地面有線綜合遙測(cè)氣象儀課件

地面有線綜合遙測(cè)氣象儀空基SPACE地基INSITE高空觀測(cè)特種觀測(cè)專業(yè)觀測(cè)閃電觀測(cè)廓線觀測(cè)器測(cè)目測(cè)雷達(dá)測(cè)雨測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀測(cè)風(fēng)人工遙測(cè)……GPS測(cè)風(fēng)導(dǎo)航測(cè)風(fēng)雷達(dá)風(fēng)無(wú)線電探空自動(dòng)站遙感飛機(jī)觀測(cè)飛機(jī)遙測(cè)地基輻射計(jì)測(cè)水汽…...閃電定位衛(wèi)星測(cè)臭氧閃電定位云圖測(cè)風(fēng)測(cè)雨測(cè)要素衛(wèi)星測(cè)輻射輻射遙測(cè)臭氧探空農(nóng)氣輻射酸雨農(nóng)業(yè)海洋環(huán)境掩星技術(shù)T、V廓線測(cè)風(fēng)測(cè)溫

GPS/MET地基總水量衛(wèi)星觀測(cè)其它觀測(cè)天氣雷達(dá)觀測(cè)地面觀測(cè)全球空基觀測(cè)系統(tǒng)

ACombinationofGeostationaryandPolarOrbitingSatellites地基觀測(cè)系統(tǒng)的分布圖

氣象站（紅色）觀測(cè)船舶（藍(lán)色）全球地面觀測(cè)網(wǎng)全球地面觀測(cè)網(wǎng)全球地面天氣報(bào)告1999年10月1-15日全球高空天氣報(bào)告1999年10月1-15日全球高空探測(cè)網(wǎng)分布示意圖

截止2001年10月上半月圖3截止2001年10月上半月全球高空探測(cè)網(wǎng)分布示意圖全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)氣候中心2.1觀測(cè)組織工作地面氣象觀測(cè)（surfaceobservation）是指在地面上一定地點(diǎn)用儀器或目力對(duì)近地層的大氣狀況及天氣現(xiàn)象進(jìn)行的測(cè)定或觀測(cè)。國(guó)家氣象局地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)體系（2600多個(gè)各種氣象臺(tái)站）基準(zhǔn)站計(jì)劃布設(shè)Ⅰ型站基本站計(jì)劃布設(shè)Ⅱ型站氣象資料的“三性”：代表性：指所測(cè)得的某一要素值在規(guī)定的精度范圍內(nèi)，不僅能夠反映該要素測(cè)點(diǎn)的局地情況，而且能夠反映測(cè)點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)該要素區(qū)域的平均情況。準(zhǔn)確性：觀測(cè)資料反應(yīng)氣象要素的真實(shí)程度。比較性：指不同測(cè)站同一時(shí)間取得的同一要素值能夠進(jìn)行互相比較并顯示出這個(gè)要素的地區(qū)分布特征，另外也指同一測(cè)站不同時(shí)間的同一要素能夠進(jìn)行比較，以說明要素隨時(shí)間的變化特點(diǎn)。2.1.2觀測(cè)項(xiàng)目及觀測(cè)程序觀測(cè)項(xiàng)目：遙測(cè)項(xiàng)目:氣壓、空氣的溫度和濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量和地溫（0～320cm）;人工目測(cè)項(xiàng)目:云、能見度和天氣現(xiàn)象;人工器測(cè)項(xiàng)目:固體降水、日照、蒸發(fā)、雪深、雪壓、凍土和電線積冰。2.1.2觀測(cè)項(xiàng)目及觀測(cè)程序次數(shù)和時(shí)間：人工站：北京時(shí)間02、08、14、20時(shí)四次;自動(dòng)氣象站：實(shí)時(shí)觀測(cè)。正點(diǎn)定時(shí)觀測(cè)程序?yàn)椋?0～55分觀測(cè)云、能見度和天氣現(xiàn)象等目測(cè)項(xiàng)目和固體降水量；56分自動(dòng)采集定時(shí)遙測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，并讀入微機(jī)；57～59分對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，能見度、云和天氣現(xiàn)象編碼、固體降水量等記錄輸入微機(jī)。2.1.3站址和觀測(cè)場(chǎng)的選擇氣象臺(tái)站必須依一定的密度而分布，組成氣象臺(tái)站網(wǎng)。氣象臺(tái)站之間的距離應(yīng)根據(jù)平原或山區(qū)而不同。由于平原地區(qū)的記錄代表性比山區(qū)的范圍要大，所以氣象站之間的距離在平原地區(qū)為150km，而山區(qū)應(yīng)為100km。隨著對(duì)氣象要素精度要求的增加，以及對(duì)中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)工作考慮，氣象站網(wǎng)還要適當(dāng)加密。觀測(cè)場(chǎng)的選擇(環(huán)境條件的要求)觀測(cè)場(chǎng)四周必須空曠平坦，觀測(cè)場(chǎng)邊緣與四周孤立（從觀測(cè)場(chǎng)圍欄外緣起量，視寬角≤22.5度）障礙物的距離至少是該障礙物高度的3倍以上，兩孤立障礙物最近的橫向距離不得小于30米；距離成排（從觀測(cè)場(chǎng)圍欄外緣起量，視寬角≥22.5度）的障礙物的距離至少是該障礙物高度的10倍以上；觀測(cè)場(chǎng)四周10米內(nèi)不能種植高稈作物，以保證氣流暢通；氣象站周圍的工程設(shè)施邊緣與氣象站觀測(cè)場(chǎng)圍欄的距離要求是：鐵路路基必須為200米以遠(yuǎn)；公路路基必須為30米以遠(yuǎn)；水庫(kù)等大型水體必須為100米以遠(yuǎn)；對(duì)觀測(cè)環(huán)境有害的污染源，其邊緣與氣象站觀測(cè)場(chǎng)圍欄的距離必須為500米以遠(yuǎn)。觀測(cè)場(chǎng)周圍不得有致使傳感器觀測(cè)值發(fā)生異常變化的各種干擾源。觀測(cè)場(chǎng)的要求

