自动气象站建设技术要求

自动气象站建设技术要求

中国气象局监测网络司

二○○五年三月

目 录

一、自动气象站观测环境条件要求

二、自动气象站观测现场地沟施工要求

三、自动气象站观测现场埋设管道施工要求

四、观测场内仪器的布置

五、自动气象站观测场防雷接地要求

六、有关资料处理方面的要求

一、自动气象站观测环境条件要求

准确可靠的气象观测资料是气象部门研究天气和气候变化规律为国民经济和国防建设提供气象服务的基本依据，而观测场地对设备的正常运行起着重要的作用。自动气象站主要用于国家基准气象站、基本气象站和一般站，为保证自动气象站在室内、外都能顺利安装和正常运行。气象探测环境应符合下述技术规定。（一）、设备运行环境

1.室外设备运行环境

①工作温度 -50℃～+50℃

②相对湿度 0～100％

③抗 阵 风 75m/s

其他要求 自带避雷装置防锈蚀

2.室内设备运行环境

①工作温度 5℃～40℃

②相对湿度 <90％

③电压波动 220V+10％

-15％

（二）、室外设备安装场地

1、各类台站标准的地面观测场规格应为正方形、正南正北走向，面积为25×25米（担负太阳辐射观测任务的台站观测场可向南面扩展10米），观测场地面与周边地面的高度平齐，观测场门开在北侧围栏的中央。国家一般气象站受占地面积大小、形状、地势等的限制时，观测场可以改建为16（东西）×20（南北）米的规格，其观测场的走向可以与整个院落的走向一致（或改建为直径不小于20．0米的圆形观测场），但观测场内的全部仪器应符合“地面气象观测规范”规定的方位要求。

2、气象站周围的成排（从观测场围栏外缘起量，视宽角>22.5度，下同）建筑物、树木和其它遮挡物边缘与基本气象站观测场围栏的距离，必须为障碍物高度的10倍以远；基本气象站观测场围栏与四周孤立（从观测场围栏外缘起量，视宽角≤22.5度，下同）障碍物的距离，至少是该障碍物高度的8倍以上，两孤立障碍物最近的横向距离不得小于30米。

3、气象站周围的工程设施边缘与基本气象站观测场围栏的距离要求：铁路路基必须为200米以远（电气化铁路路基为100米以远）；公路路基必须为30米以远；水库等大型水体（最高水位时）必须为100米以远。

4、经省级气象局论证确定对观测资料准确性有影响的各种源体，为观测环境有害的污染源，其边缘与基本气象站观测场围栏的距离必须为500米以远。

5、观测场四周10米内不能种植高杆（1米以上）作物，以保证气流畅通。

6、自动气象站周围不得有致使传感器观测值发生异常变化的各种干扰源。

7、室外设备应安装在避雷有效区内。

8、场地应该平整，保持有均匀草层（不长草地区例外），草高不能超过20厘米。场内不准种植作物。

9、场内应铺设水泥预制板小路，小路下面就是地沟和防雷地网。

（三）、工作室要求

1、工作室的装修

（1）、自动气象站的工作室面积应不小于12m2，为防尘应尽量采用瓷砖铺地，铝合金门窗，深色窗帘。

（2）、工作室内装修应采用不起尘、不掉渣材料。

（3）、工作室内如有水管通过时，应采取防漏水措施。

（4）、空调机的室内部分要离遥测气压传感器1.5米以上，以免影响气压传感器工作。

（5）、工作室配置微机工作台两个，可移动式靠背椅两个，收音机一台（对时间用）。

（6）、自动气象站用的交流电应是220V±10％、50HZ。自动气象站用的交流电源应从配电盘接专线供电，不得与其它用电混用。自动气象站的工作室的峰值功耗应能满足业务需要。

（7）、工作室内线路安装应符合供电部门的设计要求，即出口电线应固定在墙上，插座都要固定在离工作台最近的墙上，并有利于用电操作。

样图如下：

注：杭州站的观测值班室

2、工作室的交流供电

　工作室的交流供电要按照业务用电与其它用电分开的原则进行改造。

电力电源改造示意图

避

雷

器

（1）、值班室供电系统按照自动站设备、辅助设备、照明三个独立的部分设计，

采用三相五线制(参考示意图，见上图)。

各台站选用电源线的标准，应满足最大负荷要求并留有余量。

（2）、自动站设备(包括数据采集器、专用电源、自动站微机、观测发报微机、网络服务器、打印机、交流UPS电源)的交流电，必须从进户配电盘单独使用一相专线供电，不得与其它用电器混用；功率负荷＞1.0KVA，对交流电的要求为220V＋10%至-15%，50Hz。

（3）、辅助设备包括空调机、饮水机、非自动站设备的电源、照明(包括值班室内照明和观测场照明)、观测场维修用电等，其功率负荷应满足工作需要，且留有余量。

（4）、各种电力电源的插座应当固定在墙面上，并靠近各个工作台；活动插座应当坚固。电力、电话、信号等缆线的布设应当隐蔽、无暴露、美观和检修方便。（5）、室内线路的安装应符合供电部门的要求。

