自动站降水值误差偏大的成因分析和处理方法

自动站降水值误差偏大的成因分析和处理方法[摘要]本文针对双翻斗雨量传感器为例分析了降水测量值的误差成因分析和处理方法。

自动气象站降水测量值的误差成因分析和处理方法是本人长期从事气象仪器计量检定工作的一些体会。

如何保证自动气象站各要素测量值的客观性、准确性，使自动气象站在气象观测业务中发挥应有的作用。

[关键词]雨量传感器误差分析处理方法1问题的提出自动气象站作为专门用于气象数据的自动采集、计算处理和存储的综合观测仪器，能连续自动测量风向、风速、温度、湿度、气压、降水、地表温度、浅层温度和深层温度等气象要素。

自动气象站以遥测化的现代技术取代了原始的人工观测方式。

它客观、准确、实时地记录天气要素的变化，目前，在我国气象业务中广泛使用。

随着自动气象站观测数据与人工气象站观测数据进入平行观测期，从自动气象站和人工气象站的降水值的对比评估分析中反映出部分台站的降水误差值偏大的情况。

存在这种现象的原因可以从以下几方面来考虑和解决。

2误差的成因分析和处理方法2.1由雨量传感器基点定位因素引入的测量误差：要分析自动气象站雨量误差偏大的原因，首先要从自动气象站雨量测量原理和雨量传感器结构上着手分析。

（1）雨量传感器结构和测量原理雨量传感器的结构由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗等组成。

其工作过程是雨水由承水口汇集，进入上翻斗，上翻斗的作用是使降水强度近似大降水强度，然后进入计量翻斗计量，计量翻斗转动一次为0.1mm降水量，随之雨水由计量翻斗倒入计数翻斗。

在计数翻斗的中部装有一块小磁钢，磁钢的上面装有干簧开关，计数翻斗翻转时，与它相关的磁钢对干簧管扫描一次，干簧管因磁化而瞬间闭合一次。

这样，降水量每次达到0.1mm 时，就送出一个脉冲信号，采集器存储0.1mm的降水量。

自动气象站雨量的测量原理是由雨量传感器感应雨量的大小转化为干簧管输出的开关信号，经采集器处理后进入计算机，计算机软件按地面观测规范中雨量计算方法计算降水量大小，并按规定格式显示。

区域自动站故障及数据异常的成因分析和处理方法[摘要]区域气象观测站是国家气象观测站网的重要补充，在灾害天气监测和气象服务工作中发挥了重要作用，但由于仪器本身和人为原因造成仪器故障或数据异常情况时有发生，对数据传输和数据质量造成影响。

通过平时对区域气象站的维护维修总结了部分故障和数据异常的原因及解决方法，对平时的维护起到一定作用。

[关键字]区域自动站故障处理1区域自动站故障现象及处理在平时对区域自动站的维护中发现区域自动站的故障大部分发生在通信模块上，主要表现在：关机、无法接通等。

1.1关机的处理区域自动站通信模块关机一般是由于供电电池电量太低造成的。

如果是由于供电电池的问题要及时更换电池；如果是由于太阳能电池板周围有遮挡物，太阳板给电池充电时间过短，使电池储能不足，造成通信模块关机的应及时清除太阳板周围的遮挡物或着抬升太阳能板到无遮挡的位置，可解决电池充电不足问题。

另外通信模块关机是由于通信模块本身问题造成的，要及时更换通信模块，避免长时间无数据上传。

1.2无法接通的处理通信模块无法接通一般是由于天线接触不良、通信信号太弱以及通信模块本身质量问题造成的。

如果是由于天线接触不良造成的，拧紧天线螺丝即可恢复正常通信；如果是由于通信信号造成的，需要通知移动公司增强此地的移动GPRS 信号；如果是通信模块问题就要更换通信模块。

1.3其它故障的处理在平时的维护中发现，有时区域自动站无数据，而拨打该区域站的电话卡一直振铃，不出现振铃后说”该机正在通话，请稍后再拨”，说明该站只能接受而不能发送，该站手机卡已欠费欠费，应及时缴费，恢复该站正常通信。

