一种基于标准化管理及自动化性能测试的探测信息化平台

气象探测是我国气象事业发展的基础,对国家防灾减灾和应对气候变化至关重要。随着科学技术的不断发展,大数据、云计算和人工智能等新一代信息技术迅速普及。在此大背景下,亟需建设气象探测信息化平台,实现对气象数据的全面管理、分析、利用和共享,为用户和决策者提供及时、准确的气象信息,以便能够更好地应对防灾减灾、科学研究、共享服务等需求。

HY-WP1A型天气现象智能观测仪的故障诊断及维护维修

介绍了HY-WP1A型天气现象智能观测仪的结构、安装和调试,并对天气现象智能观测仪常见故障进行诊断和维修,提出日常维护的细则。技术保障人员可以通过这些方法,解决天气现象智能观测仪出现的问题,以期为基层技术保障人员在天气现象智能观测仪出现故障后,能快速、准确地解决设备的故障,尽快恢复设备的数据观测。

地面自动气象站数据流式处理设计与实现

针对观测密度和频次日益增加的海量地面自动气象站数据,在气象大数据云平台(天擎)中设计了基于Storm的实时流式处理,利用大规模并行处理的优势提高地面自动气象站数据的处理时效。在流式处理中,设计处理拓扑直接解码标准格式的数据消息;消息确认采用手工确认的方式,将数据解码组件锚定数据接入组件,实现每条数据的可靠处理;数据解码时进行字节校验和时间检查等,过滤异常数据;应用批量加定时的发送策略,解决海量监控信息发送气象综合业务实时监控系统(天镜)的问题;集群部署时保留部分剩余资源,有效应对单节点异常。应用效果表明:国家气象站小时数据的服务时效由全国综合气象信息共享系统(CIMISS)的175 s提高至天擎的78 s,约6×10^(4)个区域气象站小时数据的服务时效由CIMISS的5 min提高至天警的2 min,实况分析系统将数据源切换至天擎后,相同时间检索可获取的站点数量较CIMISS增加1倍。2021年12月基于Storm的流式处理与天擎一同在国省业务化运行,实现了长期稳定运行,为MICAPS4、SWAN2.0、实况分析系统等用户提供高效稳定的地面自动气象站数据。

中国地面自动气象站小时降水质量控制方法

高时空分辨率自动气象站降水观测作为重要数据来源,已被广泛应用于强对流天气监测、模式评估、预报复盘等研究工作。仪器故障、特殊天气条件下观测设备的局限性等因素是自动气象站降水数据不确定性的主要来源,这些问题在无人值守气象站尤为突出。该研究基于2021—2023年中国自动气象站实时观测降水量数据、高时空分辨率雷达数据和高灵敏性降水类天气现象数据,发展适应于中国自动气象站小时降水数据的多源数据协同质量控制方法(multi-source data collaborative quality control,MDC)。通过综合定量指标与典型个例分析,对MDC的应用效果进行全面评估。结果显示:MDC判识正确率为99.92%,错误数据命中率较现行业务提升39.3%。基于多源降水观测数据时空一致性,MDC显著提升了晴空降水、融雪性降水和虚假零值降水等异常数据的甄别能力,有效弥补了传统方法的不足。

CAWSmart智能自动气象站的工作原理及维护维修

CAWSmart智能自动气象站是针对中国气象局“云+端”体制专门设计、研制的新型智能化自动气象站。针对CAWSmart智能自动气象站的系统构造、工作原理进行了分析,阐述了智能站安装调试的要求及方法,总结了智能站的维修思路,为业务人员使用和维护设备提供技术支持。

便携式自动气象站在深圳机场的应用研究

在航空气象中,便携式自动气象站作为常规自动气象观测系统(下称自观系统)的重要备份,起到提供应急气象数据的保障作用。该文对长春雨睿电子科技有限责任公司的YRQX-20A型便携式自动气象站的组成结构、使用方法以及优缺点进行详细描述与分析,结合深圳机场观测业务运行的特点,经验证后有效地满足运行需求,为航空气象情报的准确和及时交换提供有效保障。

陆地生态系统—大气界面多种碳氮气体交换通量的同步自动观测系统

项目概况我国现有的陆地生态系统非均匀下垫面观测技术,远不能满足碳氮温室气体排放的过程与机理及碳氮循环耦合过程的综合研究对观测设备性能的要求。由于国际上尚无商品化的相关设备,国外先进科研机构都只能通过自己研制来满足其科研工作的需要。本项目将研制我国第一套专门针对非均匀下垫面低矮植被陆地生态系统进行多点位多气体(包括N_(2)O、NO、CH_(4)、CO_(2))净排放通量的同步、高频、全自动综合测定的观测技术系统(AMEG)。

