淺談區(qū)域自動氣象站升級改造技術(shù)方案和注意事項

廖蕾艷 張祖潛

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714117

摘要：2006年至今，仙桃市氣象局先后投入建成22個區(qū)域自動氣象觀測站，區(qū)域自動氣象觀測站點的投入使用，為當?shù)靥岣呔毣A(yù)報和政府決策具有一定的積極作用，為氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報服務(wù)提供技術(shù)支撐。在使用過程中，隨著設(shè)備的老化和使用壽命等諸多因素影響，需要對部分站點進行升級改造，本文針對在區(qū)域自動氣象站升級改造中的技術(shù)方案和注意事項進行討論，為其他站點的升級改造工作提供工作參考。

關(guān)鍵詞： 區(qū)域自動氣象站；升級改造；注意事項

根據(jù)湖北省氣象事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃，為氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報服務(wù)提高技術(shù)支撐，進一步優(yōu)化完善區(qū)域自動氣象站觀測網(wǎng)，優(yōu)化布局，統(tǒng)一設(shè)備標準，形成運行穩(wěn)定、質(zhì)量可靠的區(qū)域氣象觀測站網(wǎng)。仙桃市氣象局對轄區(qū)內(nèi)站址探測環(huán)境差、設(shè)備老化的站點進行改造。改造站點選取：毛嘴、西流河、通海口、楊林尾4個站點進行升級改造，其中毛嘴、西流河、通海口區(qū)域站點升級為4要素，楊林尾改造為6要素。

1 改造意義和目標

對選定的區(qū)域自動氣象觀測站點進行升級改造工作，逐漸統(tǒng)一設(shè)備型號、規(guī)格，擴充設(shè)備功能，使所有設(shè)備能夠滿足《新型自動氣象站功能規(guī)格書》要求。統(tǒng)一中心站軟件，強化中心站網(wǎng)全網(wǎng)數(shù)據(jù)與狀態(tài)監(jiān)控，提供規(guī)范格式的觀測數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。實現(xiàn)與省級CIMISS的對接、數(shù)據(jù)存儲，開展智能終端監(jiān)控軟件開發(fā)和應(yīng)用。通過升級改造后的站點，不斷提高區(qū)域氣象觀測站網(wǎng)的運行穩(wěn)定性，提高區(qū)域氣象觀測站網(wǎng)應(yīng)用效益[1]。

2 改造技術(shù)方案

2.1 設(shè)備選型

區(qū)域氣象觀測站的設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能、測量、供電、防雷、環(huán)境適應(yīng)性等技術(shù)指標和安全性、可靠性、可維性、功耗等應(yīng)用指標須滿足《新型氣象站功能規(guī)格書》的要求，須取得中國氣象局頒發(fā)的設(shè)備使用許可證，須能實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)的組網(wǎng)上傳[23]。

2.2 設(shè)備主要技術(shù)指標

區(qū)域氣象觀測站所使用的傳感器主要技術(shù)指標： 氣壓范圍500hPa～1100hPa， 氣溫范圍50℃～50℃， 相對濕度范圍5%～100%RH，風(fēng)向范圍0～360°，風(fēng)速范圍0～60m/s，翻斗降水量范圍雨強0～4mm/min，時鐘誤差主采集器實時時鐘走時誤差不大于15秒/月，供電方式為太陽能供電。

2.3 設(shè)備儀器布局

圖1 區(qū)域自動氣象觀測站場地布局

風(fēng)、氣溫、濕度、降水、地溫等常規(guī)觀測儀器按照北高南低的順次安置，盡量東西成行，南北成列。場內(nèi)鋪設(shè)觀測道路時，儀器盡量安置在緊靠東西向小路的南面[4]。應(yīng)按照《地面氣象觀測規(guī)范》的要求，盡可能使各儀器設(shè)施的相互間達到東西向不小于4米，南北向不小于3米；儀器距觀測場護欄間距不小于3米。確因條件限制，儀器之間的距離應(yīng)不小于2米，儀器（除風(fēng)桿外）距圍欄應(yīng)不小于2米。區(qū)域氣象觀測站場地布局見圖1。