2区域自动站数据不正常成因及处理方法在平时对区域自动站数据的应用中，通过对不同站点和同一站点不同时间的数据比较分析，有段时间数据偏差很大，特别是降雨量，现就雨量造成这种情况有以下几个方面。

2.1由于维护不到位造成的误差误差成因分析：在目前的区域自动气象站中，雨量传感器采用翻斗式传感器，翻斗中的机械构成部分会产生误差。

自动气象站投入地面气象观测业务后,自动观测记录的准确性和可靠性判断成为地面测报人员重要工作之一。

根据相关业务技术规定,气象台站必须对自动气象站采集的数据实时监控,并对发现的异常数据进行正确处理,即人工观测数据与自动气象站数据相比:风速差值≥1.0m/s 、地面温度日极值差值≥2.0℃、气温差值≥1.0℃、气压差值≥0.8hPa 、浅层地温差值≥1.5℃、过程降水量相对误差≥4%、深层地温差值≥0.5℃时,要连续跟踪观测对比。

目前,自动气象站中使用的雨量传感器会出现降水记录与人工观测降水记录存在误差的情况。

该文阐述了自动气象站雨量传感器计数原理,从仪器本身原因、观测时间不同步、观测数据采集方式不同、维护不当和人为因素等方面分析自动气象站与人工观测过程降水量的差异原因,并提出了处理方法。

1构造与原理雨量传感器的组成如图1所示。

工作原理:降水通过承水器收集,经漏斗进入上翻斗,随着雨水的累积,自身重力导致上翻斗翻转,进入汇集漏斗,然后通过节流管注入计量翻斗时,将不同强度的自然降水调节为比较均匀的降水强度,以减少由于降水强度不同所造成的测量误差。

当计量翻斗承受的降水量为0.1mm 时,使计数翻斗翻转1次,相应的磁钢扫描1次,干簧管瞬间闭合1次,降水量每达到0.1mm 时,就送出去1个开关信号,通过二芯电缆传输到采集器进行记录,计数[1]。

2仪器本身造成的误差2.1仪器的安装造成的误差根据雨量传感器的安装要求,安装完成后,底座与承水口均需水平,承水口为正圆型,距地高度70cm 。

底座若没有保持水平,则计量翻斗会产生误差,若承水口不水平,会造成雨量器承水口水平面面积减少,汇集到的雨量减少,造成降水量系统性的偏差;同时还会造成承水口存在高度落差,当刮风时,汇集的雨量也会产生偏差[2]。

2.2基点定位不准确造成的误差根据雨量传感器原理可知,在计量翻斗处于临界翻转状态时,其所能容纳的降水量应该等于雨量传感器盛水口截面积×0.1mm 高度的降水总量。

新型自动气象站降水观测数据异常问题分析处理发表时间：2018-06-06T15:44:17.757Z 来源：《科技新时代》2018年3期作者：梁红霞[导读] 摘要：本文主要结合甘肃省武威市气象局DZZ6新型自动气象站运行实际，首先简要介绍DZZ6新型自动气象站系统结构，接着重点对新型自动气象站降水观测数据异常问题进行分析，并提出了相应的处理方式，最后给出了几点提升新型自动气象站观测数据质量的建议，仅供相关部门参考借鉴。

摘要：本文主要结合甘肃省武威市气象局DZZ6新型自动气象站运行实际，首先简要介绍DZZ6新型自动气象站系统结构，接着重点对新型自动气象站降水观测数据异常问题进行分析，并提出了相应的处理方式，最后给出了几点提升新型自动气象站观测数据质量的建议，仅供相关部门参考借鉴。

