

雨滴譜標(biāo)準(zhǔn)器主要是對(duì)降水現(xiàn)象自動(dòng)觀測(cè)，每1 min產(chǎn)生1個(gè)圖片并記錄降水起始時(shí)間，以0：00為日界。每日20：00查看圖片統(tǒng)計(jì)降水起始時(shí)段、過程累計(jì)時(shí)間、分鐘降水量累計(jì)值、計(jì)算雨強(qiáng)并與人工觀測(cè)數(shù)據(jù)比較，填入降水加密觀測(cè)記錄表[4-5]。

3 儀器故障及處理

（1）查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)軟件出現(xiàn)故障。云高儀軟件無(wú)故卡死，重啟電腦，恢復(fù)正常，并重新下載數(shù)據(jù)。

（2）激光測(cè)云儀軟件停止工作。因兩廠家采集軟件共用一臺(tái)電腦，廠家遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)時(shí)關(guān)閉另一廠家采集軟件，觀測(cè)人員疏忽儀器的巡視，造成記錄缺測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題重啟軟件，即時(shí)數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，重新下載歷史數(shù)據(jù)不成功。

（3）云高云量?jī)x無(wú)云圖。巡檢儀器，終端系統(tǒng)和采集軟件正常，發(fā)現(xiàn)集成電路板顯示燈不亮，重啟空氣開關(guān)，更換保險(xiǎn)，故障沒有排除，后更換電路集成板，云圖恢復(fù)正常。電路板故障時(shí)段數(shù)據(jù)缺測(cè)，故障產(chǎn)生原因?yàn)槔讚羲隆?/p>

（4）云高云量?jī)x數(shù)據(jù)存盤異常。檢查時(shí)終端系統(tǒng)、采集軟件、儀器運(yùn)行正常。重啟電腦和儀器數(shù)據(jù)也無(wú)法存盤，重建文件夾，將數(shù)據(jù)剪切另存，重啟電腦數(shù)據(jù)存盤恢復(fù)正常。故障原因是數(shù)據(jù)存盤已滿。

（5）軟件經(jīng)常無(wú)故卡死，數(shù)據(jù)無(wú)法下載。采集軟件升級(jí)維護(hù)，卡死故障排除。

（6）顯示器無(wú)數(shù)據(jù)。采集軟件無(wú)數(shù)據(jù)，所有系統(tǒng)正常，原因不明，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)線布局不規(guī)范，數(shù)據(jù)線易松動(dòng)。重新布局?jǐn)?shù)據(jù)線，固定串口，故障排除，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

（7）所有廠家無(wú)數(shù)據(jù)。采集軟件，終端系統(tǒng)正常，巡檢場(chǎng)外儀器發(fā)現(xiàn)無(wú)發(fā)射近紅外光脈沖信號(hào)。判斷電路故障，檢查電源，發(fā)現(xiàn)場(chǎng)外電源箱無(wú)電源進(jìn)入。修復(fù)進(jìn)電電源，儀器故障排除，數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

（8）部分?jǐn)?shù)據(jù)缺測(cè)。查詢數(shù)據(jù)缺測(cè)時(shí)間，分析原因?yàn)檎纳?jí)影響。

4 建議

在考核期間，遇到了供電、儀器雷擊、終端系統(tǒng)等故障以及人工對(duì)比觀測(cè)中等不少問題，在考核評(píng)估過程總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)。為此，從基地考核的管理工作的幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)，為以后更好地開展試驗(yàn)工作奠定基礎(chǔ)。規(guī)章制度是應(yīng)該遵守的，用來(lái)規(guī)范行為的規(guī)則、條文，它能夠保證良好的秩序，是各項(xiàng)事業(yè)成功的重要前提。建立科學(xué)的制度，能降低“風(fēng)險(xiǎn)”、堅(jiān)持“勤政”、促進(jìn)“發(fā)展”。

4.1 學(xué)習(xí)培訓(xùn)

