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1、 业务管理 自动气候站 观测业务规范 附件 1 自动气候站观测业务规范 试行 中国气象局 二 七年十二月 前 言 我国地面气象观测长期以来主要依赖人工观测 1999 年开始逐渐使用自动 气象站 但是 自动气象站的观测精度和观测方法达不到进行基准气候观测的 要求 因此 在国家基准气候站虽然布设了自动气象站 从气候资料连续性和 自动气象站的精度考虑 人工观测仍然全部保留 另外 随着我国经济发展和 城市化进程的推进 大部分气象观测站的观测环境不断恶化 气候观测资料的 代表性受到影响 为了获取我国未来 50 年或更长时间的高质量的地面气象观测资料 评估 我国气候和气候变化 确定建立我国以自动观测为主的
2、地面基准气候观测网 地面基准气候观测网采取自动气候站布设 即选择观测环境具有代表性并 能保持长期稳定的气象观测场所 使用高稳定性 自动的观测仪器 来获取具 有代表性 准确性和比较性的地面气候基准资料 每个自动气候站通过通信网 络连接到省级气象信息中心和国家级气象信息中心 由国家级气象信息中心汇 集观测数据并进行质量控制 归档管理 形成可用的数据产品 本规范规定了自动气候站观测的基本要求 观测方法 技术要求 值班工 作要求 数据文件及归档 数据中心处理和自动气候站检定等内容 是自动气 候站观测的业务规则和技术规定 观测工作中应严格遵守 有关自动气候站的 具体使用方法 操作和维护由相关使用手册进行
3、规定 本规范由中国气象局监测网络司组织编写 中国气象局大气探测技术中心 负责具体编写工作 目 录 第 1 章 总则 1 1 1观测目标 1 1 2自动气候站布局 1 1 3区站号确定 1 1 4历史资料连续性评估 1 1 5数据文件归档及报送 2 1 6观测员的基本要求 2 第 2 章 自动气候站观测要求 3 2 1观测项目 3 2 2观测方式 4 2 3时制和日界 4 2 4累计值和极值的时界 4 2 5自动气候站观测场 4 2 5 1 环境条件要求 4 2 5 2 观测场要求 5 2 5 3 观测场的坐标 5 2 5 4 自动气候站安置 6 2 5 5 仪器塔仪器的布设 8 2 5 6 防
4、风圈要求 10 2 6值班工作室 12 2 7自动气候站技术性能要求 12 2 7 1 总体要求 12 2 7 2 传感器性能要求 12 2 7 3 测量值性能要求 13 第 3 章 自动气候站 15 3 1结构及工作原理 15 3 1 1 结构 15 3 1 2 工作原理 15 3 2硬件 16 3 2 1 传感器 16 3 2 2 数据采集器 21 3 2 3 系统电源 21 3 2 4 通信接口 22 3 2 5 外围设备 22 3 3系统软件 22 3 3 1 采集软件 22 3 3 2 监控处理软件 22 3 4主要功能要求 23 3 4 1 初始化功能 23 3 4 2 数据采集功
5、能 23 3 4 3 数据处理功能 23 3 4 4 数据存储功能 23 3 4 5 数据传输功能 23 3 4 6 系统管理功能 23 3 5数据质量控制 24 3 5 1 数据质量标识分级 24 3 5 2 采样值的质量控制 25 3 5 3 测量值的质量控制 26 3 5 4 气温传感器的检测 27 3 6采样 算法及数据存储 27 3 6 1 采样 27 3 6 2 算法 28 3 7监控处理软件基本流程 32 3 7 1 软件流程 32 3 7 2 数据流程 36 3 8安装 36 3 8 1 基本要求 36 3 8 2 传感器的安装 37 3 8 3 电缆的安装与连接 41 3 8
