浅谈对自动气象站地温数据异常的分析和处理

【摘要】当自动气象站地温数值异常时，进行了仪器故障分析处理，并对异常数据进行分析，认为做好自动站仪器的日常雏护，是确保自动站的正常运行和探测资料的准确和完整。

【关键词】自动站；地温数据；地温变送器

1 概述

自动站的气象数据都要通过传感器由信号电缆传到外接线盒内的转接板上，经过防雷管保护后，传到采集器中，采集器每分钟向数据处理微机发送数据，实时将气象要素显示在计算机屏幕上。例如：自动站在2011年9月6日7时、8时地表温度数据与人工站数据比较，异常偏高且有忽高忽低现象。针对这一问题，我们对自动站系统内相关的仪器部分进行了故障部位处理，并对地温数据进行了分析处理。

2 地温故障的排查

2.1地温故障的表现形式

自动站2011年9月6日6时24分至8时27分地温数据出现异常，通过自动气象站数据质量控制发现这段时间的地面温度、5-320cm地温及草面温度分钟数据变化异常，导致7时、8时的正点数据缺测。

2.2故障原因

发现地温数据异常后，首先可以检查线路是否虚接，是否有断线的情况出现，地温传感器是否有进水，地温数据异常主要为地温传感器故障所致，但是地温缺测和多层地温数据同时异常不是地温传感器故障所致，应检查地温变送器内模块是否损坏，多为地温变送板、防雷板或采集器故障引起。

地温变送板CAWS-BS01，通过观察变送板左上角的红色指示灯，常亮且每隔lmin熄灭2-3s为正常状态，若不亮：①变送板坏，更换变送板即可；②没有12V Dc供电，用万用表20V Dc档量取地温变送板23、24脚间电压是否为12V Dc，如果没有，则量取连在防雷板23、24脚上的电压是否有12V Dc。即通过量取供电电压来判断连接地温变送板和防雷板的线路是否出现短路情况。指示灯常亮但lmin未自动熄灭2 3s，则检查地温变送板、防雷板和采集单元DT上的22脚接触是否良好，且采集单元上的22脚是否接在DT的D1接口上。

防雷板故障，可以通过在防雷板上单独接地温变送器和通讯的接口，以防其它传感器对地温造成干扰，重启后检查数据是否正常。如果故障依然存在，则跳过防雷板，将地温变送器的线直接连到采集单元上，检查数据是否恢复正常。若正常，说明防雷板故障，可能是断路或对地短路造成的。

采集器故障，排除以上设备可能造成的故障，则通过空气温度在防雷板上的1-4脚代替防雷板上接地温变送器的18--21脚，观察数据显示是否均为空气温度的数值。若不正常，说明采集单元DT的通讯接口有问题，需更换采集单元。若数据正常，说明地温变送板坏，没有传输地温数据到采集单元中，直接更换采集单元即可。

经过逐项故障分析排除，更换地温变送板。

3 异常地温数据的处理

若能获取非正点的分钟数据，自动站正点数据缺测，在作不正常记录处理中，具体作法是：若正点前10分钟内有数据，则用正点前10分钟接近正点的记录代替；若正点前10分钟内的分钟数据也缺测，则用正点后10分钟内接近正点的记录（除极值项和时累积值外）代替。

先后顺序：优先用正点60分钟数据代替一正点前后10分钟数据代替一人工观测数据代替一内插计算求得

由于地温变送器故障6时24分至8时27分草温及地温数据缺测，影响07、08时草面温度、80-320cm地温数据缺测，其中08时0-40cm地温数据用人工数据代替，07时0-40cm地温数据内插求得，不影响该日极值项目挑取，该日极值从其他正常时次中挑取。

自动站报表日统计包括4次平均、24次平均。一日中，若24次定时记录有缺测，该日24次平均按02、08、14、20时四次定时记录做日统计，即24次平均用4次平均代替；若四次定时记录缺测一次或以上，但该日各定时记录缺测五次或以下时，24次平均按实有记录做日统计，4次平均用24次平均代替。因此07、08时草面温度、80--320cm地温的24次平均分别按实有记录做日统计，4次平均用24次平均代替。

4 结论

4.1为确保自动站仪器的正常运行和资料的准确、可靠，我们在日常工作中对地温传感器作好日常维护每月或雨后应及时对地面温度传感器和浅层地温传感器的裸地地面进行疏松、平整。

4.2经常检查地表温度传感器是否因大风、下雨等原因，使地表土壤发生变化，保持地面传感器一半埋入土中，一半漏出地面，擦拭沾浮在上面的雨露和杂物。为防鼠、防水可在深层地温传感器的外套管底部套上钢丝球，在提环上扣上塑料瓶等物。

4.3定期检查电缆与传感器及采集器的连接，是否正确，发现松动或错误及时更正。

4.4每天都要对外传接盒的密封性进行检查，避免因漏雨等原因造成转接板的电子元件损坏。

4.5地面温度传感器的维护要避开日极值可能出现的时段，维护操作必须在每个时次的50分钟之前完成，避免造成正点资料的不正常或不完整，记录维护的起止时间（精确到分钟）填入值班日记，以备对可能产生的异常记录进行分段处理。