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沿海氣象自動站建設(shè)目的及升級改造

時間:2018年03月13日 分類:科學技術(shù)論文 次數(shù):

我們都知道地球上大面積都是海洋,占到了地球表面積的71%,其中也儲藏了豐富的水資源,也是氣候系統(tǒng)中的重要組成。由于海水運動的復雜性和多變性,海洋對于氣候的調(diào)節(jié)也有重要的作用,在不同的時間尺度上,海洋也在影響著氣候。因此,做好沿海氣候環(huán)境的監(jiān)測

  我們都知道地球上大面積都是海洋,占到了地球表面積的71%,其中也儲藏了豐富的水資源,也是氣候系統(tǒng)中的重要組成。由于海水運動的復雜性和多變性,海洋對于氣候的調(diào)節(jié)也有重要的作用,在不同的時間尺度上,海洋也在影響著氣候。因此,做好沿海氣候環(huán)境的監(jiān)測工作,是氣象部門的重點。需要根據(jù)沿海的地形,人文環(huán)境,從而有效的部署氣象自動站,做好海洋的監(jiān)測工作,從而降低海嘯,大風等惡劣天氣對人類的危害,這也是重視沿海氣象自動站的重要目的。

  關(guān)鍵詞:海洋觀測,氣象自動站,自動觀測

  1前言

  漳州市的海洋監(jiān)測技術(shù)因缺乏高技術(shù)支撐和經(jīng)費不足等問題,發(fā)展較為滯后。大霧等海洋氣象條件的分析,多使用21世紀初李子華總結(jié)了中國近40年來在大霧的研究方面以及劉小寧等人分析了國內(nèi)大霧的氣候特征及變化所取得的成果。

  近年來,實際的預報普遍采用的是天氣圖分析和基于統(tǒng)計理論的預報方法[1]。由于能見度觀測站點的布設(shè)范圍小,沒有足夠的數(shù)據(jù)進行對比,無法對實際情況進行說明。沿海地帶海霧持續(xù)時間短、次數(shù)多、范圍小難以監(jiān)控,只有根據(jù)沿海地帶對站點進行有效布設(shè),加大站點密度,以實時觀測數(shù)據(jù)進行監(jiān)測預警,減少海霧對人民群眾生產(chǎn)生活的危害。

  2漳州能見度觀測站點現(xiàn)狀

  目前,漳州市氣象部門對海上能見度的研究多著重于濕度對海霧的影響。然而,周圍環(huán)境、風向風速的變化也是影響海上能見度的重要要素。漳浦、東山毗鄰南海,有漫長的海岸線、豐富的近海養(yǎng)殖業(yè)資源和宜人的海洋旅游生態(tài)環(huán)境。漳浦海岸線連綿曲折長達216公里,居福建省第二位。東山四面環(huán)海,全縣年游客接待量突破600萬人次。

  對沿海能見度的實時監(jiān)測有助于氣象預報更好、更精準的服務(wù)普羅大眾,保護人民群眾的安全。為因地制宜發(fā)展旅游業(yè)、近海養(yǎng)殖業(yè)做出貢獻。通過對沿海重點地區(qū)、旅游景區(qū)等人員聚集,地形復雜地區(qū)建設(shè)包含能見度實時監(jiān)測的七要素自動站為氣象預報預警提供實時數(shù)據(jù)。

  3自動觀測設(shè)備升級改造,服務(wù)沿海氣象觀測

  (1)通過對沿海重點地區(qū)、旅游景區(qū)等人員聚集,地形復雜地區(qū)進行分析,建設(shè)包含能見度實時監(jiān)測的七要素自動站為氣象預報預警提供實時數(shù)據(jù)。為保證自動站運行穩(wěn)定,所有自動站采用統(tǒng)一型號的采集器和傳感器,使觀測數(shù)據(jù)可以相互對照、易于分析。

  (2)通過選取東山縣、漳浦縣沿海地區(qū)的多個站點進行多要素自動站的建設(shè),密集沿海信息的實時觀測,提高觀測準確率。然后通過移動運營商的通訊網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至市局的接收端服務(wù)器。

  (3)對數(shù)據(jù)進行解析、統(tǒng)計、總結(jié),得出漳州地區(qū)能見度變化規(guī)律和低能見度出現(xiàn)的頻率。通過預報員對觀測數(shù)據(jù)進行分析整理,做出服務(wù)產(chǎn)品,將沿海地區(qū)的實時狀態(tài)和預報資料向大眾服務(wù)。具體的數(shù)據(jù)信息流向為氣象自動站--氣象局服務(wù)器--分析、處理--預報服務(wù)大眾。

  (4)本次使用的能見度測量傳感器為前向型能見度傳感器,其基本原理類似于激光雷達。前向散射能見度儀的發(fā)射器與接收器在成一定角度和一定距離的兩處。接收器不能接收到發(fā)射器直接發(fā)射和后向散射的光,而只能接收大氣的前向散射光。通過測量散射光強度,可以得出散射系數(shù),從而估算出消光系數(shù),計算出氣象光學視程和能見度[2]。

