淺談吉安市國家地面天氣站升級改造

摘要：吉安地區大部分地面天氣站仍然是老式的華云升達CAWS600-RT，一半以上都是兩要素或四要素，且運行不穩定，已經滿足不了智能網格預報和服務需求精細化，在上級部門統一安排和協調下，近幾年吉安市通過升級改造建成了38個國家地面天氣站（六要素站）。文章主要以吉安市國家地面天氣站升級改造為例，從最初的選址，設備安裝調試到竣工驗收等方面來闡述，介紹了吉安市國家地面天氣站升級改造的相關技術及其注意事項，僅供同行參考。

關鍵詞：吉安市，國家地面天氣站，升級改造，注意事項

1 引言

吉安市位于江西省的中部，常年夏季溫度較高且雨水充足，冬季溫度適宜，降水較少，屬亞熱帶季風濕潤性氣候，具有一定的代表性。為提供更準確及時的預報，進一步協同氣象要素格點實況場和江西省智能網格預報檢驗，使得地面觀測業務更規范化，提高地面天氣站觀測數據的“三性”，結合當地服務需求實際情況，2018年吉安市建成38個國家地面天氣站，現運行穩定安全，為當地在防災減災服務中提供了有力支撐。

2 吉安市區域自動站現狀

吉安市的CAWS600-RT型區域自動站建設于2005年前后，截止2017年，已連續工作十多年了，設備也應更新幾代了。觀測要素普遍偏少，設備老舊，運行不穩定，已無法滿足當地氣象服務的需求。再者，經常出現掉線、數據無法上傳、空報、缺報等情況，沒法保證其傳輸率、可用率等，業務質量在全省排名偏低。由于歷史的原因，絕大多數站點還是以前安裝的位置，如鄉政府、村委會樓頂等，嚴重破壞了探測環境，導致觀測的實時數據相差大，與天氣預報預警和預報檢驗的需求相差甚遠。因此，重新選擇站點的探測環境尤為重要，將區域自動站落地升級改造是當前最主要的任務。

3 國家地面天氣站升級改造

3.1 選址、基礎設施建設

新選的站址更要在天氣監測、預報預警和當地氣象服務中可以發揮重要作用，因此，最好設在能較好地反映當地天氣狀況和災害性天氣特點的地方，觀測場探測環境應避免局部地形的影響，四周應空曠平坦。落地站址的選址應優先在原站址的3公里范圍內選擇，最大距離不超過10公里，且具有較好的數據一致性和一定的地域代表性，以滿足當地氣象服務需求。從吉安市國家地面天氣站的建成運行至今來看，在通過當地政府的配合和協助下，盡量把站址選在公家土地，切勿占用私人土地，以防避免沒必要的麻煩。新選的站點位置應具備數據實時傳輸所需要的網絡信號，可用手機現場測試信號，信號不穩定或者信號弱的地方需重新選擇。在有條件下，可優先選擇建設在敬老院、學校等公共土地，為以后的氣象服務、維護維修等提供更多方便。

新選址的國家地面天氣站全為六要素，且觀測場面積必須不得小于32平方米，南北向長8米，東西向寬4米，若受地形條件限制，也可降為24平方米（6米×4米）。觀測場內應保持最原始的自然狀態，草不能超過25cm，且不得種植作物。觀測場內儀器布局遵循“北高南低”原則，各儀器之間的布局東西間隔不小于4米，儀器距離圍欄邊緣不小于3米。在安裝預埋件時，從北向南按順序布設風桿、百葉箱和雨量傳感器的預埋件，所有基礎設施建設都應做好，包括圍欄、地下PVC管、防雷等，需為后面的安裝儀器做好準備。

