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自動氣象站是一種非常有用的設備，能夠自動地觀測和存儲氣象觀測數(shù)據(jù)。它主要由傳感器、采集器、通訊接口和系統(tǒng)電源等組成，可以測量包括氣壓、溫度、濕度、風向、風速、雨量等在內(nèi)的氣象要素，并且數(shù)據(jù)采集頻率較高，每分鐘都會采集并存儲一組觀測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對于天氣預報、氣候研究、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護等方面都非常有用。 自動氣象站的應用范圍非常廣泛，它可以用于監(jiān)測和預測天氣變化，幫助人們做出適當?shù)臎Q策和預防措施。例如，通過測量雨量和風速，可以預測洪水和風暴等自然災害，并及時發(fā)出警報。此外，自動氣象站還可以用于研究氣候變化和環(huán)境問題，例如空氣質(zhì)量和噪音污染等。 總之，自動氣象站是一種非常有用的設備，可以提供準確、實時的氣象數(shù)據(jù)，對于許多領(lǐng)域都有非常重要的應用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，相信自動氣象站的功能和性能還將不斷提高，為人們提供更加準確、可靠的氣象數(shù)據(jù)。自動氣象站
能自動觀測和存儲觀測數(shù)據(jù)的設備
自動氣象站
自動氣象站是一種能自動地觀測和存儲氣象觀測數(shù)據(jù)的設備，主要由傳感器、采集器、通訊接口、系統(tǒng)電源等組成，隨著氣象要素值的變化，各傳感器的感應元件輸出的電量產(chǎn)生變化。自動氣象站觀測項目主要包括氣壓、溫度、濕度、風向、風速、雨量等要素，經(jīng)擴充后還可測量其它要素，數(shù)據(jù)采集頻率較高，每分鐘采集并存儲一組觀測數(shù)據(jù)。自動氣象站根據(jù)對自動氣象站人工干預情況也可將自動氣象站分為有人自動站和無人自動站。自動氣象站網(wǎng)由一個中心站和若干自動氣象站通過通信電路組成的。
基本信息
外文名
Forain Weather System
用途
氣象測量
應用
精密監(jiān)測、精準預警、科學調(diào)度、防汛救災等
正文
自動氣象站(PH)是一個自動化的傳統(tǒng)氣象站，無論是節(jié)省人力或測量偏遠地區(qū)的氣像資料。該系統(tǒng)通過Argos系統(tǒng)和全球電信系統(tǒng)差不多可以進行實時回報，或儲存的數(shù)據(jù)作日后傳送。自動氣象站往往被放置在供電網(wǎng)絡和通訊網(wǎng)絡內(nèi)。現(xiàn)在，太陽能電池板，風力渦輪機和移動電話技術(shù)使自動氣象站能在供電網(wǎng)絡和通訊網(wǎng)絡外，透過無線型式傳送資料。
概況
利用無線電遙測技術(shù)將本地區(qū)的氣象參量數(shù)據(jù)自動發(fā)往中心氣象臺的無人氣象站。自動氣象站一般設置于條件惡劣、無法建立人工氣象觀測站的地區(qū)。自動氣象站能搜集和提供氣象參量信息(如氣溫、氣壓、濕度、風力、風向、雨量等），積累各地區(qū)的氣象資料，并通過無線電發(fā)射機自動地定時發(fā)往相距數(shù)百公里的中心氣象臺。中心氣象臺收到氣象信息后可進行實時顯示，也可記錄和存儲下來供以后進行氣象分析和氣象預報之用。自動氣象站一般是用各種傳感器對大氣壓力、溫度、相對濕度、風向、平均風速、最大風速、累計雨量和降水現(xiàn)象等參量進行自動測量，并將測量結(jié)果變換成電信號，再由無線電發(fā)射機發(fā)往中心氣象臺。自動氣象站為了節(jié)省電源功率，無線電發(fā)射機不是連續(xù)工作的。它只是在收到中心氣象臺發(fā)出的開機指令后才開始工作，發(fā)送氣象參量信息。與人工氣象站不同的是，自動氣象站不能報告云的種類和云量。此外，降水測量是對雪顯得有點問題，因為量器必需在每次測量時清空。對于目前的技術(shù)所限，那些接觸不到傳感器的天文現(xiàn)像，例如霧，仍然要人手監(jiān)測。
硬件
1、傳感器
能感受被測氣象要素的變化并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。
自動氣象站常用的傳感器有：
氣溫——鉑電阻溫度傳感器
風向——單翼風向傳感器
風速——風杯風速傳感器
