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基于一次雷击观测事故探讨地面气象应急观测处置方案与数据处理方法
[ 李尚锦,(1972—),女,四川名山人, 高级工程师,主要从事综合气象观测 、资料预审及技术把关等工作。]
摘 要:基于名山国家气象观测站发生的雷击事故造成的观测中断现象,分析应急处置结果在在的不足,发现台站制定一套科学规范、操作性强的应急观测处置方案特别重要;在方案执行过程中建立正确的应急观测工作思路,合理安排各种观测保障活动,正确处理受影响的数据,是有效应对各种突发状况和复杂观测过程、获取最佳气象观测结果的关键。
关键词:雷击观测事故;应急观测处置方案;数据处理方法、最佳气象观测结果
引言
2020年4月1日,全国地面气象观测自动化开始正式运行(中气函〔2020〕42号)[1],经过一段时间的自动化运行后,发现自动化运行在增强观测能力、提升信息化水平、优化观测业务流程等方面成效明显,但台站业务人员对当前的观测工作还存在有不足,特别是应急观测处置方面有所欠缺。近期就因应急处置方面问题导致数据缺测缺报的现象时有发生。如当地发生地震、洪涝、雪灾、雷雨大风、地质灾害、停电等突发事件时需要采取的应急观测措施非常重要[2-12]。本文基于名山国家气象观测站出现的雷击观测事故,分析应急处置结果存在的不足,结合观测业务技术规定[13-19]和实际工作经验,分析总结了以下几种突发情况的应急气象观测处置方案与数据处理方法、供业务管理部门和基层台站借鉴和参考。
一、个例
1.雷击观测事故
2022年7月12日02时10分,名山国家气象观测站发生雷击事故,事故造成主备站主采集器、日照计、浅层地温转换控制器、能见度仪控制器、集成硬件控制器、业务用计算机故障,国家气象观测站视频监控设备故障,大部分数据传输中断近10小时,日照数据传输中断近17小时。
2.应急处置结果存在的不足
(1)因雷击事故发生在夜间,对仪器设备的检查检修有一定的限制,耽误了一些时间,应该直接用更换传感器的方法进行及时修复。
(2)台站仪器保障能力不足,不能第一时间完成损坏仪器设备的修复,靠等待上级技术保障部门进行支持,耽误了快速恢复的时间。
(3)台站应急处置流程不科学,对仪器损坏的修复先后顺序未进行合理安排。
二、突发情况下的应急观测处置措施与数据处理方法
日常工作中,地面气象观测所面临的紧急情况具有突然性和不可预测性 ,针对可能出现的紧急情况 ,制定相应的应急处置方案必不可少,下面分各种情况进行应急观测处置方案与数据处理方法介绍。
1.一个或多个观测设备故障应急观测方案与数据处理方法
发现自动站观测设备故障,应对故障设备分别进行接线插头、电源、空气开关、采集器指示灯等状态指示的检查,对故障部位进行及时维修,如短时维修不好,立即采取更换仪器设备的方法进行及时排除,如没有备份仪器,及时向上级业务管理部门申请技术支持。故障排除后分别按下列情况进行数据处理与上传:
(1)自动站正点数据不正常的处理方法
气温、相对湿度、风向、风速、气压、地温、草温记录异常时,按照以下优先顺序进行处理。
a.如果正点前10分钟接近正点的记录正常,用正点前10分钟接近正点的数据代替(瞬时风向风速不代替)。
b.如果正点前10分钟接近正点的记录异常常,用正点后10分钟接近正点的数据代替(瞬时风向风速不代替)。
c.若正点前后10分钟无数据或异常,用备份自动站相应时次记录代替。
d.备份自动站记录也异常时,用前后时次记录内插(风向、风速不做内插)代替。若用备份自动站、人工观测数据代的,也要参加前、后两时次数据记录内查计算。
e.无法进行内插的正点时次数据记录按缺处理。
(2)影响极值的处理
正点时次数据中的气温、相对湿度、风向、风速、气压、地温、草温小时极值缺测或异常时,从本时次实有记录中挑取。正点数据用正点后十分钟或备份站代替时,若该值挑为小时极值,出现时间处理为正点00分。
(3)温度或相对湿度为替代值时,水汽压和露点温度均反查求得。
(4)降水数据异常
非结冰期,当现用翻斗雨量传感器故障时,记录用称重降水仪相应记录代替、当称重降水仪也故障时,用备份翻斗雨量传感器的相应记录代替。
结冰期,采用称重降水仪。若称重降水仪故障,则用人工观测记录代替。
(5)蒸发数据异常时
当降水期间或蒸发桶溢流、维护时,小时蒸发量异常按0.0处理。设备故障时,若只有1个小时蒸发量缺时,用前后两小时记录内插处理,当连续2小时及以上缺测时,相关记录作缺测处理。
(6)日照数据异常
日照时数的时值缺测1小时,不能利用前后10分钟数据代替,也不能进行内插,仍按缺测处理;缺测连续两小时或以上时,日总量按缺测处理。日照时数全天缺测时,若全日为阴雨天气,则日照时数日合计栏记0.0。否则,该日日照时数按缺测处理,日合计栏记“-”。
(7)能见度数据异常
当能见度设备故障或数据异常,正点数据中所有能见度数据均按缺测处理,定时观测时次(08、14、20时)人工观测能见度值输入人工观测能见度和10min能见度栏,1min能见度和最小能见度及出现时间作缺。
2.主站整套设备出现故障的应急观测处置与业务流程
当主站整套设备出现故障,1小时内无法恢复时,及时启动备份站,并在1小时内电话告知省局数据中心资料科、本单位分管领导、上级业务管理部门,并在“综合观测业务运行信息化平台(天元)”上填报故障情况。
