省級自動氣象觀測站建設(shè)規(guī)范

4省級自動氣象觀測站建設(shè)規(guī)范包括選址條件、觀測場建設(shè)、觀測場內(nèi)儀器的整體布局、設(shè)備技術(shù)要求及功能、設(shè)備安裝要求、標識標牌等，適用于行政區(qū)內(nèi)省級自動氣象觀測站的建設(shè)（改擴建）。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1.1-2009標準化工作導則第1部分:標準的結(jié)構(gòu)和編寫GB31221-2014氣象探測環(huán)境保護規(guī)范地面氣象觀測站GB/T31162-2014地面氣象觀測場（室）防雷技術(shù)規(guī)范氣測函〔2015〕126號《地面氣象觀測場規(guī)范化建設(shè)圖冊（修訂）》氣測函〔2012〕194號《新型自動氣象（氣候）站功能需求書（修訂版）》GB/T33695-2017地面氣象要素編碼與數(shù)據(jù)格式3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1自動氣象站automaticweatherstation一種能自動地觀測、存儲和傳輸?shù)孛鏆庀笥^測數(shù)據(jù)的設(shè)備。3.2省級自動氣象觀測站provincialautomaticweatherstation省級自動氣象觀測站是指在國家級地面氣象觀測站布局的基礎(chǔ)上補充建設(shè)的地面自動氣象觀測站。其為提高中小尺度天氣監(jiān)測能力，并應當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展需要而建立。它對地球表面一定范圍內(nèi)的大氣溫度、雨量、風向、風速、相對濕度、氣壓、能見度、固態(tài)降水、地溫、天氣現(xiàn)象等氣象要素進行系統(tǒng)地、連續(xù)地觀測，為天氣預報、氣候分析、科學研究和氣象服務提供重要的依據(jù)。3.3單要素省級自動氣象觀測站oneelementprovincialautomaticweatherstation選擇觀測要素中的任意單個要素進行觀測的省級自動氣象觀測站,多指對雨量要素進行觀測的站。3.4兩要素省級自動氣象觀測站twoelementsprovincialautomaticweatherstation選擇觀測要素中的任意兩個要素進行觀測的省級自動氣象觀測站,多指對溫度、雨量要素進行觀測3.5四要素省級自動氣象觀測站fourelementsprovincialautomaticweatherstation5選擇觀測要素中的任意四個要素進行觀測的省級自動氣象觀測站。多指對溫度、雨量、風向、風速要素進行觀測的站。3.6五要素省級自動氣象觀測站fiveelementsprovincialautomaticweatherstation選擇觀測要素中的任意五個要素進行觀測的省級自動氣象觀測站。多指對溫度、雨量、風向、風速、相對濕度要素進行觀測的站。3.7六要素省級自動氣象觀測站sixelementsprovincialautomaticweatherstation選擇觀測要素中的任意六個要素進行觀測的省級自動氣象觀測站。多指對溫度、雨量、風向、風速、相對濕度、氣壓要素進行觀測的站。3.8自動氣象站網(wǎng)automaticweathernetwork由一個中心站、若干個省級自動氣象站通過有線或無線通信電路和組網(wǎng)軟件組成的站網(wǎng)。3.9探測環(huán)境environsforweatherobservation為避開各種干擾，保證氣象探測設(shè)施準確獲得氣象探測信息所必需的最小距離構(gòu)成的環(huán)境空間。