二、自动气象站观测现场地沟施工要求

1、地沟即电缆沟的施工要求是：

深：D——45至60 cm

宽：M——30至40 cm

地沟布局见图：

3 2 1 地面

1.地沟沟沿

2.盖板

3.挂钩

4.底层

5.专墙

地沟布局图

2、沟两侧应砌专墙，水泥勾缝。底部用砖砌成或混凝土或三合土夯实为厚5厘米的底层。地沟的上边沿用水泥、钢筋做边，以增加强度。地沟的一个侧面从沟底向上1/3D处，而另一面从沟底向上2/3D处，架设两排金属挂钩，其间距为1米。两排挂钩的横向位置是相互错开的。金属挂钩是直径5毫米的钢筋。挂钩端部的圆弧部分是直径为9厘米的圆的1/3。另一方法：在地沟的两个侧面从沟底向上1/2D处横向架设3cm宽的扁铁，每隔1.5米至2米处架设一个。

3、风杆、百叶箱、雨量计、地温、蒸发传感器至地沟处都要有直径为9厘米的洞口。

4、地沟上面盖水泥盖板，水泥盖板的尺寸为边长45至60cm的正方形，厚度为50mm。水泥盖板下最好铺薄铁板对电缆起屏蔽作用。地沟盖上盖板后与地

面持平。地沟要留有排水涵洞，以防雨后积水。

5、地沟里的电缆应穿在PVC塑料套管中，套管口径80—100mm。

6、在观测场内，地沟的长度和小路的长度相同。从观测场到观测室的地沟长度，则视各站的具体情况而定。

7、地沟施工总的要求：防雷击、防鼠咬、排水、通风。

样图如下：

注：地沟、小路路面、地沟内的PVC扣槽

三、自动气象站观测现场埋设管道施工要求

1、自动气象站观测现场除了采取挖地沟架设电缆外，还可以采取在观测场地中埋设管道穿过电缆的方式实施。这种方式一般适合于高山岩石、沙漠、砂砾等土质及西北地区降水少，地表及浅地层无积水的地区。这种方式的缺点是当设备检修和检查更换电缆时极为不便，并在一段时间内影响观测场美观。降水多，地表及浅地层有积水地区最好采取挖地沟架设电缆方式，以避免电缆浸泡、腐蚀短路等故障的出现，影响自动气象站正常工作。

2、埋设的管道应选用金属材质及带有金属屏蔽层的PVC塑料套管等，起防腐及屏蔽作用，管道直径80-100mm。

3、埋设管道走向及长度应与观测场小路和安装的自动气象站传感器类型相符，从观测场到观测室长度视各站具体情况而定。

4、埋设管道时应在拐弯各处挖竖井方便检修和更换电缆。

5、埋设管道上方应铺设水泥方砖与地面持平，防止踩踏损坏电缆。

6、总的要求：屏蔽、防雷击、防鼠咬、防浸泡。

四、观测场内仪器的布置

观测场内仪器的布置，要注意互不影响，便于观测操作。具体要求：

1. 高的仪器安置在北面，低的仪器须顺次安置在南面，东西列成行．

2.仪器之间，南北间距不小于３米，东西间距不小于４米。仪器距围栏不小于

３米。

3.观测场门开在北面，仪器安置在紧靠东西向小路的南面，值班人员应从北面

接近仪器。

4．观测场内仪器具体布置。可见参考图。自动气象站的风向风速传感器安装在东边的风杆上（亦可安装在现有风杆附近）；温、湿传感器安装在东边的大

百叶箱内；雨量传感器安装在原来虹吸雨量计的位置上；自动气象站浅层地

温传感器安装在原曲管地温表东面扩展的裸地内；深层地温传感器安装在原

直管地温表的南侧，与原直管地温表相距０.５米，东西方向排成一排。各

类仪器安置高度、深度、方位、纬度、角度的要求及其基准部位，以及每月

定期检查允许的范围详见下表。

遥测仪各传感器安置要求

仪 器 要求与允许误差范围 基准部位

温度计 百叶箱内高度1.5米 ±5厘米 感应部分中心 湿敏电容 百叶箱内高度1.5米 ±5厘米 感应部分中心 雨量计 仪器自身高度

地表面温度表 感应部分埋入土中一半

浅、深层地温表 深度5、10、15、20、40、80、160、320

厘米 ±1厘米

水平放置， 其水平中心线与

地面的距离应是相应的深度

风速仪 安装在观测场高10-20米处 风杯中心

风向仪 与风速器同高，把风向标对准正北，室

内风向显示值应为0。

风向标中心线

气压计 仪器自身高度

注：基准气象站用蒸发仪安置在E-601型蒸发器位置；日照亦在原日照位置。

五、自动气象站观测场防雷接地要求

一、自动气象站室外设备的防雷要求

根据自动气象站观测设备的防雷接地要求，对自动气象站观测场防雷接地的建设提出以下几个部分的要求。

1.观测场地网要求；

2.接地电阻的要求；

3.引下线的布局要求；

4.设备接地要求。

（一）观测场地网的要求：

1.布局要求：

根据“观测环境条件要求”，观测场大小应为25×25平方米，那么环型地网应不小于20×20平方米；如确因条件限制，观测场为16（东西向）×20（南北向）平方米，环型地网应不小于12（东西向）×16（南北向）平方米。观测条件特殊的如高山海岛站不受此限。

