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(dá)CAWS600-RT，一半以上都是兩要素或四要素，且運(yùn)行不穩(wěn)定，已經(jīng)滿足不了智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)和服務(wù)需求精細(xì)化，在上級(jí)部門統(tǒng)一安排和協(xié)調(diào)下，近幾年吉安市通過(guò)升級(jí)改造建成了38個(gè)國(guó)家地面天氣站（六要素站）。文章主要以吉安市國(guó)家地面天氣站升級(jí)改造為例，從最初的選址，設(shè)備安裝調(diào)試到竣工驗(yàn)收等方面來(lái)闡述，介紹了吉安市國(guó)家地面天氣站升級(jí)改造的相關(guān)技術(shù)及其注意事項(xiàng)，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：吉安市，國(guó)家地面天氣站，升級(jí)改造，注意事項(xiàng)

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(rùn)性氣候，具有一定的代表性。為提供更準(zhǔn)確及時(shí)的預(yù)報(bào)，進(jìn)一步協(xié)同氣象要素格點(diǎn)實(shí)況場(chǎng)和江西省智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)檢驗(yàn)，使得地面觀測(cè)業(yè)務(wù)更規(guī)范化，提高地面天氣站觀測(cè)數(shù)據(jù)的“三性”，結(jié)合當(dāng)?shù)胤?wù)需求實(shí)際情況，2018年吉安市建成38個(gè)國(guó)家地面天氣站，現(xiàn)運(yùn)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(dòng)站現(xiàn)狀

吉安市的CAWS600-RT型區(qū)域自動(dòng)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(cè)要素普遍偏少，設(shè)備老舊，運(yùn)行不穩(wěn)定，已無(wú)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(wú)法上傳、空?qǐng)?bào)、缺報(bào)等情況，沒(méi)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(diǎn)還是以前安裝的位置，如鄉(xiāng)政府、村委會(huì)樓頂?shù)?，?yán)重破壞了探測(cè)環(huán)境，導(dǎo)致觀測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相差大，與天氣預(yù)報(bào)預(yù)警和預(yù)報(bào)檢驗(yàn)的需求相差甚遠(yuǎn)。因此，重新選擇站點(diǎn)的探測(cè)環(huán)境尤為重要，將區(qū)域自動(dòng)站落地升級(jí)改造是當(dāng)前最主要的任務(wù)。

3 國(guó)家地面天氣站升級(jí)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(cè)、預(yù)報(bào)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(diǎn)的地方，觀測(cè)場(chǎng)探測(cè)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(guò)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(guó)家地面天氣站的建成運(yùn)行至今來(lái)看，在通過(guò)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(méi)必要的麻煩。新選的站點(diǎn)位置應(yīng)具備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸所需要的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，可用手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試信號(hào)，信號(hào)不穩(wěn)定或者信號(hào)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(hù)維修等提供更多方便。

新選址的國(guó)家地面天氣站全為六要素，且觀測(cè)場(chǎng)面積必須不得小于32平方米，南北向長(zhǎng)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(cè)場(chǎng)內(nèi)應(yīng)保持最原始的自然狀態(tài)，草不能超過(guò)25cm，且不得種植作物。觀測(cè)場(chǎng)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(shí)，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(zhǔn)備。