3.10地面氣象觀測場surfaceweatherobservationsite用于安置地面氣象觀測儀器和設(shè)施進行氣象觀測的專用場地。4選址條件4.1站點選址4.1.1站址選擇應符合省級氣象站網(wǎng)布局規(guī)劃要求，且能長期保持良好氣象探測環(huán)境的場所。4.1.2站址選擇應使觀測站具有代表性。獲得的數(shù)據(jù)不僅要反映測點的氣象狀況，而且要反映測點周圍一定范圍內(nèi)的平均氣象狀況。4.1.3站點選擇應避開地方性霧、煙等大氣污染嚴重的地方。4.2探測環(huán)境4.2.1總體要求站點周邊應持開闊，保證儀器的感應面通風和不受遮蔭。站點周邊10m范圍內(nèi)不宜有障礙物。4.2.2要素觀測要求氣溫影響源與溫度傳感器的水平距離宜大于10m（交通氣象站除外）。人工建造水體與溫度傳感器的水平距離宜大于10m。周圍障礙物不宜對溫度傳感器產(chǎn)生陰影。附近不應有反射陽光強的物體。降水障礙物與傳感器的水平距離宜大于障礙物與傳感器的高度差。風6障礙物與風桿的距離宜大于障礙物自身高度的三倍（從風桿安裝基礎(chǔ)平面算起）。4.2.3環(huán)境參數(shù)測量要求參考《GB/T31221氣象探測環(huán)境保護規(guī)范地面氣象觀測站》4要求。4.3供電要求省級自動氣象觀測站應優(yōu)先選擇太陽能獨立供電方式，連續(xù)供電時間不低于7天。當采用市電供電時，所選站點位置應當具備220V交流電源供電條件，達到基本不停電，并加裝防雷電設(shè)施。4.4通信要求站點位置應具備自動觀測數(shù)據(jù)實時傳輸所需要的通信條件。如：GPRS（通用無線分組）、CDMA（無線碼分多址）、專線方式或北斗衛(wèi)星等。當采用無線通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸時，站點位置的手機信號強度須經(jīng)現(xiàn)場測試，達到穩(wěn)定可靠。信號不穩(wěn)定，又不能改換的地點，須申請當?shù)匾苿油ㄐ挪块T對基站天線方向進行調(diào)整，或采用北斗通信方式進行數(shù)據(jù)傳輸。4.5避雷裝置省級自動氣象觀測站的避雷裝置要求應符合《GB/T31162-2014地面氣象觀測場（室）防雷技術(shù)規(guī)范》的要求。站點附近應具有可靠的接地體，接地電阻應≤4Ω。避雷針應高于觀測設(shè)施，處在高山、海島等巖石地面土壤的電阻率＞1000Ω?m的觀測場，接地體的接地電阻值可適當放寬。5觀測場建設(shè)5.1建設(shè)原則確保省級自動氣象站設(shè)備長期、穩(wěn)定運行，且盡可能減少外界因素對設(shè)備的干擾和破壞。5.2觀測場設(shè)置省級自動氣象觀測場應為矩形，正南北走向，門朝北。觀測場四周設(shè)置堅固、稀疏、美觀、不反光或弱反光材質(zhì)的防護圍欄，圍欄間距不大于0.2m，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，且應確保觀測設(shè)施不遭受人、畜的損壞。不需設(shè)置圍欄的，觀測場四角也應設(shè)置明顯的固定標志。場地經(jīng)緯度需測量精確到秒，標注精確到分，海拔高度精確到0.1m。5.3下墊面要求陸地站應設(shè)置在位于地面并保持自然平整的觀測場地上，不宜設(shè)置在建筑物上面；在浮標、石油平臺或鐵塔等特殊條件下，可不設(shè)置觀測場。陸地觀測場應為自然下墊面，觀測場外2m范圍，宜與觀測場內(nèi)一致。觀測場地應平整，保持有均勻草層（不長草的地區(qū)例外），草高不能超過25cm。對草層的養(yǎng)護，不能對觀測記錄造成影響。除農(nóng)氣站外，場內(nèi)不準種植作物。