关键词：新型自动气象站；降水观测；数据异常；分析处理引言武威市位于甘肃省中部，河西走廊的东端，是丝绸之路自东而西进入河西走廊和新疆的东大门。

武威属典型的大陆性气候，年平均温度为8.5℃，极端最低气温32.0℃，极端最高气温40.8℃，年蒸发量1943.2mm，年降水量为171.0mm、主要集中在5-9月，平均日照实数2861.4小时、占可照实数的65%,无霜期157天，主要气象灾害有：干旱、霜冻、大风、寒潮等。

武威市气象局自使用DZZ6新型自动气象站以来，气象观测逐渐向自动化方向转变，在硬件结构、软件以及数据处理、存储以及传输等方面均得到了很大的提升，同时在气象预警预报工作中，对其准确性和及时性有重要作用，为天气预报以及各项气象服务提供了科学有效的气象要素数据资料。

但在实际的工作中，受各类因素的影响，也时常会造成观测数据异常，不利于天气预报、气象服务、气象科研等工作的顺利开展。

因此，本文重点分析了新型自动气象站降水观测数据异常问题及处理方式，以期进一步推动武威市气象观测业务的快速发展。

1.DZZ6新型自动气象站结构概况DZZ6新型自动气象站主要依据国际标准，借助于现代嵌入式技术以及总线技术构建而成。

自动气象站降水和气压数据异常记录的处理摘要自动气象站在运行过程中，降水和气压两要素因传感器、采集器、计算机以及业务软件等任一环节的故障或人工维护仪器不当都有可能造成记录异常，本文将几年来我站实际遇到的一些处理方法作简单介绍。

关键词自动气象站；异常记录；处理0引言随着气象现代化发展战略的推进，自动气象站已普遍使用开来，并逐步取代人工气象观测采集第一手气象数据资料，自动气象站的使用，能节省人力，减轻观测人员的劳动强度，较之人工观测误差要小，而且它能系统地、连续地对大气状况进行观察和测定，为气象防灾减灾，气候预测、预警，分析、研究提供重要依据，准确获取每个数据资料就显得尤为重要，但自动气象站在运行过程中，降水和气压等要素有时会产生记录异常，本文通过几年来我局自动站运行期间遇到的降水和本站气压异常记录的处理方法作一些介绍。

1 降水异常记录的处理自动气象站测量的降水与实际降水有时存在偏差或差别较大，为了减少这种偏差使记录更趋符合实际降水量，在日常的操作处理过程中，要注意将自记降水记录与实测降水值作分析比较判断，不仅要做量上的比较，自动站和人工观测的时间记录也要同步比较，这样利于发现问题结合规范和“一号技术解答”主要对以下几点异常进行处理：第一，因仪器故障方面造成的记录异常，其异常时段内可使用人工站自记仪值代替。

江川站就曾经遇到过这种情况。

2007年6月4日11时01分江川站的自动站采集器遭雷击出现故障，于11时29分处理恢复正常，由于该时段内出现降水现象，时段内的降水分钟数据按缺测处理，自动站12时降水量用人工自记记录值（10.1mm）代替。

处理的时段资料在备注栏记录备注；第二，遇到实际降水时间已经终止，但仍有分钟和小时降水记录，经过分析能辨别为仪器滞后的（而且其量为0.1mm至0.3mm之间，并且时段在2小时以内），处理此降水量时可以把它合并后且加到降水终止的那分钟和小时时段内；如果已超过2小时或能判断属野值数据的则直接将该量删除。

自动站降水值误差的成因及处理方法摘要分析自动站降水值出现误差的原因，包括雨量传感器基点定位因素、关键元件损坏、机械原因、维护保养不及时等，并提出相应处理方法，以期提高自动站降水值的精确度。

关键词自动站；降水值；误差；成因；处理方法1 雨量传感器结构和测量原理雨量传感器的结构由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗等组成，计数翻斗的中部装有一块小磁钢，磁钢的上面装有干簧开关。

自动气象站雨量的测量原理是由雨量传感器感应雨量的大小转化为干簧管输出的开关信号，按照地面观测规范中雨量计算方法，计算机软件接收采集器处理的信息后计算降水量大小，并按规定格式显示[1-3]。