(1)备份站为新型自动站的应急处置
A.确认备份站ISOS软件为最新版本,各项参数配置正确。
B.正常关闭并退出业务软件,清空“待传文件目录(D:\ISOS\bin\Awsnet\Temp、D:\ISOS\bin\Awsnet\Fail和D:\ISOS\bin\Send\Data)目录下所有文件。
C.断开主站网络连接,备份站安装串口服务器驱动软件(SMOPORT),将备份机IP地址改为新型站所用的IP地址。
D.确保采集器在多温多雨工作模式,在维护终端的“新型自动站串口处理”下,输入命令CHGVER,应返回 1。
E.将下图中标红的BUFR传输执行文件拷贝到D\ISOS\bin\config”下(如图1所示)。
F.主动联系省局数据中心数据资料科,完成业务传输功能的测试工作。
G.启用备份站进行数据传输,检查观测数据和数据传输是否正常。
(2)备份站为CAWS600的台站
备份站型号为CAWS600的台站用的业务软件为地面气象测报业务系统软件(OSSMO 2004),OSSMO 2004软件生成的报文与现行业务传输格式(BUFR)不符,故需利用ISOS软件“自定观测项目-省级自定与应急观测”对每个正点时次进行手动输入,编发BUFR文件进行数据传输。
3.地面综合观测业务软件(ISOS)故障应急观测处置与业务流程
地面综合观测业务软件(ISOS)异常退出时,首先重启电脑(一般软件会恢复正常启动),如软件不能恢复正常,则是业务软件出现故障了,按以下步骤进行:
(1)关闭杀毒软件。
(2)卸载原业务软件,安装最新版本ISOS软件,利用导入功能,完成台站参数、自定项目参数、自动项目挂接设置、系统设置、分钟极值参数和小时极值参数的设置。软件运行后完成报警设置、降水现象综合判识参数和计量信息参数的设置。
(3)检查设置参数是否正确。
(4)将ISOS软件等业务软件目录设置为信任区。
(5)检查观测数据和数据传输是否正常。
4.业务计算机无法启动的应急观测处置及业务流程
(1)更换计算机,安装最新版本的ISOS业务软件。步骤按“地面综合观测业务软件(ISOS)故障应急观测处置”的要求进行安装。
(2)安装完毕后,将dataset目录下的相关数据拷贝到新计算机相应目录,缺测数据利用“查询与处理/数据下载”功能进行补调。
(3)检查观测数据和数据传输是否正常。
5. 网络传输中断
(1)主站计算机发生断网不能上传数据时:
首先检查其他计算机是否能连接内网,若能连接。
A.检查电脑IP是否更改;
B.可使用“360断网急救箱”进行检查,确定故障;或更换网线、检查网卡和驱动等方式。
C.如短时间内无法解决,则启用无线传输或更换计算机。
(2)网络中断的情况
确定不是计算机设置问题,应该就是网络中断问题,则利用台站配置的4G无线网卡,或值班手机的网络热点,使用“移动通信(4G)加VPN”进行观测数据应急传输。
A.插入无线网卡,选择自动连接。或使用值班手机通过“设置/移动网络/个人热点/更多共享设置”打开“USB共享网络”。
B.待连成功后打开桌面EasyConnect,选择“连接”。
C.成功登录之后任务栏右下角有图标表示链接成功,可以正常进行ISOS流传输。
6.停电应急处置措施
(1)判定原因。是否是电力中断、配电箱跳闸或电费欠费。
(2)若为电力中断,拨打供电专线95598查询停电时间,各台站根据UPS供电能力,
自行确定启用发电机时间。
(3)若为配电箱跳闸,则检查线路是否有短路现象,处理故障后重启配电箱电源。
(4)若为电费欠费,及是进行充值。
(5)发电流程各台站根据自己实际情况( 发电机型号、发电机连接情况等)进行制定。
(6)发电机使用完后,需检查发电机的油量、冷却水情况,并及时添加。
四、结语
(1)台站要根据观测业务技术规定制定应急观测方案,建立健全应急气象观测流程和制度,并定期进行演练,总结演练过程中的经验及存在的不足,针对问题采取的措施,结合实际情况的变化进行应急观测方案的修订。这样在遇到突发事件时有章可循、有条不紊,可少出纰漏,正确处理观测数据。
(2)加强观测物资储备,地面观测工作包括多种仪器设备,突发状况种类繁多,设备有可能损坏,台站需要配备1:1比例的备份观测设备,当这些设备出现故障不能及时修复时采取更换仪器设备的应急手段,这样将降低对观测数据的完整性和准确性的影响。
(3)建立正确的应急观测工作思路,合理安排各种观测保障活动的先后次序和轻重缓急,是有效应对各种突发状况和复杂观测过程、获取最佳气象观测结果的关键。
(4)提高台站综合保障能力。培养专业技术人员负责技术保障工作,定期对各类观测设备进行维护。
(5)加强电信、移动双MSTP电路的监控保障工作,做好网络设备的巡检维护工作。加强气象数据应急传输演练工作。
(6)加强防雷装置安装、定期检测维护,接地电阻确保在防雷技术标准以内(观测场接地电阻<4Ω)。
(7)地面应急气象观测工作的关键节点是建立一套科学合理的应急处置方案和数据处理方法,笔者对这个关键点进行了总结和探讨,对地面应急气象观测业务科学化、规范化、流程化有一定促进作用。但这项工作比较复杂,存在一些不确定因素,在某些环节可能归纳分析不到位,需要进一步探索和改进。
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