5.4場地規(guī)劃5.4.1單要素站要求單要素觀測場面積應達到2m（南北）ⅹ2m（東西）的要求，特殊場所可不設(shè)觀測場。5.4.2兩要素站要求7兩要素站觀測場不得小于6m（南北）ⅹ3m（東西）。5.4.3四～六要素站要求四～六要素站觀測場應達到8m（南北）ⅹ4m（東西）。5.4.4六要素以上自動站要求在常規(guī)六要素站基礎(chǔ)上增加能見度、降水現(xiàn)象、稱重降水、地溫、輻射等氣象要素的，觀測場應達到10m（南北）ⅹ10m（東西），可根據(jù)增加要素按實際情況進行擴展。5.4.5走線要求全部纜線均應采用套管做防護，并埋入地下，管道直徑50～90mm，埋設(shè)深度30～50cm；電力電源與儀器信號纜線應分管防護。6觀測場內(nèi)儀器的整體布局6.1布局原則及基本要求觀測場內(nèi)儀器設(shè)施的布置應互不影響，便于觀測操作。具體要求如下：1.高的儀器設(shè)施安置在北面，低的儀器設(shè)施安置在南面。風、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，能見度等新增觀測儀器的位置，以滿足自身觀測條件要求，又不影響其它要素觀測記錄為原則。2.各儀器設(shè)施東西排列成行，南北布設(shè)成列，相互間東西間隔一般不小于2m，南北間隔一般不小于2m，儀器(除風、能見度外)距觀測場邊緣護欄一般不小于1m。6.2觀測場內(nèi)儀器設(shè)施布置觀測場內(nèi)儀器設(shè)施布置，依所選要素參考下圖確定其南北、東西位置布局。8圖1觀測場儀器設(shè)施布置參考圖7設(shè)備技術(shù)要求及功能7.1設(shè)備技術(shù)性能要求選定省級自動氣象觀測站設(shè)備的應用指標須滿足有關(guān)自動氣象站功能規(guī)格書的要求，須取得中國氣象局頒發(fā)的專用氣象裝備使用許可證，須能實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的組網(wǎng)上傳。7.2采集控制系統(tǒng)省級自動氣象站采集控制系統(tǒng)包括：觀測數(shù)據(jù)的自動采集和預處理、智能存儲管理、自動上傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)上傳時間間隔設(shè)置、遺漏資料補登、時鐘校準等功能。7.3采樣和算法要求省級自動氣象站數(shù)據(jù)采集、傳輸能支持統(tǒng)一版中心站軟件，提供相關(guān)通信模塊和底層控件的相關(guān)技術(shù)支持，省級自動氣象站采樣和算法要求（參見附錄A）。7.4中心站功能7.4.1組網(wǎng)與通訊省級自動氣象站與中心站通過通訊系統(tǒng)建立雙向聯(lián)系，實現(xiàn)省級自動氣象站組網(wǎng)功能。中心站對所有省級自動站進行統(tǒng)一管理、設(shè)置、查詢各站的基礎(chǔ)信息與設(shè)備運行狀態(tài)信息。7.4.2中心站軟件中心站軟件應具備如下功能：設(shè)置數(shù)據(jù)上傳時間間隔、遺漏數(shù)據(jù)補登、時鐘校準、報警功能及多種監(jiān)控界面。7.4.3數(shù)據(jù)文件格式省級自動氣象站生成數(shù)據(jù)文件格式應具備通用性，應符合《GB/T33695-2017地面氣象要素編碼與數(shù)據(jù)格式》要求。8設(shè)備安裝要求8.1傳感器的安裝8.1.1風向、風速傳感器風向、風速傳感器安裝在風桿或風塔上。安裝風向、風速傳感器的橫臂應呈南北向,風向傳感器的指南(北)針與橫臂平行,風杯中心和風向標中心距地高度10～12m。