自动气象站的发展方向与思考

自动气象站的进展方向与思考气象自动观测的进展及其现状在气象预报与气候分析等气象争论应用领域,大气探测与测量是气象业务中最根底和最重要的工作之一,17世纪以来,气象观测业务的进展主要经受了三个阶段:地面观测形成阶段、高空探测阶段和遥感阶段,其中地面观测业务是气象观测业务的重要组成局部,是气象精细化预报的数据根底和数据1654年,FerdinandoIIdeMedici建立了世界上第一个气象观测站网络,该网络包含了巴行局部天气预报效劳。1837年,电报的消灭使得更大区域的气象观测网络和有效的数据处理,有助于气象工作者分析局部区域内某一时间段的气象变化过程。然而,受观测空间范围、大气观测要素种类、数据传输速度以及数据处理力量的影响,该观测网络不能为日常天气预报1849年,美国科学家JosephHenrySmithsonian争论院幵始了历史上第一个掩盖全美国的气象观测站。此后,欧洲各国开头建立了基于陆基和海洋的各种气象观测站网络。尤其是1851成立的英国气象局从最初的海洋气象观测站到世界上首个的逐日气象预报仅用了650年,很多国家都建立了国家级气象效劳的各种1883年利用气象观测资料构建了历史上第一个地面天气图,直接将观测网络得到的实况资料与天气形势变化相关联,为日本成为当今世界气象强国奠定了坚实根底。此后,气象观测网络成为气象预报、气候分析等各种气象效劳和气象研究中准确重要的数据根底,也是气象工作中不行缺少的组成局部。地面观测网络的进展史说明白观测站点的通讯条件和数据处理力量直接制约着观测网络的规模和时空观测密度气象观测网络的进展从原始的手工采集时期到数据电报时期以及近代基于计算机和通讯网络的高度自动化观测时期的进展历程也是观测网络范围不断扩大强以及观测要素不断增多的过程。50年月末,以人工观测为;60年月中期,由于半导体元件和脉冲数字电路的普及,其次代自动气象站产生。它的感应元件能近似观测云高、降水、福射总量、雷暴等天气状态。然而,该类气象仪器的数据釆集主要以非电子技术(如机械惯装置,)为主且观测自动化水平较低,需要在人工干预的方式下釆集实况资料,数据正确性仍以人工检查为主。70年月后,气象站已进展到第三代,无线传感器技术、电子计算机和通信技术的兴起,使得地面气象观测站自动化程度大大提高,观测气象要素明显增多,尤其是高密度的时空区分率、观测标准化、自动化等优势是传统人工观测技术无法比较的。目前常见的气象观测要素有:降水,气温,风速,风向,湿度,气压,能见度,地面温度,云量,日照福射,雾,霾等根本要素,其中,对降水,气温,风速,风向等气象要素已经实现观测采集全自动化过程,将来还将实现云、能、天等简单观测要素的观测自动化。不同于传统人工观测阶段,基于通讯,观,雷达,卫星等现代综合观测手段的广泛应用,气象数据在数量和质量上均有着质的飞跃。最终,基于无线传感器技术的自动气象观测站由于建站和维护本钱低,观测数据连续,观测位置不受限制等特点被广泛应用于气象观测、环境监测、水文观测等领域,成为防灾减灾和生态监测等公共效劳中不行缺少的重要观测手段。(从地下到太空)的时空观测一体化进展的过程。相对于雷达,卫星等高空探测设备,气象自动观测站由于观测站点数量大、品种多,观测要素的各异性以及近实时的特点打算了相对前者,自动观测站有着更为迫切的数据处理需求和简单的数据处理过程。自动气象站概述自动气象站的根本原理化，这种变化量被CPU实时掌握的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进展筛选，得出各个气象要素值。根本原理如以下图所示。各类气象要素传感器信号输入转换各类气象要素传感器信号输入转换避雷器处理模拟信号模拟信号输入通道数字信号I/O信号通道脉冲频率信号通讯接口脉冲信号计数通道数据采集器电源自动气象站工作原理自动气象站观测工程主要包括气压、温度、湿度、风向、风速、雨量等要素，经扩大自动气象站观测工程主要包括气压、温度、湿度、风向、风速、雨量等要素，经扩大对自动气象站人工干预状况也可将自动气象站分为有人自动站和无人自动站网由一个中心站和假设干自动气象站通过通信电路组成的。2.22.2自动气象站类型世界气象组织〔WMO〕的仪器和观测方法委员会〔CIMO〕把自动气象站根成供给实时资料的自动气象站和记录资料供非实时或脱机分析的自动气象站两类。实时自动气象站指实时向用户供给气象观测资料的气象站高度等。