浅谈吉安市国家地面天气站升级改造

摘要：吉安地区大部分地面天气站仍然是老式的华云升达CAWS600-RT，一半以上都是两要素或四要素，且运行不稳定，已经满足不了智能网格预报和服务需求精细化，在上级部门统一安排和协调下，近几年吉安市通过升级改造建成了38个国家地面天气站（六要素站）。文章主要以吉安市国家地面天气站升级改造为例，从最初的选址，设备安装调试到竣工验收等方面来阐述，介绍了吉安市国家地面天气站升级改造的相关技术及其注意事项，仅供同行参考。

关键词：吉安市，国家地面天气站，升级改造，注意事项

1 引言

吉安市位于江西省的中部，常年夏季温度较高且雨水充足，冬季温度适宜，降水较少，属亚热带季风湿润性气候，具有一定的代表性。为提供更准确及时的预报，进一步协同气象要素格点实况场和江西省智能网格预报检验，使得地面观测业务更规范化，提高地面天气站观测数据的“三性”，结合当地服务需求实际情况，2018年吉安市建成38个国家地面天气站，现运行稳定安全，为当地在防灾减灾服务中提供了有力支撑。

2 吉安市区域自动站现状

吉安市的CAWS600-RT型区域自动站建设于2005年前后，截止2017年，已连续工作十多年了，设备也应更新几代了。观测要素普遍偏少，设备老旧，运行不稳定，已无法满足当地气象服务的需求。再者，经常出现掉线、数据无法上传、空报、缺报等情况，没法保证其传输率、可用率等，业务质量在全省排名偏低。由于历史的原因，绝大多数站点还是以前安装的位置，如乡政府、村委会楼顶等，严重破坏了探测环境，导致观测的实时数据相差大，与天气预报预警和预报检验的需求相差甚远。因此，重新选择站点的探测环境尤为重要，将区域自动站落地升级改造是当前最主要的任务。

3 国家地面天气站升级改造

3.1 选址、基础设施建设

新选的站址更要在天气监测、预报预警和当地气象服务中可以发挥重要作用，因此，最好设在能较好地反映当地天气状况和灾害性天气特点的地方，观测场探测环境应避免局部地形的影响，四周应空旷平坦。落地站址的选址应优先在原站址的3公里范围内选择，最大距离不超过10公里，且具有较好的数据一致性和一定的地域代表性，以满足当地气象服务需求。从吉安市国家地面天气站的建成运行至今来看，在通过当地政府的配合和协助下，尽量把站址选在公家土地，切勿占用私人土地，以防避免没必要的麻烦。新选的站点位置应具备数据实时传输所需要的网络信号，可用手机现场测试信号，信号不稳定或者信号弱的地方需重新选择。在有条件下，可优先选择建设在敬老院、学校等公共土地，为以后的气象服务、维护维修等提供更多方便。

新选址的国家地面天气站全为六要素，且观测场面积必须不得小于32平方米，南北向长8米，东西向宽4米，若受地形条件限制，也可降为24平方米（6米×4米）。观测场内应保持最原始的自然状态，草不能超过25cm，且不得种植作物。观测场内仪器布局遵循“北高南低”原则，各仪器之间的布局东西间隔不小于4米，仪器距离围栏边缘不小于3米。在安装预埋件时，从北向南按顺序布设风杆、百叶箱和雨量传感器的预埋件，所有基础设施建设都应做好，包括围栏、地下PVC管、防雷等，需为后面的安装仪器做好准备。