雨量——翻斗式雨量傳感器
蒸發(fā)——超聲測距蒸發(fā)量傳感器
輻射——熱電堆式輻射傳感器
數(shù)據(jù)采集器是自動氣象站的核心，其主要功能是數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)傳輸，其主要技術(shù)性能為：
數(shù)據(jù)采樣速率及算法規(guī)定；
采集器的電源能保證采集器至少七天正常工作，數(shù)據(jù)存儲器至少能存儲三天的每分鐘氣壓、氣溫、相對濕度、1分鐘平均風向和風速、降水量和下表列各項目的每小時正點觀測數(shù)據(jù)，能在計算機中形成規(guī)定的數(shù)據(jù)文件。
技術(shù)參數(shù)
要素 | 測量范圍 | 分辨力 | 準確度 | 單位 |
地溫 | -50--80 | 0.1 | ±0.3 | ℃ |
氣溫 | -50--50 | 0.1 | ±0.2 | ℃ |
相對濕度 | 0--100 | 1 | ±3 | % |
風速 | 0--70 | 0.1 | ±（0.3+0.03V） | m/s |
風向 | 0--360 | 2.5 | ±5 | 度 |
氣壓 | 450--1060 | 0.1 | ±0.3 | hpa |
降水量 | 0--999.9 | 0.2 | ±4%（室內(nèi)靜態(tài)測試，雨強為2mm/min） | mm |
總輻射 | 0--1500 | 1 | ±0.5 | w/m2 |
* 如有特殊要求，請聯(lián)系技術(shù)部。027-87510227 | ||||
配置
各個自動氣象站的配置可以不盡相同，但通常包括以下內(nèi)容：
全天候數(shù)據(jù)記錄器，可充電電池和遙測裝置（可選）
氣象傳感器
太陽能電池板或風力發(fā)電機組
外殼
玻璃纖維外殼的特點在于耐防化學或水的腐蝕。
不銹鋼外殼是最佳選擇，而且通常是316s/s或304s/s。不銹鋼外殼具耐腐蝕及化學性。這些機箱也昂貴，同樣大小的費用可以是玻璃纖維外殼一倍以上。
太陽能電池板
自動氣象站的主要動力來源，通常是一個或多個太陽能電池板并聯(lián)穩(wěn)壓器和一個或多個充電池。一般而言，太陽能電池板的輸出是其最佳的只有每天5個小時。因此安裝角度和位置是至關(guān)重要的。在北半球的太陽能電池板將被安裝成面向南，南半球的則面向北。安裝的角度則各有不同，但安裝的角度絕不應為5度，是因為會使灰塵積聚而令電力輸出下降。
在陽光充沛的情況下，12伏直流電太陽能電池板的輸出值為：
5瓦 = 400mA/hr
10瓦 = 800mA/hr
20瓦 = 1.6A/hr
40瓦 = 3.3A/hr
桅桿
自動氣象站使用的標準桅桿高度為2米，3米，10米和30米。亦有其它尺寸，但通常這些大小已被視作標準。
10米（32.8英尺）桅桿是用于測量避免受樹木影響的數(shù)據(jù)，如樹木，建筑物或其他障礙物。通常這種自動氣象站是測量風速和風向。
30米（98.4英尺）桅桿是用于測量參數(shù)分層數(shù)據(jù)模型。在2米，3米，10米和30米各個分層中測量風，濕度和溫度。其他傳感器則安裝在2米或以下的高度。
分類
自動氣象站是由電子設備或計算機控制的自動進行氣象觀測和資料收集傳輸?shù)臍庀笳?，通常有以下三種形式：
有線遙測自動氣象站
儀器的感應部分與接收處理部分相隔幾十米到幾公里，其間用有線通信電路傳輸。由氣象傳感器、接口電路、微機系統(tǒng)、通訊接口等組成。傳感器將氣象信息轉(zhuǎn)換成電信號由接口電路輸出。微機系統(tǒng)是它的心臟，負責處理接口電路及觀測員通過鍵盤輸入的信號，并將處理結(jié)果輸出顯示、打印、存盤，也可通過接口送到信息網(wǎng)絡服務系統(tǒng)。這種自動站早期用于實時查詢氣象資料，現(xiàn)在逐漸取代氣象站日常主要觀測工作。
無線遙測氣象站
又稱無人氣象站。它包括測量系統(tǒng)、程序控制和編碼發(fā)射系統(tǒng)、電源三部分組成。氣象要素轉(zhuǎn)換成電信號的方式常見有機械編碼式和低頻調(diào)制式兩種，前者多使用機械位移的感應元件，使指針在碼盤上位移而發(fā)出不同的電碼；后者多使用電參量輸出感應元件，使它產(chǎn)生一個低頻變化的信號，然后將此信號載于射頻上發(fā)射。無人氣象站通常能連續(xù)工作一年左右，每天定時觀測4─24次?？稍?000公里之外的控制中心指令或接收它拍發(fā)的電報，也可利用衛(wèi)星收集和轉(zhuǎn)發(fā)它拍發(fā)的資料。該站通常安置在沙漠、高山、海洋(漂浮式或固定式)等人煙稀少的地區(qū)，用于填補地面氣象觀測網(wǎng)的空白處。
