淺談吉安市國家地面天氣站升級改造

摘要：吉安地區(qū)大部分地面天氣站仍然是老式的華云升達CAWS600-RT，一半以上都是兩要素或四要素，且運行不穩(wěn)定，已經(jīng)滿足不了智能網(wǎng)格預(yù)報和服務(wù)需求精細化，在上級部門統(tǒng)一安排和協(xié)調(diào)下，近幾年吉安市通過升級改造建成了38個國家地面天氣站（六要素站）。文章主要以吉安市國家地面天氣站升級改造為例，從最初的選址，設(shè)備安裝調(diào)試到竣工驗收等方面來闡述，介紹了吉安市國家地面天氣站升級改造的相關(guān)技術(shù)及其注意事項，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：吉安市，國家地面天氣站，升級改造，注意事項

1 引言

吉安市位于江西省的中部，常年夏季溫度較高且雨水充足，冬季溫度適宜，降水較少，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤性氣候，具有一定的代表性。為提供更準確及時的預(yù)報，進一步協(xié)同氣象要素格點實況場和江西省智能網(wǎng)格預(yù)報檢驗，使得地面觀測業(yè)務(wù)更規(guī)范化，提高地面天氣站觀測數(shù)據(jù)的“三性”，結(jié)合當(dāng)?shù)胤?wù)需求實際情況，2018年吉安市建成38個國家地面天氣站，現(xiàn)運行穩(wěn)定安全，為當(dāng)?shù)卦诜罏?zāi)減災(zāi)服務(wù)中提供了有力支撐。

2 吉安市區(qū)域自動站現(xiàn)狀

吉安市的CAWS600-RT型區(qū)域自動站建設(shè)于2005年前后，截止2017年，已連續(xù)工作十多年了，設(shè)備也應(yīng)更新幾代了。觀測要素普遍偏少，設(shè)備老舊，運行不穩(wěn)定，已無法滿足當(dāng)?shù)貧庀蠓?wù)的需求。再者，經(jīng)常出現(xiàn)掉線、數(shù)據(jù)無法上傳、空報、缺報等情況，沒法保證其傳輸率、可用率等，業(yè)務(wù)質(zhì)量在全省排名偏低。由于歷史的原因，絕大多數(shù)站點還是以前安裝的位置，如鄉(xiāng)政府、村委會樓頂?shù)?，嚴重破壞了探測環(huán)境，導(dǎo)致觀測的實時數(shù)據(jù)相差大，與天氣預(yù)報預(yù)警和預(yù)報檢驗的需求相差甚遠。因此，重新選擇站點的探測環(huán)境尤為重要，將區(qū)域自動站落地升級改造是當(dāng)前最主要的任務(wù)。

3 國家地面天氣站升級改造

3.1 選址、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

新選的站址更要在天氣監(jiān)測、預(yù)報預(yù)警和當(dāng)?shù)貧庀蠓?wù)中可以發(fā)揮重要作用，因此，最好設(shè)在能較好地反映當(dāng)?shù)靥鞖鉅顩r和災(zāi)害性天氣特點的地方，觀測場探測環(huán)境應(yīng)避免局部地形的影響，四周應(yīng)空曠平坦。落地站址的選址應(yīng)優(yōu)先在原站址的3公里范圍內(nèi)選擇，最大距離不超過10公里，且具有較好的數(shù)據(jù)一致性和一定的地域代表性，以滿足當(dāng)?shù)貧庀蠓?wù)需求。從吉安市國家地面天氣站的建成運行至今來看，在通過當(dāng)?shù)卣呐浜虾蛥f(xié)助下，盡量把站址選在公家土地，切勿占用私人土地，以防避免沒必要的麻煩。新選的站點位置應(yīng)具備數(shù)據(jù)實時傳輸所需要的網(wǎng)絡(luò)信號，可用手機現(xiàn)場測試信號，信號不穩(wěn)定或者信號弱的地方需重新選擇。在有條件下，可優(yōu)先選擇建設(shè)在敬老院、學(xué)校等公共土地，為以后的氣象服務(wù)、維護維修等提供更多方便。

新選址的國家地面天氣站全為六要素，且觀測場面積必須不得小于32平方米，南北向長8米，東西向?qū)?米，若受地形條件限制，也可降為24平方米（6米×4米）。觀測場內(nèi)應(yīng)保持最原始的自然狀態(tài)，草不能超過25cm，且不得種植作物。觀測場內(nèi)儀器布局遵循“北高南低”原則，各儀器之間的布局東西間隔不小于4米，儀器距離圍欄邊緣不小于3米。在安裝預(yù)埋件時，從北向南按順序布設(shè)風(fēng)桿、百葉箱和雨量傳感器的預(yù)埋件，所有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都應(yīng)做好，包括圍欄、地下PVC管、防雷等，需為后面的安裝儀器做好準備。

