杨足明 谢允 王芬芬 向力 樊尊旭
咸宁市气象局，湖北咸宁,437100
摘要：区域自动气象站在气象业务服务工作中发挥着重要的作用，但由于各种原因目前运行的区域自动气象站存在着一些这样那样的问题。本文结合咸宁市区域自动气象站的实际情况，对区域自动气象站存在的问题归纳总结一下并提出解决问题的方法和建议，以便提高区域自动气象站运行的稳定性和观测资料的可用性，同时也给区域气象站运行管理维护的同行提供一个参考。
关键词：区域自动气象站；存在问题；改进方法
咸宁地处长江中下游东南岸，幕阜山北麓, 气候温和，降水充沛，日照充足，四季分明，暴雨、洪涝、夏伏旱、寒潮、大风等气象灾害较多，天气监测与预报对当地生产生活和经济发展起到非常重要的作用，咸宁市在本世纪初开始大规模建设区域自动气象站，已建成并在运行的区域自动气象站有一百六十五个。区域自动气象站是气象观测的重要组成部分，主要承担地面气象观测要素的时空加密观测任务，提供高时空分辨率的中小尺度天气监测和区域气候等观测数据，能有效提高中小尺度天气监测和临近预报水平和能力，为汛期灾害性天气预报服务和联防提供准确、及时、可靠的数据，可以对全区各地的气温、雨情以及汛情进行全面准确的了解和掌握，在防灾减灾决策服务中起到十分重要的作用。咸宁市区域自动气象站大多运行了十年以上，器件老化及环境的变化，使得区域自动气象站不断出现这样那样的问题，虽然每年都要进行巡检、核查、维护、维修，以保证正常运行，但是还是存在一些问题。
1、站址选择及环境维护问题
区域自动气象站用地基本上是通过关系或者县乡政府协调的临时用地，都是无偿使用的，有的建在楼顶，有的建在田间地头，有的建在山坡，有的建在操场，有的建在绿化带，有的建在竹林，有的甚至建在垃圾堆、厕所旁边，能够求得一块地方建站是很不容易的事。近年有大量的站被迫迁站，主要原因有：①环境极度恶化，无法继续使用；②建在楼顶不符合要求必须搬迁，最初咸安区有1/4的站建在楼顶，现已陆续搬迁；③原用地需搞开发建设被迫搬迁；④人为破坏太频繁而被迫搬迁，因为建在小学厕所旁边，三两天雨量筒被扔满垃圾、泥土，没办法只能搬迁。近几年咸安区搬迁的区域自动气象站超过2/3。
针对以上站址选择和环境问题，建议：①迁站。对于那些位置不是很好，不太符合自动气象站选址要求的站，应该重新选择符合建站要求的位置搬迁，以改善区域自动气象站工作环境。②征用土地，依法保护。现在区域站之所以难以得到保护，最根本的原因还是当初投入太少，没有专门征用土地给区域站使用，现在区域站的用地性质最多也只属于借用，没有使用权，更没有所有权，土地所有者有权在他自己的土地上做他想做的事情，即使栽种农作物、树木，建造建（构）筑物，气象局无权干涉，因此适当征地建设区域站是有必要的。同时有偿征地建站，选址范围也更广，能选出比较合适的建站位置。③加强维护。区域站所在位置不同，维护的难以程度也不一样，有些站建在山上，杂草、灌木、树林生长很快，影响温度、雨量，甚至风的观测，遮挡太阳能板。蚂蚁、蜘蛛爬进仪器中也能影响设备的正常运行。刮风扬起的沙土、树叶很快就能赌赛雨量传感器等仪器。因此区域站应勤维护，包括割草、砍树、清理清洁仪器设备等，不同的站维护周期也不一样，对于那些杂草灌木生长较快的站，春夏季节每月应维护一次。
2、器件老化问题
咸宁市区域自动气象站大多运行了10～15年,超过了设备规定使用年限,各零部件都已出现老化现象,设备故障率越来越高,主要表现在①蓄电瓶老化，供电时间变短，尤其是连阴雨天气时不能保证供电；②太阳能板充电性能下降，用万表测量电压正常，但实际充不进电，更换电源转换器不能解决问题，更换太阳能板后正常，原因就是太阳能板老化了，内阻变大，充电效率低；③电源转换器老化，充不进电，更换后恢复正常；④风杆底座、横臂、拉线也出现严重老化、锈死的现象；⑤风传感器磨损严重，出现转动不灵、卡顿等现象，每年核查发现风传感器检验都不合格，更换轴承后检验合格；⑥温湿度传感器、气压传感器、雨量传感器等都出现了老化问题，部分传感器核查时技术指标不达标，只能修理、校调或者更换。
