天气现象自动化观测现状调研

科技发展使越来越多的新技术和新方法应用于自动气象观测,但目前我国天气现象观测仍然采用人工目测,本文调研分析国内外天气现象自动化观测现状,并根据34种天气现象的特征,分别对5类天气现象的自动化识别方法进行研究,结果表明大部分天气现象的自动识别在技术上是可行的。还探索了一种进行天气现象代码自动识别的方法,通过综合利用各种新型技术,在100个天气现象代码中,未来可预见能实现自动编码的代码有63个。     

天气现象自动化观测系统设计

为了实现天气现象自动化观测,针对地面观测规范中34种天气现象,设计了基于图像、光学散射和常规地面气象观测多种技术的天气现象自动化观测系统。它由天气现象传感器和数字处理器两部分组成,天气现象传感器完成天气现象的图像和光学特性采集,数字处理器将模拟图像数字化,对数字图像和光学特性数据进行处理和管理,结合自动站的资料进行天气现象自动化识别。图像采集和识别技术在凝结天气现象自动识别试验中取得初步成效。     

新型自动站ISOS日常数据处理方法

新型自动站ISOS主要是在自动化观测和自动化业务流程的基础上,通过信息化辅助手段实现目前还不能完全由设备自动观测的相关业务。本文通过试运行到升级至V3.0.0.2版本中存在的问题,得出新型自动站ISOS数据处理方法;重点对天气现象的处理方法进行了总结,归纳出了08时发报时次现在天气码的编写,自动采集的大风现象起止时间重叠等问题。     

“PC-1500计算器”《地面气象测报程序》功能简介

本程序采用BASIC语言,全长30K(BYTE),包括编制地面天气报、绘制毛发湿度订正曲线图和统计月报表三部份。它参照现行地面观测规范,气象常用表和有关技术进行编制,人机结合使用,具有下列功能: 1、具有自动闹钟,提醒值班员开始观测的功能。在每天的定时与辅助观测正点前十六分半钟和五十六分观测气压前,计算器自动发声,提醒注意各气象要素的按时观测。 2、能自动编报。根据编报需要能自动选取温度极值和日总降水量,并能组合先已编好的天气现象、云状、重要天气电码,按顺序拍发。 3、具有自动选组功能。根据输入的编报时次,自动显示与本次编报内容有关的气     

地面观测业务调整给气象观测工作带来的变化

传统的地面气象观测记录较为复杂,为逐步实现观测自动化,减轻观测员工作负担,2013年12月31日20时,中国气象局对全国国家级地面气象观测站进行业务调整。此次业务调整给观测工作带来重大变化,该文根据地面气象观测工作实践经验和对业务改革技术规定的理解,主要对业务调整后天气现象记录、天气现象编码、正点数据维护和重要天气报的编发等方面的变化及注意事项进行总结,供同行参考、借鉴和共同进步。     

气象资料业务系统MDOS的疑误信息处理

随着自动气象观测逐步取代人工观测,以实时传输的数据文件为质量控制对象的质量控制方法也在全国逐步开展,为气象业务、科研和服务提供了高质量的数据支持。根据现代气象观测自动化以及县级气象机构综合改革后地面气象数据的特点,结合目前在一体化业务试验中使用的实时和历史质量控制方法,参考天气因素及其特殊天气现象、气象要素日变化和地理条件对数据质量标注的影响,设计了适应我国地面气象观测数据的质量控制技术规程。     

关于自动站业务软件及文件规定存在的问题

随着自动化技术的发展，青海省气象事业实现了地面观测自动化，这大大提高了地面测报的准确性和可靠性，也减轻了测报人员的劳动强度，提高了台站的业务质量，但在使用过程中也存在一些不足之处，直接影响到自动站资料的完整性。     

用纯净水与自来水校准自动雨量传感器的差异

1引言气象自动仪器在气象业务中的投入使用,逐步取代了人工观测,从而实现通过计算机实时查看数据、存储数据和上传数据,使地面气象观测真正实现了自动化。但同时对自动气象仪器的维护是非常重要的,否则不会得到有效的观测数据,给工作带来不便。自动雨量传感器是测量雨量的仪器,目     