由于考核的廠家多，屬于前端高精密儀器，數(shù)據(jù)存盤位置不同，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)要求嚴(yán)格，產(chǎn)生的各類問題較多，觀測(cè)員應(yīng)在考核開始之前接受系統(tǒng)的培訓(xùn)。培訓(xùn)的主要著重點(diǎn)在于提高思想認(rèn)識(shí)，制定培訓(xùn)手冊(cè)；明確考核任務(wù)，細(xì)化各項(xiàng)考核制度；統(tǒng)一填寫方法，學(xué)習(xí)各類表格故障的填寫；數(shù)據(jù)和各類表格定時(shí)歸檔整理；各廠家制定儀器說明書必須認(rèn)真學(xué)習(xí)，掌握儀器基本原理。通過培訓(xùn)考核人員應(yīng)學(xué)會(huì)儀器日常維護(hù)、簡(jiǎn)單的儀器故障排除以及資料的運(yùn)用。

4.2 考核業(yè)務(wù)流程

業(yè)務(wù)流程主要規(guī)范日常業(yè)務(wù)工作的運(yùn)行，保障儀器數(shù)據(jù)工作正常的前提。主要規(guī)定每日必須有固定巡檢的時(shí)間、填寫值班日志，做到當(dāng)面交接班。巡檢內(nèi)容：①終端系統(tǒng)巡檢視：檢查各考核廠家終端與電腦、設(shè)備供電的通訊狀態(tài)、文件數(shù)據(jù)記錄的完整性、終端運(yùn)行時(shí)鐘的準(zhǔn)確性。出現(xiàn)問題及時(shí)記入《故障維修表》。②儀器巡檢：認(rèn)真檢查觀測(cè)儀器的供電狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)，出現(xiàn)問題及時(shí)維護(hù)，記錄并按規(guī)定通知相關(guān)部門；降水發(fā)生、強(qiáng)風(fēng)沙塵、凍結(jié)和停電來(lái)電時(shí)要重點(diǎn)檢查和處理事項(xiàng)。③供電設(shè)備巡檢：檢查UPS電源；每月定時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急供電設(shè)備1次；停電后及時(shí)巡檢終端系統(tǒng)、儀器巡視及UPS供電設(shè)備。來(lái)電后及時(shí)巡檢終端系統(tǒng)和儀器巡視查看文件數(shù)據(jù)是否完整，出現(xiàn)問題及時(shí)記入《故障維修表》。④其他注意事項(xiàng)：注意巡檢因降水引起的臟污、遮蔽，確認(rèn)儀器是否清潔，及時(shí)清理并記錄；強(qiáng)風(fēng)是否導(dǎo)致儀器松動(dòng)、變形和觀測(cè)窗損壞；冰凍發(fā)生是否導(dǎo)致儀器觀測(cè)窗遮蔽、觀測(cè)儀器轉(zhuǎn)動(dòng)部分卡滯?？珊?jiǎn)單維護(hù)的須及時(shí)處理，否則及時(shí)報(bào)告并記錄。

4.3 故障報(bào)告制度

因天氣、供電等其他原因造成儀器或終端出現(xiàn)故障，觀測(cè)人員無(wú)法修復(fù)應(yīng)及時(shí)報(bào)告和故障登記，應(yīng)建立通訊聯(lián)系錄，方便快捷聯(lián)絡(luò)；巡檢時(shí)儀器或終端出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)維護(hù)并填寫故障維修表，應(yīng)清楚地寫明故障發(fā)現(xiàn)時(shí)間和故障出現(xiàn)時(shí)間，故障排除時(shí)間、故障儀器廠家、故障原因、故障類別、故障現(xiàn)象描敘、故障記錄截圖、是否通知廠家（通知時(shí)間、結(jié)果及聯(lián)系人姓名）、故障時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)缺測(cè)及合計(jì)缺測(cè)具體分鐘數(shù)、修復(fù)結(jié)果以及故障處理人姓名。

4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)文件和儀器故障維修表歸檔制度

每月試驗(yàn)數(shù)據(jù)歸檔、標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)歸檔、人工觀測(cè)數(shù)據(jù)整理歸檔，故障維修表格整理。

4.5 儀器、數(shù)據(jù)故障分析評(píng)估考核制度

每月對(duì)終端系統(tǒng)評(píng)估分析；每月對(duì)天氣、供電以及不明原因等導(dǎo)致的儀器故障評(píng)估分析；每月對(duì)試驗(yàn)資料數(shù)據(jù)和人工觀測(cè)數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)器數(shù)據(jù)分析應(yīng)用和對(duì)比。主要比對(duì)項(xiàng)目：人工觀測(cè)云數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)器與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比；天氣現(xiàn)象開始結(jié)束時(shí)間與人工、標(biāo)準(zhǔn)器、自動(dòng)站對(duì)比分析；過程降水量與自動(dòng)站對(duì)比分析；過程時(shí)間與自動(dòng)站對(duì)比分析；過程降水量與自動(dòng)站對(duì)比分析；本月停電分鐘數(shù)；本月正常觀測(cè)次數(shù)率，統(tǒng)計(jì)出數(shù)據(jù)的缺測(cè)率、準(zhǔn)確率和數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取率。根據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)考核評(píng)估廠家儀器的性能指標(biāo)。

