自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)

第19章 自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)概述或在中心站編發(fā)氣象報(bào)告，也可以按業(yè)務(wù)需求編制各類氣象報(bào)表。自動(dòng)氣象站網(wǎng)由一個(gè)中心站和假設(shè)干自動(dòng)氣象站通過(guò)通信電路組成。和非實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站兩類。實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站：能按規(guī)定的時(shí)間實(shí)時(shí)供給氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)氣象站。據(jù)的自動(dòng)氣象站。站。構(gòu)造及工作原理體系構(gòu)造系統(tǒng)〔19-1〕。圖19-1自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)框圖現(xiàn)用自動(dòng)氣象站主要承受集散式和總線式兩種體系構(gòu)造。集散式是通過(guò)以過(guò)總線掛接各種功能模塊〔板〕來(lái)采集和處理分散配置的各個(gè)傳感器信號(hào)。工作原理這種變化量被CPU的格式存儲(chǔ)在采集器中。報(bào)表和氣象數(shù)據(jù)文件。通過(guò)對(duì)自動(dòng)站運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)站的遠(yuǎn)程監(jiān)控。主要功能溫等全部或局部氣象要素。⑵按業(yè)務(wù)需求通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入人工觀測(cè)數(shù)據(jù)。1量的計(jì)算公式計(jì)算水汽壓、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度以及所需的各種統(tǒng)計(jì)量。⑷編發(fā)各類氣象報(bào)告。⑸按附錄5⑹編制各類氣象報(bào)表。⑺實(shí)現(xiàn)通訊組網(wǎng)和運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。硬件通信接口及外圍設(shè)備〔計(jì)算機(jī)、打印機(jī)〕等組成。傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。自動(dòng)氣象站常用的傳感器有：7.4.2)8.7)9.6)風(fēng)速——風(fēng)杯風(fēng)速傳感器(見9.6)雨量——翻斗式雨量傳感器(見10.3)蒸發(fā)——超聲測(cè)距蒸發(fā)量傳感器(見12.2.5)15.3)日照——直接輻射表〔13.4.1〕、雙金屬片日照傳感器〔14.4.3〕數(shù)據(jù)采集器及數(shù)據(jù)傳輸，其主要技術(shù)性能為：1⑵采集器的電源能保證采集器至少七天正常工作，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器至少能存儲(chǔ)三天式規(guī)定》〕。22露點(diǎn)溫度2本站氣壓10分鐘平均風(fēng)向10分鐘平均風(fēng)速最大風(fēng)速最高本站氣壓最低本站氣壓最低本站氣壓消滅時(shí)間最低草溫/最低雪溫最低雪溫消滅時(shí)間蒸發(fā)量最大風(fēng)速消滅時(shí)間地面溫度瞬時(shí)風(fēng)向瞬時(shí)風(fēng)速地面最高溫度地面最高溫度消滅時(shí)間總輻射曝輻量總輻射最大輻照度間凈全輻射曝輻量?jī)羧椛渥畲筝椪斩葮O大風(fēng)向極大風(fēng)向地面最低溫度極大風(fēng)速地面最低溫度消滅時(shí)間極大風(fēng)速消滅時(shí)間降水量氣溫最高氣溫最高氣溫消滅時(shí)間最低氣溫最低氣溫消滅時(shí)間相對(duì)濕度最小相對(duì)濕度草溫/雪溫凈全輻射最大輻照度消滅時(shí)間凈全輻射最小輻照度時(shí)間直接輻射曝輻量直接輻射最大輻照度時(shí)間散射輻射曝輻量散射輻射最大輻照度時(shí)間反射輻射曝輻量最小相對(duì)濕度消滅時(shí)最高草溫/最高雪溫間反射輻射最大輻照度水汽壓最高草溫/最高雪溫消滅時(shí)反射輻射最大輻照度消滅間時(shí)間⑶能直接從數(shù)據(jù)采集器的顯示器上讀取以下所需的數(shù)據(jù)：①可讀取瞬時(shí)的數(shù)據(jù)有：種輻射的輻照度等。2氣溫露點(diǎn)溫度本站氣壓32424小時(shí)內(nèi)最高氣溫24小時(shí)內(nèi)最低氣溫12小時(shí)內(nèi)最低氣溫1小時(shí)內(nèi)累計(jì)雨量3小時(shí)內(nèi)累計(jì)雨量6小時(shí)內(nèi)累計(jì)雨量241166⑷時(shí)鐘誤差不超過(guò)30/月。⑸可以使用溝通或直流供電。系統(tǒng)電源自動(dòng)氣象站具備高穩(wěn)定性、無(wú)干擾的系統(tǒng)電源。在有市電的地方，使用市電，并電源〔UPS〕和后備電池。在無(wú)市電的地區(qū)，自動(dòng)氣象站可用電池供電，這時(shí)，太陽(yáng)能電池板等。通信接口聯(lián)接采集器與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與中心站、采集器與中心站等的通信聯(lián)接設(shè)備。外圍設(shè)備依據(jù)不同的需要，配置的外圍設(shè)備有：計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、顯示器等。系統(tǒng)軟件須配置遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件。采集軟件主要功能有：〔時(shí)鐘也可在采集器上直接調(diào)整，但必需保證采集器和計(jì)算機(jī)時(shí)鐘全都〕；⑵實(shí)時(shí)和定時(shí)采集各傳感器的輸出信號(hào)，經(jīng)計(jì)算、處理形成各氣象要素值；⑶存儲(chǔ)、顯示和傳輸各氣象要素值；⑷大風(fēng)報(bào)警；⑸運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。業(yè)務(wù)軟件等。采樣和算法采樣速、氣壓、地溫、輻射、日照、蒸發(fā)。4132103降水量、蒸發(fā)量和日照時(shí)數(shù)的采樣速率為每分鐘1次。1。算法⑴平均值氣溫、濕度、氣壓、地溫、輻射均為1分鐘內(nèi)有效采樣值的算術(shù)平均。112110風(fēng)向、風(fēng)速承受滑動(dòng)平均方法，計(jì)算公式為：〔19.1〕Yn