3.2 設(shè)備安裝、調(diào)試

吉安市升級改造國家地面天氣站時選用的是江蘇無錫廠家生產(chǎn)的DZZ4型采集器，其采集、傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定，設(shè)計較人性化，出現(xiàn)故障率低。安裝設(shè)備過程中，遵循“先大后小，從北至南”原則，正確的安裝方法可省下不少時間，節(jié)約人力物力財力。10米風(fēng)桿是有三節(jié)鋼管拼接而成，安裝時先將最底端那根固定在基座上，并能通過葫蘆支撐起來，然后依次拼接其它兩根并用螺絲固定鎖死，風(fēng)向風(fēng)速傳感器安裝在風(fēng)橫臂上，指北針則在風(fēng)向傳感器一側(cè)，調(diào)節(jié)好位置，豎起來后要指向北面，避雷針固定在最頂端。太陽能板安裝在風(fēng)桿第二節(jié)拼接出，剛好有卡扣，方便固定，這里需要注意調(diào)整太陽能板角度，使之豎起來能指向西南方向即可。采集器和電源機箱可根據(jù)自己需要安裝在風(fēng)桿合適的高度，推薦距地1.5米左右的高度，方便維護維修。為了保護數(shù)據(jù)線及儀器美觀，所有引下來的線都要通過風(fēng)桿內(nèi)部再通到機箱。所有的安裝操作完成并檢查沒有問題后，特別注意線是否接好和螺絲是否拎緊，再將風(fēng)桿慢慢地升起來，為確保安全，其他人員切勿站在風(fēng)桿下面，升起過程中，切勿弧度過大。豎起后，趕緊用插銷拴住，大螺絲鎖死，即可完成風(fēng)桿的安裝。

百葉箱的安裝較簡單，先把溫濕度線穿好，線頭用電膠纏一下，起保護作用，然后將百葉箱在旁邊拼接起來，兩至三人一起抬起安放在基座上，并調(diào)好水平后再固定。百葉箱內(nèi)部的溫濕度傳感器可以先接好，箱內(nèi)有一個支架，固定在底部，將溫濕度傳感器固定在支架上即可，傳感器感應(yīng)部分中心距地高度150±5cm，溫濕度線通過轉(zhuǎn)接盒，和對應(yīng)的顏色相接，接好核對無誤再固定，另一端就是通向采集器。安裝雨量傳感器時需注意兩點：一是水平，安裝時注意調(diào)整傳感器底座的水平，需保持氣泡在中間圓圈內(nèi);二是距地高度，雨量傳感器承水口距地高度不能低于70cm。雨量傳感器的接地線要與觀測場防雷地網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)線通過地下管道的PVC管通至采集器。所有數(shù)據(jù)線接好后匯集至采集器機箱，從機箱底部對應(yīng)的口子穿入機箱內(nèi)完成接線，人性化設(shè)計，只需按顏色接線即可，所進入機箱的線最好打上一結(jié)，以防時間久了或受到外力拉扯掉出機箱。因氣壓傳感器是固定好在機箱內(nèi)部，只需按氣壓傳感器距地高度要求進行微調(diào)就行。太陽能板的線穿入電源機箱，按照操作要求來接線，切勿接反或正負碰頭，然后從電源機箱的電源線引到采集器機箱內(nèi)部給采集器提供供電，此類型采集器都是12V供電。通信模塊的天線從機箱內(nèi)部引出，固定好在機箱的上方。

所有儀器設(shè)備接好，確認無誤后，可通上電源進行參數(shù)設(shè)置。本文介紹的是廠家開發(fā)的sscom4.2軟件，，通過直連筆記本，打開軟件即可配置參數(shù)。主要設(shè)置參數(shù)有：測站經(jīng)緯度、測站海拔高度、氣壓傳感器海拔高度、時差等，數(shù)據(jù)設(shè)置好后，再次輸入LONG、LAT、ALT、ALTP、TD等命令一一檢查回執(zhí)是否與設(shè)置的參數(shù)一致。輸入命令：SAMPLES，檢查所有要素數(shù)據(jù)，若哪個要素缺測或者異常，則需反向查回去，降水可人工倒入適量水進行模擬，比較雨量數(shù)據(jù)。當(dāng)所有數(shù)據(jù)能在筆記本上查看到且正常時，再與中心站管理人員聯(lián)系，進行簡單的配置后就可以上傳數(shù)據(jù)，即可投入試運行階段。

3.3竣工驗收

國家地面天氣站需經(jīng)過三個月的試運行期，達到技術(shù)要求時，可進行最終驗收。邀請工程師以上的專家組進行現(xiàn)場驗收，查找、挑取問題，不符合規(guī)范要求的需重新整改，直到達到規(guī)范要求為止，驗收合格需出具竣工文檔進行留檔。驗收環(huán)節(jié)產(chǎn)生的費用全部由施工方承擔(dān)，并質(zhì)量保證期為最后終驗收之后的五年。

4 結(jié)論

通過對新選站址的升級改造，吉安市共建成38個國家地面天氣站，極大地改善了區(qū)域站探測環(huán)境，為江西省的智能網(wǎng)格預(yù)報和當(dāng)?shù)貧庀蠓?wù)需求打下堅實的基礎(chǔ)。本文通過闡述升級改造一個完整的國家地面天氣站過程，詳細描述了其安裝、調(diào)試過程，分析總結(jié)了升級改造的相關(guān)技術(shù)及注意事項。

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作者簡介：宋增飛（1992-），男，江西吉安人，本科，助理工程師，主要從事自動氣象站運行保障與維護工作。