長期自動氣象站
長期自動氣象站是一種僅僅用于收集資料的氣象站。它的資料不對發(fā)送，由工作人員定期取回。2005年中國珠峰綜合科考隊的科學家們在珠峰海拔6520米的東絨布冰川埡口，成功搭建起了一套長期自動氣象觀測站，這是目前世界上海拔最高的自動氣象觀測站。這個自動氣象觀測站分為兩層，能夠每10分鐘獲取一次大氣溫度、濕度、風向、風速等數(shù)據(jù)，其中的雪探測儀設備還可以每10分鐘獲得一次雪深的數(shù)據(jù)，超聲探測儀可以獲得三維的風速風向和二氧化碳通量等第一手數(shù)據(jù)。
結(jié)構(gòu)
體系結(jié)構(gòu)
自動氣象站由硬件和系統(tǒng)軟件組成，硬件包括傳感器、采集器、通訊接口、系統(tǒng)電源、計算機等，系統(tǒng)軟件有采集軟件和地面測報業(yè)務軟件。為了實現(xiàn)組網(wǎng)和遠程監(jiān)控，還須配置遠程監(jiān)控軟件，將自動氣象站與中心站聯(lián)接形成自動氣象觀測系統(tǒng)。
現(xiàn)用自動氣象站主要采用集散式和總線式兩種體系結(jié)構(gòu)。集散式是通過以CPU為核心的采集器集中采集和處理分散配置的各個傳感器信號；總線式則是通過總線掛接各種功能模塊（板）來采集和處理分散配置的各個傳感器信號。
工作原理
隨著氣象要素值的變化，自動氣象站各傳感器的感應元件輸出的電量產(chǎn)生變化，這種變化量被CPU實時控制的數(shù)據(jù)采集器所采集，經(jīng)過線性化和定量化處理，實現(xiàn)工程量到要素量的轉(zhuǎn)換，再對數(shù)據(jù)進行篩選，得出各個氣象要素值，并按一定的格式存儲在采集器中。
在配有計算機的自動氣象站，實時將氣象要素值顯示在計算機屏幕上，并按規(guī)定的格式存儲在計算機的硬盤上。在定時觀測時刻，還將氣象要素值存入規(guī)定格式的定時數(shù)據(jù)文件中。根據(jù)業(yè)務需要實現(xiàn)各種氣象報告的編發(fā)，形成各種氣象記錄報表和氣象數(shù)據(jù)文件。
通過對自動站運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)自動站的遠程監(jiān)控。
相關(guān)事件
2022年4月20日19時左右，14名科考登山隊員克服8級大風，在零下20多攝氏度的低溫缺氧環(huán)境下，在8300米成功架設了極高海拔的自動氣象站，創(chuàng)下中國自動氣象站架設的最高海拔紀錄。
2023年5月23日11時54分，海拔8830米世界海拔最高的自動氣象站技術(shù)升級成功。
主要功能
自動采集氣壓、溫度、濕度、風向、風速、雨量、蒸發(fā)量、日照、輻射、地溫等全部或部分氣象要素。
按業(yè)務需求通過計算機輸入人工觀測數(shù)據(jù)。
編發(fā)各類氣象報告。
按地面氣象觀測數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式形成觀測數(shù)據(jù)文件。
編制各類氣象報表。
實現(xiàn)通訊組網(wǎng)和運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控
手持自動氣象站
TRM-GPS1型手持網(wǎng)絡氣象站，它既是氣象站，又是手機，又是網(wǎng)絡服務器，又是衛(wèi)星定位儀。擁有它就可以掌握地球任意位置的氣候信息。這就是我們推出的國家專利產(chǎn)品TRM-GPS1型手持網(wǎng)絡氣象站。由于它具有無線網(wǎng)絡功能，因此其內(nèi)容無限豐富，是目前國內(nèi)最先進的手持網(wǎng)絡測量儀器。智能手機技術(shù)的嵌入，讓其管理功能更加強大，是目前為止其它測量儀器無以倫比的產(chǎn)品，可廣泛應用于氣象，農(nóng)業(yè)，林業(yè)，水利，環(huán)保，太陽能等等各個領(lǐng)域，是行業(yè)內(nèi)理想的網(wǎng)絡測量儀器。
參考資料
[1] 中國氣象局 http://english.cma.gov.cn/qxzt/2008_323/gcyzw/t20080321_229274.phtml
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