自动气象站测定降水值的工作过程：在承水器汇集的雨水进入上翻斗，进入计量翻斗后计量降雨量，0.1 mm降水量在雨量传感器上表现为计量翻斗转动1次，随之雨水被倒入计数翻斗；计数翻斗翻转时，其磁钢对干簧管扫描1次，干簧管因磁化而瞬间闭合1次。

按此方式，降水量每次达到0.1 mm时，采集器就会接收一个脉冲信号并储存相应的降水[4-7]。

2 产生误差的原因及处理方法2.1 由雨量传感器基点定位因素引入的测量误差2.1.1 误差成因。

由自动气象站雨量的测量原理可知，降水量的测量是通过翻斗的翻动产生电信号得出。

设计中，翻斗每翻转1次，定义为0.1 mm的降水量，计量翻斗翻转次数影响雨量测量系统的计量准确度，而雨量传感器控制螺母影响计量翻斗转动次数。

降水量的计量准确性与基点定位螺钉间距调节的准确度密切相关，当基点定位螺钉间的距离越小，会产生雨量测量的误差，此时翻斗翻转的时间短，翻转速度快，翻转次数多，雨量测量值大[3-7]。

若计量翻斗的翻转次数小于或大于100次，则表示降水量小于或大于10 mm，此时雨量测量的计量值有误差[8-9]；若计量翻斗翻转10次时降水量为1 mm，翻转100次时降水量为10 mm，此时雨量测量的计量值准确。

2.1.2 处理方法。

雨量传感器差值测量方法：先将10 mm清水注入小雨强注水孔，校准仪模拟1 mm/min降雨强度滴下，同时校准仪计数器开始计数，当水流淌完毕，双翻斗式雨量计的汇集都可能因未满不能翻动，此时需人工手动翻动，使水量尽量流进计量斗。

自动气象站称重降水误差原因分析发表时间：2018-09-11T15:57:45.733Z 来源：《科技研究》2018年7期作者：钱娟娟[导读] 本文主要根据临海市气象局自动气象站称重降水传感器使用实际，对称重传感器降水误差进行分析。

（浙江省临海市气象局浙江临海 317000）摘要：本文主要根据临海市气象局自动气象站称重降水传感器使用实际，对称重传感器降水误差进行分析，并给出处理方式，以供相关部门参考。

关键词：自动气象站；称重降水传感器；降水误差；原因引言降水观测业务是气象台站地面气象观测的主要项目之一。

称重式降水传感器能够实现所有类型降水24小时不间断自动化观测，可以较好的处理好当前气象台站固态降水观测时效差及频次低等，对于降水要素观测及时性及准确性有利，为开展好降雪天气天气预报和服务工作给予有力支撑，有效降低冰雪灾害对城市交通、农业生产及其他领域造成影响。

临海市位于浙江沿海中部，地形地貌复杂，属亚热带季风气候，温暖湿润、四季分明，自临海市使用称重式降水传感器后，在冬季降雪天气服务中起到重要作用。

但是在安装使用过程中，也会出现降水观测误差问题，从而对气象台站观测数据质量产生不利影响。

所以，本文重点对自动气象站称重降水误差原因分析处理，以提升称重降水观测准确性。

1.电源干扰产生的降水观测误差 1.1误差原因在对称重降水传感器进行安装时，有的台站降水会出现显著异常现象，经过分析发现电源扰动会对振弦频率产生干扰。

自动气象站通常采取电源控制器，在某些情况下会发生快速的充放电过程，而称重降水传感器原始观测数据为频率，在该过程中特别易对其产生干扰从而造成误报。

对电源干扰所造成误差，对控制交流电的 DY01型及控制太阳能供电的6.6C型2类电源改进，凭借在传感器供电输入前端添加直流稳压模块手段，产生输入和输出间的有效隔离，减小输出纹波噪，增强输出电压稳定性，最终使称重式降水传感器的供电电压可以始终稳定在12.1V，使得由供电电压扰动产生降水误差问题得到有效处理。