3.2 設備安裝、調試

吉安市升級改造國家地面天氣站時選用的是江蘇無錫廠家生產的DZZ4型采集器，其采集、傳輸數據穩定，設計較人性化，出現故障率低。安裝設備過程中，遵循“先大后小，從北至南”原則，正確的安裝方法可省下不少時間，節約人力物力財力。10米風桿是有三節鋼管拼接而成，安裝時先將最底端那根固定在基座上，并能通過葫蘆支撐起來，然后依次拼接其它兩根并用螺絲固定鎖死，風向風速傳感器安裝在風橫臂上，指北針則在風向傳感器一側，調節好位置，豎起來后要指向北面，避雷針固定在最頂端。太陽能板安裝在風桿第二節拼接出，剛好有卡扣，方便固定，這里需要注意調整太陽能板角度，使之豎起來能指向西南方向即可。采集器和電源機箱可根據自己需要安裝在風桿合適的高度，推薦距地1.5米左右的高度，方便維護維修。為了保護數據線及儀器美觀，所有引下來的線都要通過風桿內部再通到機箱。所有的安裝操作完成并檢查沒有問題后，特別注意線是否接好和螺絲是否拎緊，再將風桿慢慢地升起來，為確保安全，其他人員切勿站在風桿下面，升起過程中，切勿弧度過大。豎起后，趕緊用插銷拴住，大螺絲鎖死，即可完成風桿的安裝。

百葉箱的安裝較簡單，先把溫濕度線穿好，線頭用電膠纏一下，起保護作用，然后將百葉箱在旁邊拼接起來，兩至三人一起抬起安放在基座上，并調好水平后再固定。百葉箱內部的溫濕度傳感器可以先接好，箱內有一個支架，固定在底部，將溫濕度傳感器固定在支架上即可，傳感器感應部分中心距地高度150±5cm，溫濕度線通過轉接盒，和對應的顏色相接，接好核對無誤再固定，另一端就是通向采集器。安裝雨量傳感器時需注意兩點：一是水平，安裝時注意調整傳感器底座的水平，需保持氣泡在中間圓圈內;二是距地高度，雨量傳感器承水口距地高度不能低于70cm。雨量傳感器的接地線要與觀測場防雷地網連接，數據線通過地下管道的PVC管通至采集器。所有數據線接好后匯集至采集器機箱，從機箱底部對應的口子穿入機箱內完成接線，人性化設計，只需按顏色接線即可，所進入機箱的線最好打上一結，以防時間久了或受到外力拉扯掉出機箱。因氣壓傳感器是固定好在機箱內部，只需按氣壓傳感器距地高度要求進行微調就行。太陽能板的線穿入電源機箱，按照操作要求來接線，切勿接反或正負碰頭，然后從電源機箱的電源線引到采集器機箱內部給采集器提供供電，此類型采集器都是12V供電。通信模塊的天線從機箱內部引出，固定好在機箱的上方。

所有儀器設備接好，確認無誤后，可通上電源進行參數設置。本文介紹的是廠家開發的sscom4.2軟件，，通過直連筆記本，打開軟件即可配置參數。主要設置參數有：測站經緯度、測站海拔高度、氣壓傳感器海拔高度、時差等，數據設置好后，再次輸入LONG、LAT、ALT、ALTP、TD等命令一一檢查回執是否與設置的參數一致。輸入命令：SAMPLES，檢查所有要素數據，若哪個要素缺測或者異常，則需反向查回去，降水可人工倒入適量水進行模擬，比較雨量數據。當所有數據能在筆記本上查看到且正常時，再與中心站管理人員聯系，進行簡單的配置后就可以上傳數據，即可投入試運行階段。

3.3竣工驗收

國家地面天氣站需經過三個月的試運行期，達到技術要求時，可進行最終驗收。邀請工程師以上的專家組進行現場驗收，查找、挑取問題，不符合規范要求的需重新整改，直到達到規范要求為止，驗收合格需出具竣工文檔進行留檔。驗收環節產生的費用全部由施工方承擔，并質量保證期為最后終驗收之后的五年。

4 結論

通過對新選站址的升級改造，吉安市共建成38個國家地面天氣站，極大地改善了區域站探測環境，為江西省的智能網格預報和當地氣象服務需求打下堅實的基礎。本文通過闡述升級改造一個完整的國家地面天氣站過程，詳細描述了其安裝、調試過程，分析總結了升級改造的相關技術及注意事項。

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作者簡介：宋增飛（1992-），男，江西吉安人，本科，助理工程師，主要從事自動氣象站運行保障與維護工作。