3.2 設(shè)備安裝、調(diào)試

吉安市升級(jí)改造國(guó)家地面天氣站時(shí)選用的是江蘇無(wú)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(jì)較人性化，出現(xiàn)故障率低。安裝設(shè)備過(guò)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(shí)間，節(jié)約人力物力財(cái)力。10米風(fēng)桿是有三節(jié)鋼管拼接而成，安裝時(shí)先將最底端那根固定在基座上，并能通過(guò)葫蘆支撐起來(lái)，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(lái)后要指向北面，避雷針固定在最頂端。太陽(yáng)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(yáng)能板角度，使之豎起來(lái)能指向西南方向即可。采集器和電源機(jī)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(hù)維修。為了保護(hù)數(shù)據(jù)線及儀器美觀，所有引下來(lái)的線都要通過(guò)風(fēng)桿內(nèi)部再通到機(jī)箱。所有的安裝操作完成并檢查沒(méi)有問(wèn)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(lái)，為確保安全，其他人員切勿站在風(fēng)桿下面，升起過(guò)程中，切勿弧度過(guò)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(jiǎn)單，先把溫濕度線穿好，線頭用電膠纏一下，起保護(hù)作用，然后將百葉箱在旁邊拼接起來(lái)，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(gè)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(guò)轉(zhuǎn)接盒，和對(duì)應(yīng)的顏色相接，接好核對(duì)無(wú)誤再固定，另一端就是通向采集器。安裝雨量傳感器時(shí)需注意兩點(diǎn)：一是水平，安裝時(shí)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(cè)場(chǎng)防雷地網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)線通過(guò)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(jī)箱，從機(jī)箱底部對(duì)應(yīng)的口子穿入機(jī)箱內(nèi)完成接線，人性化設(shè)計(jì)，只需按顏色接線即可，所進(jìn)入機(jī)箱的線最好打上一結(jié)，以防時(shí)間久了或受到外力拉扯掉出機(jī)箱。因氣壓傳感器是固定好在機(jī)箱內(nèi)部，只需按氣壓傳感器距地高度要求進(jìn)行微調(diào)就行。太陽(yáng)能板的線穿入電源機(jī)箱，按照操作要求來(lái)接線，切勿接反或正負(fù)碰頭，然后從電源機(jī)箱的電源線引到采集器機(jī)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(jī)箱內(nèi)部引出，固定好在機(jī)箱的上方。

所有儀器設(shè)備接好，確認(rèn)無(wú)誤后，可通上電源進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。本文介紹的是廠家開(kāi)發(fā)的sscom4.2軟件，，通過(guò)直連筆記本，打開(kāi)軟件即可配置參數(shù)。主要設(shè)置參數(shù)有：測(cè)站經(jīng)緯度、測(cè)站海拔高度、氣壓傳感器海拔高度、時(shí)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?cái)?shù)據(jù)，若哪個(gè)要素缺測(cè)或者異常，則需反向查回去，降水可人工倒入適量水進(jìn)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(shí)，再與中心站管理人員聯(lián)系，進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置后就可以上傳數(shù)據(jù)，即可投入試運(yùn)行階段。

3.3竣工驗(yàn)收

國(guó)家地面天氣站需經(jīng)過(guò)三個(gè)月的試運(yùn)行期，達(dá)到技術(shù)要求時(shí)，可進(jìn)行最終驗(yàn)收。邀請(qǐng)工程師以上的專家組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，查找、挑取問(wèn)題，不符合規(guī)范要求的需重新整改，直到達(dá)到規(guī)范要求為止，驗(yàn)收合格需出具竣工文檔進(jìn)行留檔。驗(yàn)收環(huán)節(jié)產(chǎn)生的費(fèi)用全部由施工方承擔(dān)，并質(zhì)量保證期為最后終驗(yàn)收之后的五年。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)新選站址的升級(jí)改造，吉安市共建成38個(gè)國(guó)家地面天氣站，極大地改善了區(qū)域站探測(cè)環(huán)境，為江西省的智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)和當(dāng)?shù)貧庀蠓?wù)需求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文通過(guò)闡述升級(jí)改造一個(gè)完整的國(guó)家地面天氣站過(guò)程，詳細(xì)描述了其安裝、調(diào)試過(guò)程，分析總結(jié)了升級(jí)改造的相關(guān)技術(shù)及注意事項(xiàng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳斌源， 許軍輝. 淺談?wù)闹菔醒睾庀笞詣?dòng)站升級(jí)[J]. 福建電腦， 2018， 034（002）：132-133.

[2]鄭文君， 羅倩， 朱世杰，等. 淺析氣象區(qū)域自動(dòng)站落地改造相關(guān)技術(shù)問(wèn)題[J]. 海峽科學(xué)， 2020（7）：26-28.

[3]李佳帥、李想、徐朝霞、姜雨岐. 淺析黑龍江省區(qū)域自動(dòng)站硬件升級(jí)過(guò)程[J]. 黑龍江氣象， 2020， v.37;No.148（03）：46-47.

[4]廖蕾艷， 張祖潛. 淺談區(qū)域自動(dòng)氣象站升級(jí)改造技術(shù)方案和注意事項(xiàng)[J]. 科技風(fēng)， 2017（14）.

作者簡(jiǎn)介：宋增飛（1992-），男，江西吉安人，本科，助理工程師，主要從事自動(dòng)氣象站運(yùn)行保障與維護(hù)工作。