国产Ⅰ型自动气象站、Ⅱ型自动气象站、中尺度自动气象站、雨量站等，都是实时自动气象站。非实时自动气象站这一类自动气象站记录观测点的观测资料，观测资料记录在内部或外部的存储设备中，并没有实际资料的显示功能非实时自动气象站很少，例如农林小气候观测站。2.3自动气象站技术国内外争论概况自动气象站需依据国家气象部门的要求，对温度、湿度、气压、风向、风速、辐射、日该设备可以削减观测人员工作量，提高观测效率和质量。自1999年7VAISALA公司的自动气象站，首次将自动气象站投2023年1月1日实现了人工气象站与自动气象站的完善结合。当前国内自动气象站生产厂商很多，如2023年气象专用技术装备使用许可证名录公告中指出的长春气象仪器温度表、空盒气压计、电容式湿度传感器、称重式降水传感器、风向标传感器、翻斗式雨量传感器，总的来说，测量的气象要素主要为气压、湿度、雨量、风向、温度、风速、辐射、予以显示。总的来说，我国的气象站已经建立了肯定的规模，初步的实现了海洋观测、地面观测、差距。况且，我国现有的气象站的布局还存在肯定的缺乏，探测仪器、测量技术、根底争论的深度和设备的工艺生产还有待提高。因而，进一步改进我国地面气象观测的自动化水平，更自动气象站和提高国产传感器的测量精度及效率成为目前气象领域的主要方向需求的根底上，研制并开发出一代的智能自动气象站作为的进展目标。现今，芬兰VAISALA公司生产的气象产品在全世界70几个国家和20几个地区和MAWS系列的自动气象站是VAISALA公司的代表系列，MAWS201MAWS301、MAWS410系列。VAISALA公司的PWD22系列气象传感器和PWD12系列测。相比之下，还有英国的Biral公司研发的型PWS100系列气象传感器和VPF-730系列气象传感器;美国的OSI公司研制声场的OWI系列气象传感器和WIVIS系列气象传感器;德国的OTTParsivelGENEQ公司研发制造的TPI-885系列气国内还是国外自动气象站和数据采集设备都是配套的应用在气象观测系统中了重要的意义。与我国自主研发的自动气象站相比，国外的气象传感器和自动气象站突出特点分析如下：依据使用者的不同需求增加或是削减传感器的数量和种类，操作简洁。自动气象世界多国的业务应用的需要。承受现今的气象传感器技术，具有较高的产品精度和稳定性。在根本六要素传感器、红外传感器等产品的技术也已成熟。考虑各种恶劣简单的外界环境，自动气象站配备有良好的防护措施。在设备的操作的便捷性、修理的快捷性、使用敏捷性等诸多方面进展了人性化的设计。自动气象站进展趋势思考使用的自动气象站得运行牢靠性、不同型号设备间的兼容性和观测要素扩大力量。自动气象站及气象传感器应在如下几个方面加强和改进:〔1〕增加自动气象站防护力量。当前我国运行自动气象站在防雷措施上有较大缺乏，对当前运行的自动气象站故障统计结果觉察，雷击占故障总量的40%。由此可见加强自动及信号防雷等级相比旧的自动气象站都有提升，自动气象站运行的牢靠性大大提高。改进自动气象站的构造,承受总线制分布式或网络型构造,能够大大提高自动气象站的操作性和扩展性,是我国自动气象站进展的方向之一。研制具有自主学问产权、高精度、高牢靠性的气象传感器;在提高现有气象传感器的探测精度和牢靠性的同时,研制符合实际需求的其他要素的气象传感器;标准国产传感器的生产标准,不同厂家的产品应当遵守统一的标准,使同一型号的传感器能够相互替换。改进和完善数据采集器的构造,使数据采集器能实现传感器的随便增减和热插拔,从而提高自动气象站的扩展性和通用性。,针对自动气象站和气象传感器的技术指标修改、制定云、天气现象等的器测标准,促进多种气象传感器在自动气象站的业务应用。提高设计观念的优越性。依据统一标准、统一功能、统一构造、统一方法、统力。同时，基层观测台站对设备的维护和保障也变得更为简洁便捷。满足不断提高的气象观测需求，为提高我国气象观测事业的整体水平做出奉献。构造由集中式分布进展。自动气象站应最大程度地保证自动运行以削减维护费用和人力济源，因此其构造设计要充分留意模块化和的传感器插入自动气象站而不需要加地解决，成为自动气象站进展的趋势之一。传感器技术的不断进步以及气象要素传感器种类不断增多；目前由于国产传感器感器需要进口，所以国内厂家应吸取国外先进阅历，改进生产工艺，突破关键技术，生产符中。采集器技术的变革。数据采集器主要完成多个被测参数的输入、数字化处理、数具有重要意