NZD-Y1型自动土壤水分观测仪原理及故障排查处理

【目的】解决土壤水分自动观测站设备老化、观测数据质量不高、无法客观真实反映土壤湿度状况等问题。【方法】详细介绍了NZD-Y1型自动土壤水分观测仪的工作原理、组成结构、主要技术指标、设备安装及维护内容,并列出了几种常见故障及排查处理方法。该设备集区域土壤水分、空气温度、相对湿度、气压、降雨量多种监测要素为一体,适用于根系分布浅、生长过程主要利用浅层土壤水分的监测系统。【结果】采用NZD-Y1型自动土壤水分观测仪在免标定情况下,可连续、被动进行非接触式原位测量,不破坏土壤、不影响农事活动。NZD-Y1型自动土壤水分观测仪可弥补地基中尺度土壤水分观测空白,提高土壤水分区域探测能力,有效提升干旱预警能力和预报水平,增强农田生态气象服务能力。【结论】NZD-Y1型自动土壤水分观测仪满足农业气象发展业务需求,本研究对充分认识农田生态系统和草地生态具有重要指导意义,可有效推进中国气象局在全国范围内站网工程部署进度,为防汛救灾提供重要基础支撑,并可为基层业务保障人员提供参考。

中国第1-10次北极科学考察走航自动气象站观测数据集(1999-2019年)

气象数据是地球系统科学重要的基础性数据之一。在1999–2019年间中国北极科学考察的10个航次中,利用船载自动气象站(Lica-701、Vaisala MILOS500、天诺CR3000和XZC6-1)采集了走航气象数据。本研究对中国第1–10次北极考察走航气象数据进行了标准化整理、质量控制和评估,形成本数据集,主要包括气温、相对湿度、气压、风向和风速5个气象要素,共有20个气象数据文件,数据时间分辨率为1小时。本数据集能够为深入了解北极区域气候变化、研究北极区域天气变化过程及评估气候变化对生态环境影响等研究提供数据支撑。

温湿度对于气压传感器核查工作的影响评估

为了确保各区域自动气象站气压传感器核查数据的可靠性,减少外界因素对核查结果的影响,文章依据现场核查的数据资料,采用理论分析和实验数据对比的方式验证核查方法的可行性,进而找出核查过程中影响气压数值变化的主要因素。实验结果表明:在区域自动气象站气压传感器的核查工作中,发现环境的温度和湿度对校准结果的最大误差有不同程度的影响,气温是主要影响因素;湿度对核查的影响较小,是次要因素。现场核查时,应选择与上一次核查环境温度差异较小的晴朗天气进行,减少误差,提高核查数据的可靠性。

CINRAD/SB聚焦线圈与速调管故障诊断、定位与排除实例

为了解决聚焦线圈故障隐蔽、速调管故障诊断复杂的问题,文章在分析速调管、聚焦线圈设计原理的基础上结合CINRAD/SB新一代天气雷达速调管及聚焦线圈组成框图,通过分析关键部件及关键点的指标参数及波形、实测参数及波形,调整关键部件及关键点参数、波形来判断速调管及其外围组件情况,成功分析、定位及排除了CINRAD/SB雷达速调管及聚焦线圈造成的系统高压不准及无回波故障。

基于民航通信网的自动气象观测系统数据异地传输显示方案

通过在甘肃空管分局进近管制室终端引入嘉峪关机场自动气象观测数据,文章介绍了三层路由器、串口服务器等网络通信设备的专用配置,展示了主导能见度、天气现象、云高云量云状、实况报文等特殊气象数据同步传输过程中在自观系统服务器数据格式中的修改,以及针对管制服务过程中特殊显示需求的配置。数据的成功引入对未来中国西北辖区民航事业的统一规划和全面部署具有实际应用价值与现实指导意义。

滨州气象站迁站观测数据对比分析

由于城市发展需要,滨州气象站新站于2019-01-01开始进行对比观测,2020-01-01新站址正式业务运行,同时老站停止使用。通过对新、老站数据的对比分析,得出在今后的气象科研和资料运用中,滨州新站资料基本可以正常使用,不需要进行订正,但在预报服务领域,在对日最高、最低气温和降水量进行预报时,需要警惕新站与老站数据的差别。