6、 4 采集器 电源 计算机与打印机等的安装 41 3 8 5 防雷要求 42 3 8 6 软件安装 42 第 4 章 值班工作 43 4 1基本要求 43 4 2自动气候站维护 44 4 2 1 一般要求 44 4 2 2 观测设施和各传感器维护 44 第 5 章 组网处理 50 5 1通信和组网 50 5 2数据处理 50 第 6 章 自动气候站检定 51 6 1数据采集器检定 51 6 2各传感器的检定 51 6 2 1 检定周期 51 6 2 2 检定方法 51 附录 1 终端控制命令 54 1 1运行操作 54 1 1 1 设置采集器的通信参数 54 1 1 2 在线更新采集器的程序
7、54 1 1 3 显示采集器的基本信息 54 1 1 4 采集器自检 54 1 2监控操作 54 1 2 1 采集器日期操作 54 1 2 2 采集器时间操作 55 1 2 3 采集器区站号操作 55 1 2 4 观测场纬度操作 55 1 2 5 观测场经度操作 56 1 2 6 地方时差操作 56 1 2 7 观测场拔海高度操作 56 1 2 8 气压传感器拔海高度操作 57 1 2 9 传感器修正值操作 待定 57 1 2 10辐射传感器灵敏度操作 57 1 2 11采集器电源容量操作 58 1 2 12采集器内存容量以及剩余容量操作 58 1 2 13机箱温度操作 58 1 2 14各传
8、感器状态操作 58 1 2 15实时状态信息操作 59 1 3观测数据控制命令和数据格式 59 1 3 1 返回数据一般格式 59 1 3 2 终端传送的观测数据要求 60 附录 2 数据文件格式 67 2 1采集数据文件格式 67 2 1 1 组成 67 2 1 2 正点常规气象要素数据文件 67 2 1 3 正点总辐射数据文件 70 2 1 4 分钟常规气象要素数据文件 72 2 1 5 分钟总辐射数据文件 74 2 1 6 实时状态信息文件 75 2 1 7 实时要素数据文件 76 2 1 8 分钟样本数据文件 77 2 2实时上传数据文件格式 78 2 2 1 组成 79 2 2 2
9、常规气象要素数据文件 79 2 2 3 总辐射数据文件 82 2 2 4 状态信息文件 83 2 3归档数据文件格式 83 附录 3 自动气候站观测值班工作日记 格式 84 附录 4 自动气候站日维护记录表 格式 85 附录 5 自动气候站月维护记录表 格式 87 第 1 章 总则 1 1 观测目标 为了获取我国未来 50 年或更长时间的高质量的地面气象观测资料 评估我 国气候和气候变化 确定建立我国以自动观测为主的地面基准气候观测网 地面基准气候观测网采取自动气候站布设 即选择观测环境具有代表性并能 保持长期稳定的气象观测场所 使用高稳定性 自动的观测仪器 来获取具有代 表性 准确性和比较性
10、的地面基准气候资料 每个自动气候站通过通信网络连接 到省级气象信息中心和国家级气象信息中心 由国家级气象信息中心汇集观测数 据并进行质量控制 归档管理 形成可用的数据产品 1 2 自动气候站布局 自动气候站的布局主要依据中国气候观测系统委员会关于中国气候观测系统 CCOS 的设计原则和确定的关键气候观测区 结合世界气象组织 WMO 对全球气候观测系统 GCOS 和区域气候站网选择原则 在现有国家级气象观 测站基础上 重点考虑现有观测站的探测环境 气候区域特点与代表性 已有资 料序列等因素择优选址确定 1 3 区站号确定 在现有国家级气象观测站布设或与现有国家级气象观测站按一站多址布设的 自动气
11、候站 其区站号与现国家级气象观测站相同 其他新建自动气候站由国务 院气象主管机构确定 1 4 历史资料连续性评估 要利用台站已有气象观测资料 开展地面基准气候资料连续性的评估 以获 取长序列的归一化 标准化的综合数据集 省级气象资料处理部门负责资料连续 性的评估工作 主要评估要素为气温 降水量 气温连续性评估 对逐日平均气温 日最高气温 日最低气温按月作均一性 对比分析 包括对比差值的月平均 月标准差和月一致率 当月一致率大于或等 于 时 作为资料连续 并给出月平均系统差值 否则视为资料不连续 降水量连续性评估 对月总量按年作均一性对比分析 包括对比差值的年平 均 年标准差和年一致率 当年一致