風桿自帶避雷針宜高出傳感器0.5m，用16mm2接地線將避雷針的垂直引下線與獨立避雷接地體連接,注意勿連接觀測場地網(wǎng)。8.1.2溫濕度傳感器溫濕度傳感器放置于百葉箱內(nèi)時，傳感器位于百葉箱內(nèi)水平面的中心線上，傳感器的感應部分需朝向地面，保持垂直，傳感器感應部分中心距地高度1.5m。9溫濕傳感器安裝在防輻射罩內(nèi)時，防輻射罩須位于風桿的南側(cè)，傳感器的感應部分需朝向地面，保持垂直，傳感器感應部分中心距地高度1.5m。8.1.3雨量傳感器雨量傳感器承水器口緣距觀測場地面的高度為70cm，高度不足部分用水泥基礎(chǔ)找齊。雨量傳感器放置于特制支架上(支架高0.1m),雨量傳感器的承水口須保持水平,應調(diào)節(jié)傳感器底座使水平氣泡在中心圓圈內(nèi)。如特殊觀測位置，可通過支撐底座適度調(diào)高承水器口緣高度，不超過150cm。安裝時用16mm2接地線就近與觀測場防雷地網(wǎng)連接。8.1.4氣壓傳感器氣壓傳感器放置于采集箱內(nèi)部,氣壓傳感器的感應部分中心距地高度為1.5m。8.1.5其它傳感器安裝要求其它傳感器安裝要求（參見附錄B）8.2線纜的安裝與連接纜線宜采用套管做防護,并埋入地下,管道直徑(50～90)mm及以上,埋設(shè)深度(0.3～0.5)m(施工困難區(qū)域可酌情調(diào)整)；電力電源與儀器信號纜線應分管防護。須確保觀測場內(nèi)地下纜線防護管端口的嚴密性,防止鼠類進入。8.3采集箱的安裝采集箱的下沿離地面75cm。9標識標牌標識標牌分站標和提醒標牌。站標的內(nèi)容，應包括標準站名、經(jīng)緯度、海拔高度、建站時間等，經(jīng)緯度精確到分，拔海高度精確到0.1m。提醒標牌至少包括警示語、管理單位、聯(lián)系電話。標識牌應設(shè)置在觀測場入口，寬60cm、高40cm。省級自動氣象站采樣和算法要求表A.1省級自動氣象觀測站采樣和算法要求要素采樣頻率計算平均值計算累加值計算極值大氣溫度30次/min每分鐘算術(shù)平均值-小時內(nèi)極值及出現(xiàn)時間雨量每分鐘、小時累計值--風向求1min、2min平均；以1min為步長（取1min平均值）計算每分鐘的10min滑動平均-對應極大風速和最大風速時的風向風速4次/s以0.25s為步長m求3s滑動平均值；以1s為步長（取整秒時的瞬時值）計算每分鐘的1min、2min算術(shù)平均；以1min為步長（取1min平均值）計算每分鐘的10min滑動平均-每分鐘、每小時3s極值（即極大風速）；每小時內(nèi)10min極值（即最大風速）；小時內(nèi)極值對應時間相對濕度30次/min每分鐘算術(shù)平均-小時內(nèi)極值及出現(xiàn)時間氣壓30次/min每分鐘算術(shù)平均-小時內(nèi)極值及出現(xiàn)時間自動氣象站傳感器安裝要求表B.1自動氣象站傳感器安裝要求儀器設(shè)施安裝要求允許誤差范圍基準部位氣壓傳感器距地高度120cm±3cm感應部分中心溫濕度傳感器距地高度150cm±5cm感應部分中部風速傳感器距地高度10～12m/風杯中心風向傳感器距地高度10～12m方位正北/±5°風標中心方位指北桿翻斗雨量傳感器距地高度70～150cm/承水口口緣稱重式降水傳感器距地高度120cm或150cm±3cm承水口口緣輻射傳感器支架高度150cm方位正北緯度以本站緯度為準±0.25°支架安裝面底座南北線蒸發(fā)傳感器距地高度30cm地面溫度傳感器鉑電阻傳感器埋入土中一半/感應部分中心草面溫度傳感器距地高度6cm感應部分中心淺層地溫傳感器感應部分中心深層地溫傳感器深度40、80cm深度160cm深度320cm±3cm±5cm感應部分中心前向散射能見度儀距地高度280cm采樣區(qū)域中心降水現(xiàn)象儀距地高度2