4.6 場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)室制度

儀器實(shí)驗(yàn)觀測(cè)場(chǎng)是考核儀器資料數(shù)據(jù)的主要場(chǎng)所，必須符合《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》儀器的安裝要求。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安放電腦，應(yīng)具備有效的防雷保護(hù)措施；安裝空調(diào)保持恒溫，各項(xiàng)考核制度和職責(zé)懸掛在墻上；并配有專門的資料柜和維護(hù)工具箱。安裝供電專線應(yīng)嚴(yán)格按照供電的規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理布局，有利于用電操作，配置UPS電源和應(yīng)急發(fā)電設(shè)備，空調(diào)照明線與微機(jī)設(shè)備線分開，保證場(chǎng)內(nèi)各廠家儀器電源有獨(dú)立的空氣開關(guān)。

4.7 儀器安裝和撤離制度

必須接到業(yè)務(wù)主管部門的安裝和撤離設(shè)備的函，才能進(jìn)行后續(xù)工作。由專業(yè)人員、廠家和基地工作人員共同安裝和結(jié)束撤離。確定安裝位置，使各儀器間互不影響，嚴(yán)格按照儀器的方位要求安裝，例如雨滴譜接收光鏡面需向北，空氣開關(guān)電源線數(shù)據(jù)線貼上標(biāo)簽，注明廠家，最后調(diào)試儀器查看數(shù)據(jù)。撤移時(shí)避免影響其他儀器電源和數(shù)據(jù)，保證電源安全。建立儀器安裝和撤離檔案，包括廠家儀器名稱、儀器維護(hù)工具、安裝和撤離時(shí)間、人員、儀器位置照片、通訊聯(lián)系方式等，最后簽字交接，同時(shí)與大氣探測(cè)中心聯(lián)系。

4.8 數(shù)據(jù)保密制度

保證廠家之間實(shí)驗(yàn)儀器考核的公平、公正、透明和數(shù)據(jù)的保密?？己藘x器電腦禁止聯(lián)網(wǎng)，禁止設(shè)置遠(yuǎn)程程序，防止試驗(yàn)數(shù)據(jù)廠家私自更改和外泄。廠家進(jìn)入考核基地，需經(jīng)大氣探測(cè)中心和考核人員的許可，禁止操作與本廠家無(wú)關(guān)的電腦和儀器。建立進(jìn)出登記制度（登記進(jìn)出時(shí)間、廠家、工作人員姓名、工作內(nèi)容）。儀器實(shí)驗(yàn)室安裝攝像頭，24 h監(jiān)控儀器電腦。

4.9 規(guī)范考核數(shù)據(jù)記錄方法制度

因時(shí)間和統(tǒng)計(jì)方法不一，造成考核時(shí)評(píng)估數(shù)據(jù)有差異，以標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)間為準(zhǔn)，統(tǒng)一采集軟件和采集器時(shí)間；所有數(shù)據(jù)存放路徑統(tǒng)一；觀測(cè)項(xiàng)目嚴(yán)格按照規(guī)定的要求，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)記錄；做到旬清月結(jié)，及時(shí)整理歸檔。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合氣象觀測(cè)試驗(yàn)儀器考核在全國(guó)均屬于開拓性事業(yè)，通過對(duì)基地實(shí)驗(yàn)儀器考核過程的探索與鉆研以及規(guī)范化儀器考核制度，能夠使考核更加順利，能迅速提高基地觀測(cè)人員業(yè)務(wù)水平，更進(jìn)一步對(duì)后續(xù)大氣探測(cè)中心的儀器考核評(píng)估有著重要的借鑒意義。把關(guān)儀器實(shí)驗(yàn)考核評(píng)估對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化的綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)、氣象綜合觀測(cè)能力、氣象現(xiàn)代化國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、氣象行業(yè)大數(shù)據(jù)的建立有著非常重要的意義。

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