2.接地体要求：

垂直接地体：采用镀锌钢钎、钢管或角钢。

水平接地体：采用镀锌扁钢。

钢管（钎）： φ50mm 壁厚应不小于3.5mm

角钢：应不小于50mm×50mm×5mm

扁钢：应不小于40mm×4mm

垂直接地体长度为1.5-2.5米，垂直接地体的间距为自身长度的1.5-2倍。接地体之间的焊接点应做防腐处理，接地装置的焊接长度，对扁钢为宽边的2倍，对圆钢为其直径的6-8倍。

（二）观测场接地电阻的要求：

根据自动气象站的要求，工频接地电阻应小于4Ω，对采用单环水平接地方式仍不能满足要求的场地，可采用多根环型水平接地体或增加辐射式延伸接地体，延伸接地体长度宜限制在10-30米。

（三）引下线（设备接地端）布局要求：

在铺设地网的同时，应根据观测场地面接地设备的位置，将引下线（端）预

先引出。既要考虑设备就近接地，又要兼顾环型地网引下线的均匀分布。

引下线与水平、垂直地网的焊接示意图

扁铜

（四）设备接地要求：

观测场所有设备金属支架、箱体均应接地，观测设备将按具体的接地要求进行。

详见观测场避雷系统布局示意图及线缆沟及避雷区域剖面图。

二、自动气象站室内设备的防雷要求

自动气象站室内设备主要有数据采集器、微机、打印机、接口及保护电路组成。对室内部分防雷作出以下要求：

1.值班室本身应具备有效的直击雷防护措施；

2.值班室需要有良好的接地体，工频接地电阻应小于3Ω；

3.观测场探测器到室内的引线的感应雷防护，由厂家提供的接口防雷保护器担任。但需按厂家要求可靠接地；

4.在给自动气象站设备供电的UPS之前，需至少加装一级供电电源避雷器。

电源避雷器需可靠接地。

另外有关规定可参照《气象台（站）防雷技术规范》执行。

观测场避雷系统布局示意图

图例：风塔位置避雷带分布

百叶箱位置避雷带外接点

能见度观测仪位置避雷带与地沟重合点

说明：该图按最全面的仪器设置而设计，

各站可参考本站类型参照执行。

线缆沟及避雷区域剖面图 比例1：10

现制混凝土薄铁板屏蔽优质预制水泥盖板

六、有关资料处理方面的要求

1、资料评估原则

（1）．评估方法的制定

评估方法除考虑一般的常用评估内容：如缺测率、粗差率、标准差、相符率外，为利于气候资料的连续使用及自动评估，还应考虑各要素、各站、各月原资料的历史状态。评估自动站观测数据与原人工长期观测数据的差异、变动情况。与原人工长期观测数据的比较，如平均值、最高值、最低值、标准差的差异，并具有监测异常数据的能力。

（2）．数据格式的统一

为利于该仪器业务上的使用，其记录的数据格式应与原业务上使用的数据格式相兼容。数据文件名也应有统一的规定。在数据文件中应能区分不同观测方法所观测的要素。

（3）．自动评估系统

为实现批量站准实时评估业务，必须建立自动评估系统。该系统应包括上报路径的制定、传输规程的统一、评估应用软件的自动启动计算及反馈信息的传输，评估结果的自动生成及上报。

（4）．自动评估系统的报警功能

为及时发现重大质量问题，评估系统要具有监测报警功能。如遇大面积缺测数据、异常值出现时应能自动报警，以便监测人员能发现问题、采取相应措施并及时上报业务主管部门。

2、评估步骤

（1）．根据业务需求，制定分析评估技术方案，包括评估方法、数据格式、考核要求。

（2）．制定每月上报数据文件传输规程。由台站上报各省，由各省依据传输规程上报国家气象中心。

（3）.根据技术方案及传输规程，每月定时接收对比资料及运行情况文件。 （4）．根据评估方法编制评估应用软件。建立自动评估业务系统。

（5）．利用评估系统，每月按时接收检查、分析两种系统的差异，上报主管职能部门。

（6）．评估期为两年。第一年进行人工与自动站采集的全部要素资料的评估。第二年进行自动站全部要素与人工观测四要素（气压、气温、湿度、风）的资料评估。每年12个月资料收集完整后，于次年第三个月提交职能部门上一年的评估报告。

（7）．监测评估期间，发现重大质量问题及时上报职能主管部门。必要时组织技术人员到台站实地调查，分析及采取措施，解决有关问题。

（8）．评估期结束后，依据档案管理归档保管要求，评估期内全部台站所有平行观测原始资料、评估计算结果、评估分析报告及评估期内上报的全部原始档案送交国家气象档案馆归档，以利于历史资料的连续性，同时归档评估系统运行期间所有技术文档、文件，建立该项目完整的技术档案。