3.2 设备安装、调试

吉安市升级改造国家地面天气站时选用的是江苏无锡厂家生产的DZZ4型采集器，其采集、传输数据稳定，设计较人性化，出现故障率低。安装设备过程中，遵循“先大后小，从北至南”原则，正确的安装方法可省下不少时间，节约人力物力财力。10米风杆是有三节钢管拼接而成，安装时先将最底端那根固定在基座上，并能通过葫芦支撑起来，然后依次拼接其它两根并用螺丝固定锁死，风向风速传感器安装在风横臂上，指北针则在风向传感器一侧，调节好位置，竖起来后要指向北面，避雷针固定在最顶端。太阳能板安装在风杆第二节拼接出，刚好有卡扣，方便固定，这里需要注意调整太阳能板角度，使之竖起来能指向西南方向即可。采集器和电源机箱可根据自己需要安装在风杆合适的高度，推荐距地1.5米左右的高度，方便维护维修。为了保护数据线及仪器美观，所有引下来的线都要通过风杆内部再通到机箱。所有的安装操作完成并检查没有问题后，特别注意线是否接好和螺丝是否拎紧，再将风杆慢慢地升起来，为确保安全，其他人员切勿站在风杆下面，升起过程中，切勿弧度过大。竖起后，赶紧用插销拴住，大螺丝锁死，即可完成风杆的安装。

百叶箱的安装较简单，先把温湿度线穿好，线头用电胶缠一下，起保护作用，然后将百叶箱在旁边拼接起来，兩至三人一起抬起安放在基座上，并调好水平后再固定。百叶箱内部的温湿度传感器可以先接好，箱内有一个支架，固定在底部，将温湿度传感器固定在支架上即可，传感器感应部分中心距地高度150±5cm，温湿度线通过转接盒，和对应的颜色相接，接好核对无误再固定，另一端就是通向采集器。安装雨量传感器时需注意两点：一是水平，安装时注意调整传感器底座的水平，需保持气泡在中间圆圈内;二是距地高度，雨量传感器承水口距地高度不能低于70cm。雨量传感器的接地线要与观测场防雷地网连接，数据线通过地下管道的PVC管通至采集器。所有数据线接好后汇集至采集器机箱，从机箱底部对应的口子穿入机箱内完成接线，人性化设计，只需按颜色接线即可，所进入机箱的线最好打上一结，以防时间久了或受到外力拉扯掉出机箱。因气压传感器是固定好在机箱内部，只需按气压传感器距地高度要求进行微调就行。太阳能板的线穿入电源机箱，按照操作要求来接线，切勿接反或正负碰头，然后从电源机箱的电源线引到采集器机箱内部给采集器提供供电，此类型采集器都是12V供电。通信模块的天线从机箱内部引出，固定好在机箱的上方。

所有仪器设备接好，确认无误后，可通上电源进行参数设置。本文介绍的是厂家开发的sscom4.2软件，，通过直连笔记本，打开软件即可配置参数。主要设置参数有：测站经纬度、测站海拔高度、气压传感器海拔高度、时差等，数据设置好后，再次输入LONG、LAT、ALT、ALTP、TD等命令一一检查回执是否与设置的参数一致。输入命令：SAMPLES，检查所有要素数据，若哪个要素缺测或者异常，则需反向查回去，降水可人工倒入适量水进行模拟，比较雨量数据。当所有数据能在笔记本上查看到且正常时，再与中心站管理人员联系，进行简单的配置后就可以上传数据，即可投入试运行阶段。

3.3竣工验收

国家地面天气站需经过三个月的试运行期，达到技术要求时，可进行最终验收。邀请工程师以上的专家组进行现场验收，查找、挑取问题，不符合规范要求的需重新整改，直到达到规范要求为止，验收合格需出具竣工文档进行留档。验收环节产生的费用全部由施工方承担，并质量保证期为最后终验收之后的五年。

4 结论

通过对新选站址的升级改造，吉安市共建成38个国家地面天气站，极大地改善了区域站探测环境，为江西省的智能网格预报和当地气象服务需求打下坚实的基础。本文通过阐述升级改造一个完整的国家地面天气站过程，详细描述了其安装、调试过程，分析总结了升级改造的相关技术及注意事项。

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作者简介：宋增飞（1992-），男，江西吉安人，本科，助理工程师，主要从事自动气象站运行保障与维护工作。