对于设备老化的问题，唯一解决办法是换新设备，但是所有使用年限到期的区域自动气象站全部换新需要花费很大的资金，现实很难做到，一是加强维修，例如风速风向传感器、雨量传感器一般都是维修后可以继续使用的，修好后检测一下，技术性能指标合格即可；二是部分严重老化的零部件更换，如太阳能板、温湿度传感器、气压传感器等无法维修，必须更换；三是个别严重老化，运行状况极差的区域站整体换新；四是做好维护保养，延长使用寿命，加大投入，包括资金和技术力量的投入，保障区域自动气象站的正常运行。
3、设备安装规范性问题
区域自动气象站安装不是很规范，主要问题有：①围栏、风杆、拉线等布局不合理，风杆无法倒放；②部分风向传感器安装不正确，指向严重偏离，个别站偏差一百多度；③基础不牢靠，尤其是手摇风杆的基础，倒放风杆时基础出现明显晃动；④拉线安装不规范，很多拉线是松的，有的拉线正好在雨量筒上方；⑤雨量传感器安装不规范，底座没调水平；⑥螺丝不全，固定不紧，核查时有的机箱垮下来砸伤人；⑦线缆布置不规范，不整齐；⑧有的通信天线放在机箱内，影响通信效果。
这些问题主要是因为最初建站没有经验，时间紧，任务重，今后我们应从这几方面解决这些问题：①建站时先做好设计，仪器、风杆、拉线及围栏的布局要结合实际地形条件，方便安装操作，方便今后的维护。围栏要留门，风杆应从门的位置倒放，拉线地锚应设置在风杆的背后和两侧，成等边三角形，风杆是等边三角形的中心。机箱、太阳能板等架设在风杆上的设备的安装高度不能等于风杆到围栏门口的距离，否则风杆倒放时会卡住。仪器的安装位置、高度、间距等符合规范要求，不能相互影响，太阳能板安装在较高位置，正南偏西，雨量筒不能被太阳能板挡住，拉线不能再雨量筒正上方，机箱一般正对围栏门安装。②施工时技术人员一定要在现场指导监督，严格把关。技术人员按照设计丈量尺寸、放线，然后指导施工人员施工，技术人员应在现场解决施工中的技术问题，基座浇注、地网焊接等都是隐蔽工程，施工应在技术人员监督下进行。③仪器设备安装要符合规范要求，每一个细节都不能疏忽。④每个站安装完毕要仔细检查一遍，保证安装不会出现问题。⑤维修、维护、核查时动过的地方一定要还原。
4、防雷与接地问题
咸宁区域自动气象站因防雷与接地出现的问题还是比较多的，例如Q8211、Q8530站遭受过雷击，致使设备严重损毁，还有大量的站因接地不好致使主采经常死机，影响正常工作。咸宁市以丘陵和山区为主,很多区域站土壤是沙土、土夹石、风化石或者软岩，土壤电阻率很高，建造地网的难度较大，加上首次建站时经费不足,一些隐蔽工程的施工不够重视等因素，使得百分之八十以上的区域自动气象站接地电阻值严重超标，例如Q8016站接地电阻130多欧姆，远远超出规定的4欧姆。再就是设备安装时不够规范，主要表现为：接闪器安装高度不够，不足以覆盖风传感器；接地线连接不规范，连接螺丝修饰严重，接地线没压接接线鼻，接地线松动接触不良，有的甚至没接地；引下线安装不规范，绝缘子安装不规范或者不起作用。
针对防雷与接地的问题，按照相关规范要求，结合实际情况，可以从以下方面进行改进。①建站时应勘查现场，测量土壤电阻，做好防雷接地网设计；②设备安装时应注意避雷针的安装高度，确保风传感器在防雷保护范围之内；③绝缘子应规范安装，避雷针引下线应随绝缘子下端拉线敷设，保证引下线与自动站设备隔离；④接地线两端应压接线鼻，接地线螺丝连接一定要紧固，确保连接可靠；⑤有拉线风杆避雷针与设备接地应分开或者共地不共线；⑥建站时要进行防雷接地测试，每年巡检和核查时也要进行防雷接地测试，确保合格。
参考文献
1、GB/T 33703-2017自动气象站观测规范
2、GB 31221-2014气象探测环境保护规范 地面气象观测站
3、GB/T 31162-2014 地面气象观测场（室）防雷技术规范
4、QX 30-2004自动气象站场室防雷技术规范
5、QX 4-2015气象台（站）防雷技术规范
6、QX/T 465-2018 区域自动气象站维护技术规范