时间：2023-05-30 10:43:41
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇气象监测，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
（北方民族大学电气信息工程学院，宁夏 银川 750021）
【摘 要】介绍一个小型多功能气象监测系统，该气象监测系统通过各类风速、风向、温度、湿度、光照强度传感器、大气压强传感器和粉尘传感器将检测到的数据自动进行汇总分析，并通过无线设备传输到终端平台。该系统采用无线传输，这样在测量气象环境时就不用线缆便可以检测到数据以达到方便快捷的测量。
关键词 STC15W204S/IAP15F2K61S2单片机；JL-FSX2风速风向传感器；NRF24L01；光照强度传感器；小气候
0 引言
现在社会高度发达，气象状况变化万千，气象监测和灾害预警工程对保障社会经济发展和人民生产生活有重要意义，气候状况对经济的影响也越来越显著，人们需要实时了解当前的气象状况。
气象观测是指借助仪器和目力对气象要素和气象现象进行的测量和判定。由于各行业都对气象数据有一定的需求，因此也让气象监测显得特别有意义，及时的气象数据能够为农业、林业、工业、交通、军事、医疗卫生和环境保护等部门进行规划、设计和研究时提供依据。并且现在社会高度发达，气象状况变化万千，气象监测和灾害预警工程对于保障社会经济发展和人民生产生活有重要意义，气候状况对经济活动的影响也越来越显著，人们需要实时了解当前的气象状况。风速、风向、温度、湿度、大气压强、海拔高度、光照强度以及粉尘浓度的测量是气象监测的一项重要内容。
1 硬件设计
1.1 系统总体设计
小型多功能气象监测系统其工作原理如图1.1所示，它以AT89C51单片机为核心，通过风速、风向、温度、湿度、光照强度传感器、大气压强传感器和粉尘传感器将检测到的数据进行汇总分析，并通过无线设备传输到终端平台并且在终端平台统计分析，以便于气象分析人员分析气象数据得出当前的气象特征，进而对气象可能影响到的事物做出规划，起到预防作用，减少不必要的损失。
1.2 风速风向仪
风向、风速仪用于测量瞬时风速风向，具有自动显示功能。主要由支杆，风标，风杯，风速风向感应器组成，风标的指向即为来风方向，根据风杯的转速来计算出风速。内置或外接各种进口原装传感器，采用微功耗单片机对外部数据进行采样，并将采集的数据保存在系统不易失存储器内。风向风速仪由微处理器和高动态特性的测风传感器组成。
风向、风速传感器为机械转动式传感器,感应距地面11m 处的空气流动,对空气流动速度及方向进行检测及光电转换,并进行数字量化、时间平均、存储等处理,再通过系统的通信设备及路由传输至室内气象观测工作站。室内数据处理工作站(DPU) 计算并做出一个2分钟平均风速风向报告,依据传感器5秒的风速风向数据,产生阵风和不定风向的报告。
1.3 温湿度模块
温湿度测量是采用AM2301数字温湿度传感器，这是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件(AM2303采用DS18B20测温度)，并与一个高性能8位单片机相连接。每个传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输无需线缆，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。产品为 4 针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点。
1.4 无线收发模块
其采用2.4Ghz 全球开放ISM 频段免许可证使用，最高工作速率2Mbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合。125 频道，满足多点通信和跳频通信需要，内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制。低功耗1.9～3.6V 工作，Power down 模式下状态仅为1uA。内置2.4Ghz 天线，体积小巧约24*24mm，模块可软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据（提供中断指示)，软件编程非常方便。内置专门稳压电路，使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有很好的通信效果，标准DIP间距接口，便于嵌入式应用。
1.5 光照强度模块GY-30
本模块采用IIC 总线接口（f/s模式支持），光谱的范围和人眼相近其内部有照度数字转换器可将光照强度直接转换成数据输出。有宽范围和高分解的特点（1 - 65535 勒克斯），具有低电流关机功能，工作频率为50Hz/60Hz ，1.8V逻辑输入接口，无需任何外部零件，光源的依赖性不大，是有可能的选择2 类型的IIC slave-address，可调的光学窗口测量结果的影响（它可以探测分钟.使用本功能0.11 勒克斯， 最大.100000勒克斯），小测变异(+/- 20%)，红外线的影响很小。