基于ZigBee协议地面气象观测原型站无线传输系统设计

为满足地面气象自动化实时监测需求,适应气象观测向集约化、标准化和智能化的方向发展,中国气象局气象探测中心在北京观象台建设了代表未来地面气象观测自动化发展的业务原型站,设计了基于ZigBee无线传输系统。该系统采用当今成熟稳定的电子测量、数据传输和控制技术,具有高可靠性、高准确性、易维护、易扩展等特点,支持地面气象数据对象字典协议格式,地面自动观测数据实时数据通过ZigBee无线传输模块发送到ZigBee协调器,地面综合观测业务软件(ISOS)通过综合集成硬件控制器完成观测数据采集,从而实现地面自动观测数据的质控和应用。     

利用卫星气象信息提高地面测站测报质量

在测报接班前或观测前，调看地面图、高空图和红外线云图。借助这些卫星气象资料，初步掌握值班期间控制或影响测站的天气系统、云系等，对可能出现的天气现象进行技术上的分析和编报方面的预习。如夏季从地面图和700hPa高空图看出测站受东北冷涡影响，并从云图上发现低涡内有中尺度云团发展，根据天气学和实际测报经验，低涡天气在本站出现时，一般会产生阵雨、雷暴天气，有时会出现短时大风、飑线、冰雹等强对流天气。对于这样复杂天气的观测编报，如果观测前没有对天气系统和云系的认识和了解，观测时就会感到天气现象出现的突然，有可能顾此失彼，产生误测、误编电码等人为错误。如果在天气现象出现以前，有了对天气系统中可能产生的天气现象的预见，就能在复杂天气出现以前复习有关天气现象观测标准，进行天气电码选择，云的正确编报，“现在天气”和“过去天气”的配合编报。当某些观测项目达到“规范”标准时，根据“天气电码”规定编重要天气报、航危报等。针对可能临时出现的增加项目，要把量器准备好。这样，使测报在任何复杂天气情况下观测，做到心中有数，稳中有序，做到不误测、不漏测项目、不误编天气电码，提高了地面气象站的测报质量。     

自动站数据质量控制中关联规则挖掘的应用

为进一步提高自动气象站数据的业务可用性,提出了基于关联规则挖掘技术的自动气象站数据质量控制算法,以相对湿度与风向、风速观测要素变化间的关联关系为例,总结了自动气象站相关观测项目间可能存在的关联规则,进而指导建立适合不同地域、不同气候特征的专家知识规则库,用以完善自动气象站数据质量控制系统,为天气预报和气象服务提供更加精准的气象观测数据。文章还对关联规则专家知识库的可靠性进行了验证,具备了一定的实用价值。     

基于观测数据的风向传感器故障检测方法设计与应用

当自动气象站观测仪器发生故障或运行性能下降,通常是利用专用设备进行维修和检定,但为安装在十数米或数十米高度的风观测仪器进行日常维护会有较大困难。为提高测风设备的维护能力,提出了基于观测记录的风向传感器故障检测方法。利用全国2009—2011年2420站逐小时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,基于风向传感器的格雷码盘的编码原理,设计了风向传感器格雷码失效故障的检测方法,对全国的风资料进行了质量控制,同时通过模拟格雷码失效后风向变化情况,评估了格雷码失效故障所造成的影响。检测分析结果表明：（1）采用逐时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,可检测格雷码失效故障;（2）格雷码第二至七位出现失效故障的台站在全国所占比例为0.4%～0.8%,格雷码第一位出现失效故障的比例为2.6%;（3）格雷码失效对风向观测数据的质量影响较大,特别是失效格雷码为第四至七位时,甚至会造成风向频率的分布完全失真。     

影响人工站与自动站水汽压差值原因探究

为探究人工观测气象站与自动站水汽压差值产生原因,利用全国134个1年的基准气象观测站逐时气压、干球气温、湿球温度等资料,分别采用人工站和自动站水汽压计算公式,模拟了本站气压、干球温度、湿球温度、自动站气温、相对湿度等要素产生一增量时,水汽压所对应变化量随各要素的变化规律,并分析了影响水汽压差值与其主导因子定量关系。通过实际观测资料的数据模拟分析,气压和干球温度的系统误差对人工与自动观测站的水汽压差值影响很小,而自动站的相对湿度和气温对水汽压差值影响较大,其中相对湿度的影响最明显。当自动站的相对湿度或气温的系统误差为一固定值时,水汽压差值变化幅度随气温大小变化,气温越高,水汽压差值越大。     

