浅谈区域自动气象站升级改造技术方案和注意事项

廖蕾艳 张祖潜

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714117

摘要：2006年至今，仙桃市气象局先后投入建成22个区域自动气象观测站，区域自动气象观测站点的投入使用，为当地提高精细化预报和政府决策具有一定的积极作用，为气象灾害监测预警预报服务提供技术支撑。在使用过程中，随着设备的老化和使用寿命等诸多因素影响，需要对部分站点进行升级改造，本文针对在区域自动气象站升级改造中的技术方案和注意事项进行讨论，为其他站点的升级改造工作提供工作参考。

关键词： 区域自动气象站；升级改造；注意事项

根据湖北省气象事业发展“十三五”规划，为气象灾害监测预警预报服务提高技术支撑，进一步优化完善区域自动气象站观测网，优化布局，统一设备标准，形成运行稳定、质量可靠的区域气象观测站网。仙桃市气象局对辖区内站址探测环境差、设备老化的站点进行改造。改造站点选取：毛嘴、西流河、通海口、杨林尾4个站点进行升级改造，其中毛嘴、西流河、通海口区域站点升级为4要素，杨林尾改造为6要素。

1 改造意义和目标

对选定的区域自动气象观测站点进行升级改造工作，逐渐统一设备型号、规格，扩充设备功能，使所有设备能够满足《新型自动气象站功能规格书》要求。统一中心站软件，强化中心站网全网数据与状态监控，提供规范格式的观测数据和设备运行状态数据。实现与省级CIMISS的对接、数据存储，开展智能终端监控软件开发和应用。通过升级改造后的站点，不断提高区域气象观测站网的运行稳定性，提高区域气象观测站网应用效益[1]。

2 改造技术方案

2.1 设备选型

区域气象观测站的设备的结构、功能、测量、供电、防雷、环境适应性等技术指标和安全性、可靠性、可维性、功耗等应用指标须满足《新型气象站功能规格书》的要求，须取得中国气象局颁发的设备使用许可证，须能实现实时数据及设备状态的组网上传[23]。

2.2 设备主要技术指标

区域气象观测站所使用的传感器主要技术指标： 气压范围500hPa～1100hPa， 气温范围50℃～50℃， 相对湿度范围5%～100%RH，风向范围0～360°，风速范围0～60m/s，翻斗降水量范围雨强0～4mm/min，时钟误差主采集器实时时钟走时误差不大于15秒/月，供电方式为太阳能供电。

2.3 设备仪器布局

图1 区域自动气象观测站场地布局

风、气温、湿度、降水、地温等常规观测仪器按照北高南低的顺次安置，尽量东西成行，南北成列。场内铺设观测道路时，仪器尽量安置在紧靠东西向小路的南面[4]。应按照《地面气象观测规范》的要求，尽可能使各仪器设施的相互间达到东西向不小于4米，南北向不小于3米；仪器距观测场护栏间距不小于3米。确因条件限制，仪器之间的距离应不小于2米，仪器（除风杆外）距围栏应不小于2米。区域气象观测站场地布局见图1。

2.4 围栏和仪器设施

观测场地一般应设置坚固、稀疏、美观、不反光或弱反光材质的防护围栏，其高度可根据安全防护需求并与周边环境相协调为宜。

风、气温和湿度、降水等传感器的安装设施都应按照图纸制作坚固、美观的混凝土基础。

（1）风杆、百叶箱、雨量传感器的基础根据厂商提供的图纸制作。

（2）基础的顶面要方正、平滑，并高出观测场地面3～5厘米，以减少积水对紧固件的侵蚀。

（3）基础内要预埋一定口径的铝塑穿线管，与地下管道连通，用于仪器缆线的穿行和保护，全部缆线均应采用带有金属屏蔽层的套管做防护，并埋入地下，管道直径50～90毫米，埋设深度30～50厘米；确保缆线防护管端口的严密性，防止鼠类进入地下管网。

2.5 防雷和场地建设

严格按照中国气象局《自动气象站建设技术要求》和《自动气象站工程施工图设计》中的技术指标和相关建设规范要求开展自动气象站防雷和场地建设工作[3][5]。区域站观测场面积不得小于南北长8米、东西宽4米。观测场门的位置以方便人员进出和方便仪器维护为原则；场内一般不铺设专用小路；当铺设小路时，路面的宽度应小于50厘米。

3 注意事项

（1）在升级改造站点选址过程中，要认真勘察周围探测环境是否符合要求，SIM卡通讯信号是否稳定正常。

（2）基础设施预埋时，要注意预埋件的方位，预留一定的孔径以便后续走线。

（3）安装施工过程中，保证各类设备底座的水平牢固，设备间的间距。完成安装后，将各类仪器检定证书进行整理归档登记。

（4）调试过程中，通电前对各类设备线路连接进行检查，避免出现短路事件，尤其太阳能控制盒和电源接入时注意正负二级极性。

（5）调试传输通讯模块时，需要接入天线，避免造成模块阻抗不匹配烧毁模块。通讯模块上线后，与中心站联系，配置相关参数，观察数据传输、入库、解析等情况。

4 改造后站点运行数据

改造后通海口区域站点数据

改造后西流河区域站点数据

5 结语

在区域自动气象站升级改造过程中，要严格按照技术方案施工，确保完成改造的站点能正常使用。在工作中业务人员要做好运行站点的巡查维护，对常見故障进行总结，逐渐形成一套行之有效的区域自动气象站管理运行机制，来提高区域自动气象站点的运行效率。

参考文献：

[1]江苏无线电科研所有限公司.ZQZA系列自动气象站用户手册[G].无锡：无锡无线电科研所，2007.

[2]江苏无线电科研所有限公司.ZQZCII型自动气象站维修讲义[Z].2006.

[3]李鑫，鲁霞，何欢，等.一次信号干扰引发的区域气象站故障.气象水文海洋仪器，2014，9（3）：109111.

[4]崔讲学，杨志彪，等.地面气象观测[M].北京：氣象出版社，2011.

[5]张世昌.气象装备技术保障手册——自动气象站[Z].