基于新型自动气象站的地面气象观测
​曹雪枫

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​曹雪枫,. 基于新型自动气象站的地面气象观测[J]. 气候变化研究,2021.11. DOI:10.12721/ccn.2021.157098.
摘要: 地面气象观测是指通过仪器等方式对气象以及天气要素进行测量和观察的方法,在地面气象观测过程中,气象站的位置、气象仪器的精度等方面都对地面气象观测的结果有着一定的影响。新型自动气象站是指在某一区域内,根据需要来建设可以自动进行气象观测以及数据传输的站点,使其在运行过程中可以弥补传统探测数据上的空白,对于地面气象观测有着重要的作用。本篇文章通过对新型自动气象站进行阐述,分析它在地面气象观测过程中的运行设备,从而探讨如何对地面气象观测到的数据进行维护。
关键词: 新型自动气象站;地面气象观测;气象数据
DOI:10.12721/ccn.2021.157098
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地面气象观测可以分为不同的类型,包括天气观测、气候观测以及专项观测等。首先,对于天气观测来说,就是指通过世界气象组织统一规定的标准进行相关操作,在每天固定的时间对指定的项目进行观测,包括气压、气温、湿度以及风向等要素,对于气象站来说,通常都要将观测数据制作成相应的电码,传递给有关部门。气候观测在不同的国家有着不同的规定标准,它在项目类型上和天气观测类似,但是对于土壤温度等其他方面有着更高的要求。专项观测是指采用专门的设备对一些自然界中特殊的物质进行观测的过程,在如今来说,环境变化已经逐渐失去了它的规律性,也就更需要通过地面气象观测来获得比较真实的数据。因此,一些新型自动气象站逐渐应用于气象观测之中。

1、关于新型自动气象站

如图所示,就是新型自动气象站的运行结构图,它是属于分布式结构的自动气象站,在运行的过程中可以分为总线形式以及嵌入式的结构形式,根据不同的地区需要,可以选择不同的形式种类,不需要通过人工干预,就可以实现对数据自动的采集、接收、处理和传递。新型自动气象站在地面观测中可以实现对风速、蒸发量以及土壤等多方面的要素分析,将数据分析的结果传递给有关部门,进一步的简化了地面气象观测的过程,在实际的工作过程中,新型自动气象站就是通过传感器将气象要素转变为电信号的形式,传递到计算机中,由相应的软件实现对数据的处理,通过线性化等办法再将电信号转变为具体的数据,经过处理后传输到中心站中。新型自动气象站可以实现对气象要素的全天候监测,从而确保观测过程中的准确性。

2、新型自动气象站在地面气象观测中的运行设备

2.1传感器

新型自动气象站在对地面进行气象观测过程中,主要是通过传感器的形式实现对不同要素信号的接收,传感器是一种智能的检测装置,它可以在应用过程中感受到来自不同要素的各种信息,从而将其转变为电信号的形式,保证可以进行到下一步数据处理中,对于新型自动气象站的传感器来说,它的主要特点就是微型化、数字化以及智能化,通过不同传感器的应用,可以实现自动检测的目的,在传感器内部,根据不同的功能有着不同的元件构成形式,例如光敏元件、气敏元件以及力敏元件等。在新型自动气象站中,主要的传感器种类包括风向传感器、雨量传感器、地温传感器以及湿敏电容湿度传感器等,通过这些传感器的互相作用,从而实现信号之间的有效转化。

2.2采集器

数据采集器是新型自动气象站中的重要设备,通过采集器可以实现对数据的实时采集,并且可以通过数据终端一体化的形式实现对数据的自动处理和传输功能,提高了数据传输过程中的速率,具有体积小、重量轻以及高性能等特点。在新型自动气象站中的数据采集器,属于自动化设备的一种,不需要人工操作就可以实现对数据的自动存储,为地面气象观测提供了一定的真实性、有效性和实时性。采集器在安装的过程中要远离磁场较强的位置,防止信号受到干扰,另外还要注意周围的气候环境,做好防潮工作,工作人员还要定期对采集器进行检修,确定程序的正确性,避免出现故障问题。

2.3系统电源

由于新型自动气象站的特点,它在运行过程中对于系统电源的要求是非常高的,包括蓄电池组、直流配电设备以及整流设备等,可以实现低频、高频电流的流通,保证新型自动气象站在运行过程中的稳定性。现阶段来说,在系统电源的应用过程中,都会对它的结构进行优化设计,通过数字电源系统的融入从而加强在运行过程中的集成度,让电源系统成为一个整体,以微控制器作为其中的核心能量,从而确保电源系统长期工作的可能性。

2.4通信接口

在新型自动气象站中,通信接口主要是指与计算机中的接口连接,起到处理器与电子系统之间有效传输的作用。对于计算机的通信接口来说,通常都对它进行严格的规定,控制信号的有效传输,保证其中存在的逻辑关系,尤其是对于新型自动气象站来说,它的数据可能分为多种类型,在电信号传输的过程中,通过接口可以实现自动分类,并且保证数据在传输过程中的完整性,加强网络系统的安全性,根据地面气象观测现场的具体情况对设备位置进行妥善安排,确保它的通信距离符合相应的规定。

3、新型自动气象站中地面气象观测数据的维护

在地面气象观测的过程中,经常会出现各种数据异常的情况,新型自动气象站可以通过故障检测等方式,对异常数据进行分析,从而维护气象观测数据的稳定性。在新型自动气象站运行过程中,要对其中的程序进行设定,对于采集到的数据变化要设置一个具体的范围,一旦当数据超过某个范围后,可能就出现异常数据,在这个过程中,新型自动气象站就会自动发出预警,提醒工作人员进行查看,还会对数据进行标红,录入到计算机的预警日志中,从而保证数据上的合理性。另外,还应该对工作人员进行相应的培训,提高他们的专业技能,明确新型自动气象站的一些使用方法,避免由于错误的操作对数据结果造成影响。同时,维修人员还应该定期对新型自动气象站中的设备进行检修,确保它们的性能处于完好的状态,对于存在故障的设备要及时进行处理,保证在地面气象观测过程中的准确性。

4、结语

综上所述,新型自动气象站是一种可以自动对气象要素进行数据采集、分析以及传输的气象站,在地面气象观测的过程中,它的运行设备包括传感器、采集器以及系统电源等,通过多种设备共同的应用,从而实现对地面气象的有效观测,有关人员也要做好数据维护工作,促进地面气象观测工作的发展。

参考文献:

[1]刘珊珊.新型自动气象站地面气象观测数据文件维护及审核[J].农家参谋,2019(18):151.

[2]郭婕.新型自动气象站地面气象观测数据文件维护及审核[J].科技创新导报,2018,15(15):115+118.

[3]焦国辉.地面气象观测工作中存在的问题及对策[J].科技创新与应用,2016(14):290.

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