觀測(cè)場(chǎng)大小一般為25×25平方米。如確因條件限制，可為16（東西向）×20（南北向）平方米（高山、海島站不受此限）。為保護(hù)觀測(cè)場(chǎng)地的自然狀態(tài)，場(chǎng)內(nèi)要鋪設(shè)水泥預(yù)制板小路，小路下面建成地溝。觀測(cè)場(chǎng)四周應(yīng)設(shè)高度約1.2米的稀疏圍欄，須能保持氣流暢通。場(chǎng)內(nèi)要保持整潔，有積雪時(shí)，除小路上的積雪可以清除外，應(yīng)保護(hù)場(chǎng)地積雪的自然狀態(tài)。場(chǎng)內(nèi)儀器的布置高的儀器安置在北面，低的儀器順次安置在南面，東西排列成行。儀器之間南北間距不小于3米，東西間距不小于4米，儀器距圍欄不小于3米。觀測(cè)場(chǎng)門開在北面，儀器安置在緊靠東西向小路的南面，觀測(cè)人員應(yīng)從北面接近儀器。1.淺層地溫傳感器2.日照計(jì)3.深層地溫傳感器4.E-601型蒸發(fā)器5.小型蒸發(fā)器6.雨量器7.雨量器筒8.雨量傳感器（同排適當(dāng)位置）9.虹吸雨量計(jì)10.大百葉箱11.小百葉箱12.大百葉箱（內(nèi)裝：通風(fēng)干濕球傳感器、濕敏電容）13.電接風(fēng)儀14.風(fēng)向、風(fēng)速傳感器觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)儀器設(shè)置2.1.5工作室要求及設(shè)備安置遙測(cè)儀的工作室面積不小于12m2,室內(nèi)應(yīng)明亮潔凈、通風(fēng)、防塵。室溫保持在5～28℃，濕度不高于90％。配備必要的工作臺(tái)、椅，儀器放置整齊，微機(jī)操作方便。儀器設(shè)備應(yīng)采取相應(yīng)防雷措施。遙測(cè)儀所用交流電源為220（+10％，-15％）伏，50赫茲，并應(yīng)從配電盤接專線供電，不得同其它電器混用。工作室內(nèi)線路安裝應(yīng)符合供電部門的規(guī)定，確保用電安全，并便于用電操作。2.2遙測(cè)儀的構(gòu)造原理遙測(cè)儀主要由：傳感器、數(shù)據(jù)采集器、微機(jī)、打印機(jī)、電源和專用電纜等組成。室外部分有：溫、濕度傳感器、風(fēng)傳感器、雨量傳感器和地溫傳感器等；室內(nèi)部分有：氣壓傳感器、數(shù)據(jù)采集器、微機(jī)、打印機(jī)、電源等；各傳感器通過專用電纜與數(shù)據(jù)采集器相連接。2.2.1遙測(cè)儀的基本結(jié)構(gòu)遙測(cè)儀的總體結(jié)構(gòu)示意圖2.2.1遙測(cè)儀的基本結(jié)構(gòu)遙測(cè)儀的總體結(jié)構(gòu)框圖傳感器