2 软件设计
单片机软件设计程序主要包括里程设计模块；输出实时风力风向、温度湿度、大气压强和海拔高度、光照强度及粉尘浓度的含量模块；储存历史数据模块；计算一分钟平均风速、瞬时风级、一分钟平均风级、平均风速及对应的浪高模块；计算海拔高度模块；数据显示模块等。
3 结束语
整个设计以可靠性为目标。实现对风向、风速、一分钟平均风速、瞬时风级、一分钟平均风级、平均风速及对应的浪高，湿度、温度，大气压强和海拔高度，光照强度及粉尘浓度的测量。本仪器体积小，重量轻，功能全，可广泛用于气象、能源、农林、环保、海洋、科学考察及军工等领域测量气象的参数。对于硬件电路主要考虑的是元器件对环境温度的适应能力,设计时选用工业级的器件。对于耐压方面进行了降额设计 ,对于使用5V DC的环境 ,一般选用 10V 以上的耐压。对于电阻的选取 ,除了满足电阻阻值要求 ,还在功率的选取上预留了余量。在集成电路的选取上 ,采取优先使用成熟的、 以知名厂家芯片为主的原则。使器件的可靠性能得到最大的保证。由于仪器是在野外环境使用,因此整个系统安装了防雷器件。其显著的特点是功耗小、可靠性好,非常适合于野外工作。
参考文献
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【关键词】 交通运输 气象灾害 监测系统 重要组成
一、引言
吉林省高速公路监测系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。是采用先进的通讯网络将高速公路各气象监测站的气象信息进行统一信息收集、显示、的智能化交通气象保障网络系统。
二、气象信息监测要素
吉林省高速公路气象信息监测系统主要用于监测高速公路道路环境和状况参数信息，主要监测信息根据各地不同的气候特点、气象灾害类型和交通气象服务需求，各交通气象站均开展以下要素的观测：（1）气象要素。（2）路面要素。（3）天气现象。这些精确、及时道路环境信息，经监控系统分析、处理、判断后，可发出指令到信息提供子系统，信息提供子系统控制道路情报板，变更其显示内容，可以为高速公路管理部门实施对高速公路交通流的调节和控制等决策提供科学依据。
三、系统组成
该系统主要由气象监控中心站和外站（自动气象监测站）组成。
（1）中心站安装在省气象信息网络中心由计算机、软件、通讯设备（如路由器、交换机、网卡）等组成。（2）外站是指分布于高速公路沿线的十个自动气象信息监测站。具体组成结构见下图。（3）气象监控中心由硬件和软件两个部分，由省气象信息网络中心协同厂家一起完成安装、调试。硬件主要包括：WEB服务器、数据服务器、计算机、通讯设备等。软件主要包括：数据收集存储管理软件和数据应用软件，主要功能是负责对自动气象信息监测站气象数据收集、数据处理与存储入库、气象信息浏览、趋势图动态绘制、预警信息控制，外站工作状态监控、远程维护等。（4）外站（自动气象信息监测站）由各类传感器、数据采集平台、电源、通讯部件、风杆及支架等部分组成。主要负责实时采集该站环境的能见度、路面状况、路面温度、风向、风速、温度、湿度、雨量等气象数据，并进行存储；按照监控中心站命令，向气象监控中心发送气象数据和状态信息。
四、信息上传方式
根据实际网络需要数据通讯可采用无线网络、局域网络或有线网络。
五、供电方式
提供交流供电和太阳能供电两种供电方式，可以根据环境选定。（1）交流：可直接接入交流220V±10%，50Hz±1Hz市电，蓄电池后备。（2）太阳能浮充电池：无日照自动站正常工作7天。
关键词：气象监测 降水资料 质量控制
中图分类号：P44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0105-01
气象监测的降水资料对于我国人民的生产和生活是十分重要的。在这样的情况下，就需要我国的气象部门工作人员加强对于降水资料的质量控制。但是由于我国幅员辽阔，各地由于其降水特点，进行气象监测的方法也各不相同。因此为了保证我国在气象监测中的降水资料能够达到要求，就必须优化我国的地面自动气象站系统，并且也需要逐步的建立起比较实用的制动气象站数据质量控制系统。在这样的方法下就能够为我国的气象灾害预警以及相关的预报工作提供内容详实完善，可信度较高的监测信息，为我国的经济建设作出更大的贡献。
1 目前我国自动气象站中降水资料质量不高的原因
1.1 局部气候的变化较大
由于我国的局部气候具有变化较大的特点，因此在这样的情况下，中小尺度的天气系统就会出现一定量的扰动，监测数据以及向邻近的站点在同时间的比较，检测出的气候情况会出现较大的不同。这种现象就被称作气象监测出现了疑似的“异常”。但是这种数据却经常能够反映在这一时间段内的真是天气情况，可以被称作真值。