2.4 圍欄和儀器設(shè)施

觀測場地一般應(yīng)設(shè)置堅固、稀疏、美觀、不反光或弱反光材質(zhì)的防護圍欄，其高度可根據(jù)安全防護需求并與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)為宜。

風(fēng)、氣溫和濕度、降水等傳感器的安裝設(shè)施都應(yīng)按照圖紙制作堅固、美觀的混凝土基礎(chǔ)。

（1）風(fēng)桿、百葉箱、雨量傳感器的基礎(chǔ)根據(jù)廠商提供的圖紙制作。

（2）基礎(chǔ)的頂面要方正、平滑，并高出觀測場地面3～5厘米，以減少積水對緊固件的侵蝕。

（3）基礎(chǔ)內(nèi)要預(yù)埋一定口徑的鋁塑穿線管，與地下管道連通，用于儀器纜線的穿行和保護，全部纜線均應(yīng)采用帶有金屬屏蔽層的套管做防護，并埋入地下，管道直徑50～90毫米，埋設(shè)深度30～50厘米；確保纜線防護管端口的嚴密性，防止鼠類進入地下管網(wǎng)。

2.5 防雷和場地建設(shè)

嚴格按照中國氣象局《自動氣象站建設(shè)技術(shù)要求》和《自動氣象站工程施工圖設(shè)計》中的技術(shù)指標和相關(guān)建設(shè)規(guī)范要求開展自動氣象站防雷和場地建設(shè)工作[3][5]。區(qū)域站觀測場面積不得小于南北長8米、東西寬4米。觀測場門的位置以方便人員進出和方便儀器維護為原則；場內(nèi)一般不鋪設(shè)專用小路；當鋪設(shè)小路時，路面的寬度應(yīng)小于50厘米。

3 注意事項

（1）在升級改造站點選址過程中，要認真勘察周圍探測環(huán)境是否符合要求，SIM卡通訊信號是否穩(wěn)定正常。

（2）基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)埋時，要注意預(yù)埋件的方位，預(yù)留一定的孔徑以便后續(xù)走線。

（3）安裝施工過程中，保證各類設(shè)備底座的水平牢固，設(shè)備間的間距。完成安裝后，將各類儀器檢定證書進行整理歸檔登記。

（4）調(diào)試過程中，通電前對各類設(shè)備線路連接進行檢查，避免出現(xiàn)短路事件，尤其太陽能控制盒和電源接入時注意正負二級極性。

（5）調(diào)試傳輸通訊模塊時，需要接入天線，避免造成模塊阻抗不匹配燒毀模塊。通訊模塊上線后，與中心站聯(lián)系，配置相關(guān)參數(shù)，觀察數(shù)據(jù)傳輸、入庫、解析等情況。

4 改造后站點運行數(shù)據(jù)

改造后通海口區(qū)域站點數(shù)據(jù)

改造后西流河區(qū)域站點數(shù)據(jù)

5 結(jié)語

在區(qū)域自動氣象站升級改造過程中，要嚴格按照技術(shù)方案施工，確保完成改造的站點能正常使用。在工作中業(yè)務(wù)人員要做好運行站點的巡查維護，對常見故障進行總結(jié)，逐漸形成一套行之有效的區(qū)域自動氣象站管理運行機制，來提高區(qū)域自動氣象站點的運行效率。

參考文獻：

[1]江蘇無線電科研所有限公司.ZQZA系列自動氣象站用戶手冊[G].無錫：無錫無線電科研所，2007.

[2]江蘇無線電科研所有限公司.ZQZCII型自動氣象站維修講義[Z].2006.

[3]李鑫，魯霞，何歡，等.一次信號干擾引發(fā)的區(qū)域氣象站故障.氣象水文海洋儀器，2014，9（3）：109111.

[4]崔講學(xué)，楊志彪，等.地面氣象觀測[M].北京：氣象出版社，2011.

[5]張世昌.氣象裝備技術(shù)保障手冊——自動氣象站[Z].