关于自动气象设备维护及通讯网络保障的思考

自动气象设备是在社会经济和科技双重力量的推动下而产生的,也是气象观测工作发展的必然趋势。本文深入探讨自动气象设备维护以及通讯网络保障的关键问题,通过对设备维护、网络稳定性、信息安全、远程监控、人员培训和应急预案等方面的思考,提出一系列科学合理的保障措施,从而提高自动气象监测系统的抗干扰能力,确保气象数据的准确性和可用性,促进气象科研和服务的全面发展。

新型自动站天气现象视频智能观测仪远程补水系统的研究与设计

【目的】2020年4月1日起,随着中国气象局的布局,我国正式迈入地面气象观测全面自动化时代,各种自动化观测设备陆续推广应用,WP1A型天气现象视频智能观测仪就是其中的一种。目前,全国气象部门安装有天气现象视频智能观测仪设备的台站,均需人工定时对该设备中的结冰容器加补水,使得无法彻底解放人力、无法实现高度自动化。【方法】基于工作实际,综合考虑系统设备的安全性、可靠性、稳定性和可操作性,提出解决天气现象视频智能观测仪远程补水的设计方案。【结果】通过对现有仪器设备的局部改造,结合现代电子学,信息与通信技术,并整合电源线路、4G通讯模块、芯片控制模块等物联网技术,解决结冰容器的现有加水方式无法实现自动化的技术问题,实现远程补水加水的控制。【结论】该远程补水系统能达到预期的目的。

自动气象观测设备应用保障分析

本文根据全盟自动气象站、区域气象站自动气象观测设备的日常使用及维护保障情况,介绍了自动气象观测的结构及工作原理,重点阐述了自动气象观测设备在日常使用中的注意事项,给出了自动观测设备的维护保障建议,供相关部门参考借鉴。

5G智能工厂的构建及应用

介绍了5G具有的优势:高可靠、低时延、抗干扰和安全性等,分析了5G定制网在总体技术构架、平面总体构架、下沉UPF、网络切片等方面的应用,园区应用了数据采集、定位、智能管理、数字孪生等,实现数据采集准确率达到100%、制止习惯性违章13起、设备平均故障率降低≤50%等效果。

甘肃省区域自动气象站数据质量评估应用程序研究

文章利用python编程语言开发了一款对甘肃省区域自动气象站质控疑误数据自动统计分析应用程序,能够自动链接甘肃省气象资料业务系统(MDOS)区域自动站后台数据库,对全年各月质控出的全省区域自动站疑误数据进行分站点、分要素、分疑误类型的筛选、分析,快速自动生成EXCEL统计图形和表格,自动生成WORD格式的甘肃省区域站逐月数据质量分析报告模板;程序的业务应用对提高区域站设备运行的可靠性和数据可用性具有重要意义。

气温多传感器融合系统工作原理与故障排查及日常维护

为进一步提高地面气象观测中气温观测数据的采集、处理效率,提高气温观测数据的精确性、连续性,笔者根据2019年内蒙古气象部门开展的山洪地质灾害防治气象保障工程建设任务——多传感器温度雨量融合系统建设,介绍了气温多传感器融合系统的结构,从气温传感器、湿度传感器、气温融合控制器等方面分析了系统各部分工作原理,详细介绍了写入气温多传感器融合控制器的融合算法实现过程,阐述了气温多传感器融合系统解决单一传感器数据缺失和剔除观测异常值等问题从而提高观测数据质量的原理。最后结合系统结构及工作原理对系统的故障排查提出了具体操作步骤,并对日常维护方法进行了介绍,以此加深和提高基层气象台站观测员、设备保障工作人员对观测设备的了解,为其在发现异常数据时提供参考,及时分析异常原因,找出故障并及时排除,确保观测数据的准确可靠。

DFC2型数字日照计的故障诊断及维护维修

在传统气象上,一直沿用的是暗筒式日照计进行日照项目的人工观测。随着气象自动化观测设备的不断发展,现在逐渐由自动日照观测设备取代了人工观测,加快了国家地面观测自动化的速度。目前湖北省气象观测中的日照观测项目已经由DFC2光电式数字日照计的自动观测代替了传统的人工观测。数字日照计是根据辐射测量原理研制的日照自动观测设备。日照的自动观测,不仅减少了人力,还减小了人为因素对数据的影响,提高了观测数据的准确性,为气象和其他行业提供了更准确的数据服务。