12、率大于或等于 时 作为资料连续 并给 出年平均系统差值 否则视为资料不连续 1 5 数据文件归档及报送 台站需要归档的数据文件包括 1 自动气候站采集数据文件 格式见附录 2 2 自动气候站业务软件的参数文件和日志文件 3 值班工作日记 格式见附录 3 4 归档数据文件 见附录 2 该文件应包括所有有可能影响观测数据的活 动和变化的记载 包括仪器检定 更换采集器和传感器 软件升级 近地面环境 参数 包括土壤性质和周围植被状况 周围观测环境的变化和对观测记录有影 响的干扰源等 其记载内容通过描述 标注日期 电子图像等方式进行报告 各级气象资料管理部门需要归档的内容和上报时间由同级气象主管机构制定
13、 台站和资料管理部门应按照逐级上报并审核的原则 按时报准 报全各类资料 1 6 观测员的基本要求 1 应经过系统业务技术培训 参加业务主管部门定期组织的考核 取得 省级或以上业务主管部门认定的地面基准气候观测业务岗位资格 2 具有气候系统相关专业的知识 熟练掌握气象观测技术 能运用计算 机处理有关信息资料 3 应掌握观测设备 计算机 网络的基本原理 当观测设备等出现一般 故障时应能及时排除 出现大故障时能查找故障原因 4 负责观测仪器和场地的日常维护 保持仪器和场地处于良好状态 5 应按规定的数据格式按时发送气象观测数据 整理值班工作日记和仪 器设备维护维修报告 及时归档各种数据文件和记录簿表
14、 6 应积极参加业务主管部门组织的专项业务技术进修培训 不断掌握新 的观测业务技术知识和新仪器的使用维护方法 第 2 章 自动气候站观测要求 2 1 观测项目 自动气候站观测项目至少应包括气温和降水量 气温观测包括两组铂电阻传 感器 每组为 3 支 一组置于百叶箱 另一组分别置于各自的通风防辐射罩内 降水观测包括称重式和翻斗式传感器 辅助观测项目包括风速 总辐射和地表温度 根据需要可扩展的观测项目包 括气压 湿度 土壤温度和土壤水分 各观测项目的测量值要求如下表 观测项目测量值单位 气温 每分钟平均值 整点值 5 min 平均 小时内最高值 5 min 平均 及出现时 间 小时内最低值 5 m
15、in 平均 及出现时 间 小时平均值 5 min 平均 标准差 摄氏度 采样值精确到 0 01 测量值精确到 0 1 出现时间为时分 降水量 每分钟累计量 小时累计量 毫米 mm 取 1 位小数 风速每分钟平均值米每秒 m s 取 1 位小数 2 min 5 min 10 min 滑动平均风速 小时内最大风速 10 min 滑动平均 及 出现时间 小时内极大风速 瞬时风速 及出现时 间 小时平均值 5 min 平均 标准差 出现时间为时分 总辐射 每分钟辐照度 小时内最大辐照度及出现时间 小时曝辐量 标准差 辐照度为瓦每平方米 W m2 取整数 曝辐量 为兆焦每平方米 MJ m2 取 2 位小
16、数 出现时间为时分 地表温度 每分钟平均值 整点值 5 min 平均 小时内最高值 5 min 平均 及出现时 间 小时内最低值 5 min 平均 及出现时 间 小时平均值 5 min 平均 标准差 摄氏度 取 1 位小数 出现时间为时分 气压 每分钟平均值 整点值 5 min 平均 百帕 hPa 取 1 位小数 出现时间为时分 小时内最高值 5 min 平均 及出现时 间 小时内最低值 5 min 平均 及出现时 间 小时平均值 5 min 平均 标准差 相对湿度 或露点 温度 每分钟平均值 包括水汽压 相对湿度 露点温度 下同 整点值 5 min 平均 小时内最小相对湿度值 5 min 平均 及出现时间 小时平均值 5 min 平均 标准差 水汽压为百帕 hPa 取 1 位小数 相对湿度为百分率 取整数 摄氏度 取 1 位小数 出现时间为时分 2 2 观测方式 全部观测项目均采取自动观测 由高可靠性技术设计和高精度测量的自动气 候站完成 辅以必要的人工维护和干预 2 3 时制和日界 辐射采用地方平均太阳时 其余观测项目均采用北京时 辐射以地方平均太阳时 24 时为日界 其余观测项目