K=3t/T：nYn-1

〔19.2〕ynn本值，t：采樣間隔〔s〕，T：平均區(qū)間〔s〕。風(fēng)向過(guò)零處理承受以下算法：計(jì)算yY=En n-1E>180°，則從E360°；假設(shè)E＜-180°，則在E360°。再用此E值重計(jì)算Y。假設(shè)計(jì)算的YYn n

＜0°，360°。⑵極值選取最大風(fēng)速?gòu)?0分鐘平均風(fēng)速值中選取。其它要素的極值〔含極大風(fēng)速〕均從瞬時(shí)值中選取。⑶降水量、日照時(shí)數(shù)、蒸發(fā)量、輻射均計(jì)算累計(jì)值。安裝根本要求⑴溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、蒸發(fā)、輻射、地溫、日照傳感器均按2.3氣壓傳感器一般安裝在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)。站的數(shù)據(jù)采集器安裝地點(diǎn)不同，可安裝在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)或觀測(cè)值班室內(nèi)。⑶計(jì)算機(jī)、打印機(jī)及其電源〔蓄電池、UPS〕等設(shè)備均安放在觀測(cè)值班室內(nèi)。⑷傳感器和數(shù)據(jù)采集器用專用電纜連接。2.1傳感器的安裝各傳感器的安裝見氣象要素的觀測(cè)中的有關(guān)章節(jié)。電纜的安裝與連接電纜管應(yīng)安置在電纜溝內(nèi)?！不蚪饘賿煦^〕30cm上面蓋的水泥蓋板就是小路的路面，溝的寬度以30cm左右為宜，溝的深度以便于安裝電纜和防止大雨后積水為宜。電纜不能架空架設(shè)。采集器、電源、計(jì)算機(jī)與打印機(jī)等的安裝采集器、電源、計(jì)算機(jī)與打印機(jī)等的安裝位置以便于操作為原則。避雷裝置⑴觀測(cè)場(chǎng)需要安裝避雷針。風(fēng)向、風(fēng)速傳感器應(yīng)在避雷針的有效保護(hù)范圍內(nèi)；⑵整個(gè)自動(dòng)氣象站設(shè)備的機(jī)殼應(yīng)連接到接地裝置上。室內(nèi)局部的接地線可連接5Ω；5Ω；設(shè)備接地端與避雷接地網(wǎng)聯(lián)在一起時(shí)，要通過(guò)地線等電位連接器連接。軟件安裝采集軟件已由廠家在設(shè)備出廠前安裝在采集器中。配備計(jì)算機(jī)的需安裝業(yè)務(wù)軟主要內(nèi)容有：⑴對(duì)時(shí)(設(shè)定和修改采集器、計(jì)算機(jī)時(shí)鐘)。⑵設(shè)定系統(tǒng)治理權(quán)限。⑶設(shè)定氣象臺(tái)根本參數(shù)和自動(dòng)氣象站有關(guān)參數(shù)。日常工作10采集器的顯示屏或計(jì)算機(jī)顯示的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)是否正常。⑵每日日出后和日落前應(yīng)巡察觀測(cè)場(chǎng)和值班室內(nèi)的自動(dòng)氣象站設(shè)備。巡察的主量欄作為正式記錄。上傳，氣象記錄報(bào)表的編制或數(shù)據(jù)文件的制作。⑸02、08、14、20時(shí)定時(shí)觀測(cè)的數(shù)據(jù)需抄入觀測(cè)記錄簿中〔基準(zhǔn)站除外〕。2023⑻定期取回?zé)o人值守自動(dòng)氣象站的數(shù)據(jù)。19.8維護(hù)章節(jié)。⑵每周用毛刷清潔采集器、UPS⑶每月檢查各電纜是否有破損，各接線處是否有松動(dòng)現(xiàn)象。⑷每月檢查供電設(shè)施，保證供電安全。⑸每年春季對(duì)防雷設(shè)施進(jìn)展全面檢查，對(duì)接地電