浅析常见的外部因素对自动气象站运行的影响

气象业务对自动站观测设备正常运行和资料的综合质量提出更高的要求,针对自动气象站常见故障,从故障原因排除、资料按时发送和日常维护提出可行措施,保障自动站及时、准确、完整采集数据,提高自动站文件传输质量和观测资料综合质量。     

地面气象观测中结冰自动化观测的研究

在地面气象观测业务中一般采取人工观测判断结冰现象是否发生。为了提高结冰观测的工作效率,结冰自动化观测已经成为必然的趋势。文章介绍一种新的结冰自动化观测装置,通过检测结冰过程中由于潜热释放引起的温度突变上升过程,判断结冰现象的发生,实现结冰自动化观测。结合结冰温度观测数据对结冰过程中各个阶段特征进行分析,并与人工观测的结果进行对比,结果表明结冰自动化观测装置能够比较准确地实现结冰现象的检测,具有一定的实际应用价值。     

基于WebGIS技术的精细化高速公路气象服务系统

根据交通气象服务的特点,研究开展高速公路交通气象服务的思路和技术方法。通过研究高速公路交通气象观测网组网原则及站点选择规则,建成交通气象观测网。采用降水、能见度、路面温度、大风等高影响气象因子,建立高速公路通行气象条件模型,根据基础地理数据、气象监测实况数据、精细化模式集成预报数据、灾情调查等数据,利用Flex Builder 4. 6为开发工具,设计开发了一套基于Web GIS技术的以精细化预报为核心的交通气象灾害监测预警服务系统。该系统实现了对高速公路的实况天气监测、精细化数值天气预报及灾害性天气预警三大功能,实现了全自动、智能化的精细化服务模式,为用户提供直观的服务信息,为公众交通出行提供了及时的气象服务。研发的公路交通气象服务系统已正式对外服务,并在春运期间为公众用户便捷、安全出行提供了保障。     

地面观测资料在快速更新同化系统中的敏感性试验

通过对2011年7月31日发生在上海的局地强对流过程,利用快速更新同化系统(SMS-WARR),设计了四个试验,对地面观测资料(常规地面观测资料、加密自动气象站资料)进行敏感性数值试验。结果表明:不同地面观测资料同化对模式初始场的调整作用不同,地面观测资料的疏密影响模式初始场预报,加密自动站气象资料同化对初始温度场、风场的影响最明显;所有试验中,同化所有观测资料的模式能较好地模拟出此次强降水过程,且模拟的地面温度场、风场以及辐合线的演变与实况基本一致;通过分析、比较各试验初始场和预报结果的影响发现,同化所有地面观测资料能改善模式的初值,且观测资料通过循环同化的方式融合进模式,提高了模式对强对流中尺度结构特征的刻画,改善了对局地强对流天气系统的预报效果。     

GPRS业务在自动气象站网数据传输中的应用

广东省中山市气象局引进中国移动通信公司的GRPS无线业务通讯技术,取代常规电话拨号方式,用于完成中尺度灾害性天气监测网中22个自动气象站观测资料的采集和传输。在实际气象业务试运行中的结果表明,GPRS通讯方式具有实时在线、高速传输、登陆快捷、收费合理、监控方便和安全可靠等优点,特别是在间断、突发性的或频繁、少量的气象数据传输中表现出良好的性能,适合中尺度自动气象站网气象资料采集和传输的需要。根据GPRS的发展前景,对该业务未来在气象部门的应用作了初步展望。     

新一代中尺度自动气象站网络监测系统

介绍了新一代监测系统的通讯方式、系统构成和软件实现.该系统采用CAWS系列自动气象站作为研究对象,通讯方式采用以无线为主有线为辅的新型通讯传输,利用3层C/S结构和B/S结构相结合的方式实现功能设计;通过基于SQL Server 2000关系型数据库的二次开发,新一代中尺度自动气象站网络监测系统利用自动气象站采集的数据资料进行了各种气象观测方法以及数据应用的研究,是综合地面观测、分析、预测预警、网络发布等功能为一体的新一代监测系统.