  (5)海洋觀測的能見度測量,使用的使前向散射法測量的傳感器。它和其他方式測量的傳感器相比有維護方便、準確度高、重量輕抗干擾能力強、耐腐蝕等特點,是一種可方便用在沿海地帶的設(shè)備。YOUNG風傳感器可測量的風速范圍:0-100m/s;精度:0.3m/s,遠遠優(yōu)于普通傳感器,可以大大加強海洋氣象條件的監(jiān)測范圍。

  (6)氣象部門也能通過一段時間的自動站相關(guān)數(shù)據(jù)采集分析,對后期在能見度沿海岸線布點提供選擇依據(jù)。通過能見度變化的特性資料的收集調(diào)查,并進行不間斷觀測,確定在合適、有效測量能見度屬性的地區(qū)進行自動站建設(shè),逐步滿足日益發(fā)展的網(wǎng)格化預報的要求。

  4氣象自動站升級改造主要操作

  (1)漳州市現(xiàn)本次進行沿海站點改造,采用DZZ4型號的設(shè)備,能見度傳感器為維薩拉PWD20,風向風速采集器采用YOUNG05106風的設(shè)備進行升級。

  (2)為滿足沿海站點的觀測要求,氣象自動站升級后應能采集氣溫、濕度、氣壓、風向、風速、降水、能見度的實時觀測數(shù)據(jù),并采用移動運營商的網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信,保證數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

  (3)氣象自動站升級改造中采用WUSH-BH6采集器進行數(shù)據(jù)采集,自動氣象站因配套傳感器的更改。與采集器原始配置不一致情況,應當重新進行設(shè)置。使用超級終端軟件或其他串口調(diào)試軟件,通過命令的方式進行檢查和設(shè)置。因采集器所掛接的YOUNG05106風向傳感器的多項式系數(shù)為0,360,0,0;鍵入命令為:SENCOWD00.500。使用YOUNG05106風速傳感器時,傳感器系數(shù)為:0,0.098,0,0;鍵入命令為:SENCOWS0,0.098,0,0。增加氣象能見度傳感器觀測,需要對能見度(VI)信道進行配置VARCHVICOM.4V,V10。

  (4)氣象能見度傳感器需安裝在2.5米高度,距離安裝點方圓100米內(nèi)不得有大型建筑物,視野開闊。遠離熱源,光源。站點附近不得有遮擋物和反射表面。接收端和發(fā)射端鏡頭均不可對著光源。北半球應將接收端鏡頭朝北。YOUNG05106能見度傳感器為配合采集器的正常工作,需對傳感器進行配置,使用串口軟件進行連接后,鍵入“OPEN”命令,打開配置信道,并在一分鐘內(nèi)進行配置,鍵入“BAUD4800N81”,從而更改能見度傳感器的波特率。通過“AMES060”完成信息類型和采集時間的選擇。完成設(shè)置后,通過輸入入“MESSAGE0”,能直接得到實時的一分鐘和十分鐘的能見度數(shù)值。

  (5)通過站點采集器和傳感器的結(jié)合使用,升級改造氣象自動站得到對應的數(shù)據(jù)。可以有效的反應相對位置的風向風速和能見度等氣象條件的變化,為氣象沿海預警預報提供可能。

  5小結(jié):

  通過對原有自動站的升級改造,利用原有基礎(chǔ),減低成本,提高布局規(guī)劃效率。對原自動站的數(shù)據(jù)進行分析,選擇恰當?shù)牡攸c,且相應的站點數(shù)據(jù)也不會出現(xiàn)斷檔,只是數(shù)據(jù)的要素增加,提高可用性,歷史性的分析效果。充分利用沿海的區(qū)域自動氣象站的觀測數(shù)據(jù),為漁業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)等氣象服務(wù)提供及時、定點的數(shù)據(jù)。自動氣象站實時數(shù)據(jù)的上傳及應用即利用移動網(wǎng)絡(luò)自動定時的將采集器內(nèi)的數(shù)據(jù)提取并存儲在氣象資料數(shù)據(jù)庫,對沿海區(qū)域自動氣象站進行遠程監(jiān)測與調(diào)控,僅需在通信條件上確保每個測站通訊暢通,設(shè)備運行正常氣象預報人員就可以通過監(jiān)測數(shù)據(jù)提高預報準確性。

  參考文獻:

  [1]王彥磊,曹炳偉,黃兵,等.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的單站霧預報試驗[J].應用氣象學報.2010,21(1)

  [2]周林,鞏在武.等能見度自動觀測和人工目測的對比分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學.2015,11

  [3]范亞輝等.農(nóng)業(yè)氣象自動站建設(shè)與管理[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù).2012,6

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  大氣科學是研究大氣的各種現(xiàn)象(包括人類活動對它的影響),這些現(xiàn)象的演變規(guī)律,以及如何利用這些規(guī)律為人類服務(wù)的一門學科。大氣科學是地球科學的一個組成部分。大氣科學的分支學科主要有大氣探測、氣候?qū)W、天氣學、動力氣象學、大氣物理學、大氣化學、人工影響天氣、應用氣象學等。