丹東強(qiáng)降水天氣分析

徐金秀

摘 要：隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)氣象站和業(yè)務(wù)軟件都有了較大的升級(jí)。DZZ6型新型氣象自動(dòng)站和ISOS-SS業(yè)務(wù)軟件成功替代了DYYZⅡ 型自動(dòng)站和OSSMO軟件。DZZ6型站相比較DYYZⅡ 型站，在硬件設(shè)計(jì)上更集約化。ISOS-SS軟件不僅使得觀測(cè)監(jiān)控更方便，在后期數(shù)據(jù)維護(hù)等功能開發(fā)上也有很大的提升。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站；DZZ6；DYYZⅡ ；業(yè)務(wù)軟件ISOS-SS；OSSMO

中圖分類號(hào)：S16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170431070

引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，氣象事業(yè)的規(guī)模和職能也隨之增加，傳統(tǒng)的地面氣象觀測(cè)工作已經(jīng)不能完全適應(yīng)如今時(shí)代賦予的責(zé)任。在新舊交替的過渡時(shí)期，尤其要求從事地面觀測(cè)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)、小心應(yīng)對(duì)。

1 新型自動(dòng)站設(shè)備與舊自動(dòng)站設(shè)備的交替

氣象觀測(cè)站基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)，人工觀測(cè)為輔。地面氣象觀測(cè)，主要分為：采集及記錄；編輯及確認(rèn)；傳輸及應(yīng)用。以某觀測(cè)站雙套自動(dòng)站為例，天津產(chǎn)自動(dòng)氣象站型號(hào)為DZZ6型的新型站為主要應(yīng)用，DYYZⅡ 型自動(dòng)站為備份站。兩套站的設(shè)備及廠家均不相同。

2 兩套自動(dòng)站結(jié)構(gòu)對(duì)比以及采集要素情況對(duì)比

2.1 兩套站硬件結(jié)構(gòu)的對(duì)比

DZZ6型氣象站采用先進(jìn)技術(shù)，新型站采用的是天津生產(chǎn)EL15-1C型風(fēng)速傳感器。風(fēng)速低慣性輕金屬風(fēng)杯。 其風(fēng)杯采用鋁材制造。采用過載保護(hù)；外部零件選用耐腐蝕材料制造并由噴漆涂層保護(hù)，采用的結(jié)構(gòu)保護(hù)儀器內(nèi)部的敏感元件不受惡劣環(huán)境的影響。

備份站采用的是長(zhǎng)春生產(chǎn)EZC-1型風(fēng)速傳感器。風(fēng)杯是3個(gè)壓塑成型的碳纖維增強(qiáng)塑料風(fēng)杯。

新型氣象站的核心是基于CAN總線技術(shù)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CANopen協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到了兼容、互換的目的。已建的自動(dòng)氣象站擴(kuò)展新的測(cè)量要素或增加傳感器時(shí)，只需要將新的分采集器/或傳感器加入到系統(tǒng)中，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的軟件升級(jí)/配置。實(shí)現(xiàn)最大限度地方便維護(hù)和降低維護(hù)成本。

2.2 兩站溫度、濕度和本站氣壓等要素采集頻率的對(duì)比

壓溫濕采樣頻率：新型站30次/min；備份站6次/min。

風(fēng)速：新型站采樣4次/s，以0.25s為步長(zhǎng)求3s滑動(dòng)平均值，以1s為步長(zhǎng)計(jì)算每分鐘的1min、2min算術(shù)平均；備份站采樣1次/s，僅以1s為步長(zhǎng)計(jì)算。

新型站在采集速率上以及性能上的完善，采樣頻率更小，計(jì)算平均值的步長(zhǎng)更短。

3 新舊兩套站溫度、濕度、本站氣壓以及風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)比分析

3.1 溫度、濕度和本站氣壓的對(duì)比

2套自動(dòng)站溫、濕度傳感器均安裝基本相同，氣壓傳感器高度相差3.7m。比較某站2015年1月1日—2015年12月31日的氣壓、溫、濕度以及2min平均風(fēng)速數(shù)據(jù)。