傳感器可將氣象要素的變化轉(zhuǎn)換成電量的相應(yīng)變化，以便于完成自動(dòng)測(cè)量。數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器包括接口和保護(hù)電路、測(cè)量變送電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、計(jì)數(shù)電路和數(shù)字信號(hào)輸入電路、電源系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)采集過程是在單片機(jī)的CPU實(shí)時(shí)控制下，根據(jù)各個(gè)要素的不同采樣時(shí)間間隔要求完成對(duì)數(shù)據(jù)的連續(xù)采集，并把所得數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理。微機(jī)在遙測(cè)儀系統(tǒng)界面控制程序引導(dǎo)下運(yùn)行。收集采集器采集、預(yù)處理后的氣象數(shù)據(jù)和人工鍵入項(xiàng)目的觀測(cè)數(shù)據(jù)，按規(guī)范的要求顯示實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)觀測(cè)結(jié)果，進(jìn)行定時(shí)處理、存儲(chǔ)、編輯報(bào)文、制作各類氣象報(bào)表。打印機(jī)為系統(tǒng)的輸出設(shè)備，主要用于氣象數(shù)據(jù)和氣象報(bào)表等的打印輸出。UPS電源給微機(jī)供電，保證微機(jī)正常運(yùn)行。通訊方式由于各臺(tái)站氣象報(bào)文現(xiàn)有的發(fā)送路由、發(fā)送設(shè)備不同，因此，遙測(cè)儀不配備統(tǒng)一的通訊設(shè)施，通訊方式也不做統(tǒng)一規(guī)定。工作流程

參數(shù)數(shù)據(jù)文件內(nèi)容包括：區(qū)站號(hào)、經(jīng)度、緯度、觀測(cè)場(chǎng)拔海高度、氣壓傳感器拔海高度、觀測(cè)次數(shù)、遙測(cè)儀干濕表通風(fēng)系數(shù)等。遙測(cè)儀的主要技術(shù)指標(biāo)遙測(cè)距離：≤150米；時(shí)鐘精度：月累計(jì)不超過±30′；平均無(wú)故障工作時(shí)間不少于2500小時(shí)，平均使用壽命大于5年；在連續(xù)三天停電的情況下，能維持正常的定時(shí)觀測(cè)；采集器能存儲(chǔ)七天以上的觀測(cè)資料。有數(shù)據(jù)監(jiān)控、自檢、診斷功能。遙測(cè)儀的主要技術(shù)指標(biāo)2.2.2傳感器氣壓傳感器氣壓傳感器隨采集器放置在室內(nèi);用來(lái)測(cè)定本站氣壓，并可計(jì)算出海平面氣壓和挑選日最高、最低氣壓值。2.2.2傳感器溫度、濕度傳感器2.2.2傳感器雨量傳感器：翻斗式遙測(cè)雨量計(jì)2.2.2傳感器風(fēng)向風(fēng)速傳感器風(fēng)向傳感器風(fēng)向感應(yīng)器為單板風(fēng)標(biāo)。風(fēng)速傳感器風(fēng)速傳感器采用三杯式感應(yīng)器。2.2.2傳感器地溫傳感器：鉑電阻為了使地面溫度更具有代表性，由四支鉑電阻感應(yīng)器組成測(cè)量地面溫度的感應(yīng)器，其方法是對(duì)四支鉑電阻測(cè)得的溫度值求取算術(shù)平均作為地面溫度值。2.2.2傳感器各類傳感器主要性能參數(shù)2.2.3數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器主要由一個(gè)單片機(jī)及信號(hào)處理轉(zhuǎn)換等電路組成，在功能上可分為接口電路、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、鍵盤顯示、通信接口等部分；主要完成對(duì)傳感器傳來(lái)的各要素信號(hào)進(jìn)行處理、換算為氣象信息，供存儲(chǔ)、顯示，并輸入微機(jī)。數(shù)據(jù)采集器的規(guī)格統(tǒng)一為：400mm×360mm×120mm（長(zhǎng)×寬×高）；便攜臺(tái)式。數(shù)據(jù)采集技術(shù)采樣順序：氣溫、濕度、降水、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓和地溫。采集與計(jì)算方法：瞬時(shí)值為一分鐘的平均值；平均值為在等時(shí)間間隔內(nèi)取得，等時(shí)間間隔不能超過傳感器的時(shí)間常數(shù)，2.3遙測(cè)儀安裝及觀測(cè)操作方法2.3.1遙測(cè)儀安裝2.3.1.1溫濕傳感器的安裝百葉箱2.3.1.2風(fēng)向風(fēng)速傳感器的安裝風(fēng)向風(fēng)速傳感器安裝在觀測(cè)場(chǎng)東邊的風(fēng)桿（塔）或平臺(tái)上。2.3.1遙測(cè)儀安裝2.3.1.3雨量傳感器的安裝雨量傳感器安裝在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)放置儀器同一行的適當(dāng)位置上。2.3.1遙測(cè)儀安裝2.3.1.4地溫傳感器的安裝遙測(cè)地面溫度和淺層地溫的觀測(cè)地段，設(shè)在原安裝地面溫度表和曲管地溫表東側(cè)的裸地內(nèi)，地表應(yīng)疏松、平整、無(wú)草，并與觀測(cè)場(chǎng)地面相平。2.3.1遙測(cè)儀安裝2.3.1.5氣壓傳感器的安裝氣壓傳感器隨數(shù)據(jù)采集器一起放置在工作室內(nèi)。要避開電風(fēng)扇或