刘志鹏等

摘要 通过阐述自动气象站翻斗式雨量传感器工作原理及降水异常的表现形式，分析其故障原因，提出出现降水异常现象后的处理方法，以期引起保障人员的重视，加强对自动站观测仪器的巡视，避免气象灾害预警信息迟发或误发，从而提高气象为农服务质量。

关键词 自动气象观测站；雨量传感器；降水异常；故障分析；处理

中图分类号 P415.1+2 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2015）01-0259-02

Abstract Through describing the working principle of tipping bucket rainfall sensor and the phenomena of abnormal precipitation，the causes of fault were analyzed.Treatment methods of abnormal precipitation were proposed，so as to be noticed by support staff，and strengthening perambulatory observation instrument of automatic station，avoiding the false or late warning information of meteorological disaster，and improving the quality of meteorological service for the agriculture.

Key words automatic meteorological observation station；rain sensor；abnormal precipitation；fault analysis；treatment

随着气象现代化建设快速发展，自动气象观测站已取代人工观测，被广泛应用于气象观测业务领域。但由于观测仪器本身存在的误差，自动气象站雨量观测记录偶尔会出现偏多或偏少的现象。只要偏差在±4%的范围内，一般均可视为正常[1]。但是如果测量值与实际值偏差太大且出现强降水天气过程时，自动站测量雨量值为0；或是在没有降水过程及降水结束较长时间后，自动站采集数据中仍出现较大的雨量记录，则属于降水测量值异常。上述情况不但会对预报员产生误导，同时可能导致迟发或误发灾害预警信息。因此，技术保障人员应高度重视，做到及时发现、及时处理，将影响降到最低。

1 自动气象站雨量传感器工作原理

目前，自动气象站所用雨量传感器均为翻斗式。翻斗雨量传感器主要由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧管和调节螺钉等组成。降雨出现时，雨水首先在承水器内汇集，流入上翻斗，然后进入计量翻斗进行计量，每产生0.1 mm降水量计量翻斗翻转1次，并将计量后的0.1 mm降水倒入计数翻斗。在计数翻斗的中间装有1块小磁钢，磁钢上部装有干簧，计数翻斗每翻转1次，磁钢对干簧管扫描1次，干簧管开关接点闭合1次，送出1个导通信号，通过二芯电缆传输给数据采集器，从而实现对降雨量的自动监测[2]。

2 降水测量值异常的表现形式及故障分析

2.1 降水天气未监测到雨量或雨量偏少

当发生大面积强降水天气时，对自动站气象站雨量数据进行比对，若自动站气象站采集数据无雨量或比邻近站降雨明显偏少时，则该站雨量传感器系统出现故障。

2.1.1 承水器堵塞。自动气象站雨量传感器所用承水器堵塞会造成所收集降水无法通过计量翻斗，从而导致无降水记录。造成承水器堵塞主要原因是因为承水器本身漏斗孔较细，加上气候干燥，风沙尘土大，承水器漏斗孔很容易被泥土堵塞，此外还会受植被影响，如杨絮、柳絮等，所以承水器需经常人工清理。清理杂物时应用水冲洗，切忌用细铁丝等坚硬工具疏通，以免损伤漏斗孔内壁而影响正常数据采集。

2.1.2 干簧管损坏。干簧管出现故障时，其开关接点将无法闭合，从而造成雨量传感信号传送失败，导致降水记录为0。当自动气象站在降水天气时无雨量数据，而现场查看翻斗和承水器并未堵塞，则应用万用表测试干簧管是否损坏。具体方法是拧下雨量器其中一个接线柱线头，用万用表测试2个接线柱，经翻斗翻动后，若万用表数据指示无数据，则确定干黄管已经损坏，重新更换干黄管后雨量传感器可恢复正常。

2.1.3 数据线断路。数据连接线是数据信号的传输通道，数据线路中断同样会造成降水记录为0。如果降水天气时无降水记录，同时现场检查承水器漏斗无堵塞，干黄管也正常，则检查雨量传感器与采集器间的数据连接线是否连通，如果线路中断，应重新连接断点或更换数据连接线，确保雨量传感器正常工作。

2.2 晴好天气出现较大雨量记录

当天气晴好、无降水过程或降水结束较长时间后，自动站气象站所采集数据中仍出现较大的雨量记录，则该站雨量传感器系统出现故障。

2.2.1 传感器故障。2014年5月14日辽宁朝阳地区一自动气象站出现连续雨量记录，1 h内累计雨量达84.5 mm，而周围其他站点并无降水记录，技术人员及时赶赴现场，对雨量传感器进行检查。现场并无强对流天气，地面干燥，没有降水的迹象；检测采集器正常，传输电缆也无明显破损。打开雨量筒，发现计数翻斗卡在中间位置与干簧管处于平行状态。测量干簧管两端，显示为导通，说明雨量感应器与采集主机已经形成闭合环路[3]。虽然此时不会产生雨量记录，但极微小的颤动，如汽车使过或行人走动都可能使干簧管产生瞬间断开、闭合的动作，从而产生雨量记录。更换雨量传感器后，采集数据恢复正常。

2.2.2 传输导线故障。2014年6月28日辽宁省朝阳地区一自动气象站1 h累计雨量121.8 mm。虽然当时该地区有降水天气，但与实际值偏差过大，技术人员赴现场进行调查。经检查采集器和雨量传感器均正常，而传输导线处于时通时断的状态。进一步检查发现，埋于地下的传输导线表面湿漉并有明显的破损，电缆处于开闭路的临界状态，加上表面潮湿，使传输导线有时开路有时闭合，导致采集器不断地产生雨量记录[4]。更换电缆线后，自动气象站恢复正常。

2.2.3 人为因素。经调查统计，晴好天气出现较大雨量现象的人为因素主要是儿童玩耍时往雨量筒内倒水所致。另外，技术维护人员在对雨量筒进行清洗时，应断开雨量传感器的传输导线或进入测试状态，否则也可能出现雨量暴增的记录情况。

3 降水测量值异常的处理流程

当发生降水测量值异常现象后，应及时关闭自动站的降水记录功能，并对雨量记录展开调查，将调查结果上报上级主管部门及预报预警中心，对所产生的错误信息进行及时、有效处理。如果是仪器设备故障，要及时更换或维修；如果是人为因素造成的误测，应对当事人进行批评教育。

4 结语

降雨量是自动气象站的主要观测要素之一。作为技术保障人员，要经常对观测数据进行核对，一经发现异常情况应及时进行检查。同时，加强观测场地的管理和宣传教育工作，杜绝人为因素造成误测，从而避免错误数据导致气象灾害预警信息的迟发或误发，有效提高气象服务质量。

5 参考文献

[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：中国气象出版社，2003.

[2] 晏敏，徐明芳.CAWS600B型自动站维护和常见故障判断[J].广西气象，2005（1）：53-56.

[3] 姜冬梅，薛亮美.区域气象观测站常见故障分析及解决办法[J].山东气象，2010（1）：69-71.

[4] 孔祥良，张红艳，王健全.区域气象观测站常见故障分析与日常维护[J].现代农业科技，2010（20）：40-41.