從一年逐月的樣本數(shù)據(jù)比較得到，兩套站氣壓偏差在0.2～1hpa之間；平均氣溫的偏差<0.3℃，再比較月極端氣溫得到，新型站氣溫略低；月平均相對(duì)濕度偏差在1%～4%，新型站相對(duì)濕度略高；月2min平均風(fēng)速兩站的偏差在0.2～0.3之間，新型站數(shù)據(jù)略高。偏差均在誤差范圍之內(nèi)。

3.2 風(fēng)速兩站的對(duì)比

下面用一個(gè)月內(nèi)逐分鐘2min平均風(fēng)速數(shù)據(jù)對(duì)比。截取數(shù)據(jù)變化較為劇烈的典型時(shí)段（典型時(shí)段為：1月23日5：00—24日15：00），進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

風(fēng)速變化劇烈的時(shí)段基本一致，但新型站風(fēng)數(shù)據(jù)撥動(dòng)較為劇烈，變化率超過3m/s的數(shù)據(jù)較多，變化率超過4m/s出現(xiàn)2次，而備份站沒有出現(xiàn)。

總體相較而言，新型站的風(fēng)速傳感器比備份站的風(fēng)杯大，兩設(shè)備中的風(fēng)杯材質(zhì)也不同，位置也不同，數(shù)據(jù)有所差異屬正常。再根據(jù)采樣頻率以及內(nèi)部算法的差異，新型站風(fēng)數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度較大也屬正常。新型站風(fēng)杯較大還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在季節(jié)更替時(shí)段，更多的防止風(fēng)杯被凍住的情況。

4 新ISOS-SS與舊OSSMO業(yè)務(wù)軟件

相對(duì)OSSMO，ISOS-SS軟件更便于測(cè)報(bào)員在非定時(shí)觀測(cè)發(fā)報(bào)時(shí)間，監(jiān)控自動(dòng)氣象軟件數(shù)據(jù)采集運(yùn)行狀況。ISOS-SS在要素掛接和觀測(cè)編報(bào)方面也更優(yōu)越，很直觀的在采集數(shù)據(jù)監(jiān)控界面就看到本站掛接的各項(xiàng)目，有報(bào)警提醒，觀測(cè)編報(bào)界面更明朗清楚；在數(shù)據(jù)維護(hù)方面，ISOS-SS數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)整理更規(guī)范，增加了數(shù)據(jù)以表格形式導(dǎo)出功能，方便后期對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和分析；在報(bào)表制作與處理方面，報(bào)表的制作更便于操作，最后生成PDF格式的報(bào)表，格式更穩(wěn)定，更安全；在傳輸文件的監(jiān)控上，也更直觀清晰，還具有對(duì)問題記錄的查詢功能，并設(shè)計(jì)了手動(dòng)發(fā)送報(bào)文的應(yīng)急處理模塊。

5 結(jié)論

在設(shè)備上，從DYYZⅡ 型自動(dòng)站到DZZ6型自動(dòng)站的結(jié)構(gòu)對(duì)比、數(shù)據(jù)分析，在軟件方面，再由業(yè)務(wù)軟件上OSSMO到ISOS-SS的換代更新。中國(guó)氣象局多次進(jìn)行地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)改革調(diào)整工作，配合新型氣象自動(dòng)觀測(cè)站和新地面觀測(cè)業(yè)務(wù)軟件的完善，有效提高了地面氣象觀測(cè)的效率。如今采用當(dāng)代成熟、穩(wěn)定、先進(jìn)的電子測(cè)量，數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計(jì)基于現(xiàn)代總線技術(shù)和嵌入式技術(shù)構(gòu)建的新型站，滿足地面氣象觀測(cè)全要素自動(dòng)觀測(cè)。實(shí)現(xiàn)高精度、易維護(hù)、易擴(kuò)展的新型自動(dòng)氣象站提供準(zhǔn)確、可靠的觀測(cè)數(shù)據(jù)，為提升防災(zāi)減災(zāi)能力和提高預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率以及服務(wù)能力做好重要保證。

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