1.2 gross误差
Gross误差主要是由于在进行测量的过程中，因为测量仪器以及在传输以及采集数据的过程中因为有故障等原因造成的非气象意义偏离错误的一些气象资料。这种气象资料主要是表现为在站点测量出数据后数据严重偏离真实的天气数据。
1.3 系统性的误差
这种数据的误差主要是由于在进行测量的过程中，因为雨量计的结构以及进行雨量监测的过程中测量场地的环境条件引起的误差。系统性误差的起因并不能够完整的被了解。系统性的误差往往会造成降水量较少的结果。
2 如何在气象监测中对降水资料进行质量控制
2.1 进行界限值的检查
气象监测的降水资料的质量控制过程中，首先应该进行界限值的检查。界限值的检查主要包括了气候界限值的检查以及仪器界限值的检查。在仪器界限值的检查方面，首先应该将雨量传感器进行检查，查看雨量传感器的工作过程是否正常，并且也需要对雨量传感器测量出的各种数据进行相应的比较，从而发现在仪器界限值中的一些问题。而对于气候界限值检查的方面，需要对降水量的界限值进行相应的判断。降水量的上下限值需要在合理并且规定的范围内。目前我国的气候界限值检查主要是使用常规探测中的极限值来作为气候界限值。例如在降水资料中的界限值为0～150 mm/h。
2.2 空间一致性的判断工作
在我国的一些地区经常会有大范围的降水发生。在这样的情况下，尤其是对这些地区的稳定性降水过程中，降水量的地域分布经常是呈正态分布的，因此空间一致性也就会显得比较明显。而对于气象工作的实际过程中，各个站点之间的样本数量经常会显得不充分，因此就需要对于一些较大的纪录作出相应的判断，并且使用模拟二次多项式的方法来对一些较小的数据也作出相应的判断。通过这样的方法，就能够让测量出的数据显得更加直观与合理。这种方法主要是适用于已经过滤出了有较大偏差值的站点。而为了避免一些局部中小尺度天气被过滤掉，就需要使用人机对话或是要素匹配一致性等方法来进行确认。
2.3 时间序列一致性的判断
对于气象工作而言，降水量的分布不均匀是无法通过人工方法来进行排除的。但是对于某一个单独的测量站而言，如果降水量较大，那么就能够呈现峰态分布，而且在同一个区域内的相邻测量站的时间应该是相同的。通过这些特征，就可以进行时间序列一致性的判断工作。在时间序列一致性的判断工作中，可以根据雨量随时间的变化来进行判别，在具体步骤上可以从降水时长以及降水量变化的角度进行。
3 结语
目前我国对于气象监测中的降水资料质量的要求较高，因此就需要在气象部门的实际工作中注意降水资料的质量。控制降水资料的质量可以从界限值的检查，空间一致性的判断以及时间序列一致性的判断三方面进行，从而能够加强对于降水资料的质量控制。
参考文献
[1] 吴泓，袁成松，钱玮，等.气象监测中降水资料的质量控制[J].气象科学，2012，32（6）：659-664.
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关键词关键词：iOS；iPhone；BLE；气象监测
DOIDOI：10.11907/rjdk.161944
中图分类号：TP319
文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2016）011010303
0 引言
越来越多的手机及可穿戴设备使用蓝牙4.0技术。该技术优点：①低功耗：在静态状态，一节钮扣电池可支持数年之久；②低成本：蓝牙技术逐步成为智能手机标配；③开放性：以2.4GHz频段全球开放。蓝牙4.0技术使可穿戴设备炙手可热，小米手环、苹果公司的iBeacon等产品受到大众欢迎，加速了物联网革命的发展进程[1]。
1 BLE协议架构
气象数据监测系统采集模块使用Nordic自主研发的nRF51822蓝牙低功耗2.4GHz片上系统。nRF51822采用优化的32位ARM Cortex-M0处理器，使BLE模式达到-92.5dBm 敏感度，最高达+4dBm的输出功率，支持256KB片上闪存和16KB RAM，成为行业领先者。
蓝牙低功耗（BLE）协议栈分为应用程序、主机和控制器3个部分，如图1所示[2]。应用程序负责与实际用例相关的逻辑、用户界面和数据处理，实现产品特定功能；主机包含GAP、GATT、SMP、ATT、L2CAP以及HCI层，可管理两个或多个BLE设备相互间的通信；控制器主要用于收发编码过的无线信号，并通过解码这些信号获取内部信息包[3]。
（1）物理层（PHY）。包含模拟通信电路，负责调制解调，将模拟信号转换成数字信号[4]。
（2）链路层（LL）。负责管理设备协议栈状态，此层定义4个角色：①广告者（Advertiser）：发送广告包的设备；②扫描仪（Scanner）：扫描广告包设备；③主人（Master）：启动连接并对连接进行管理的设备；④奴隶（Slave）：接受连接请求并与控制者时间同步[5]。
（3）主机控制接口（HCI）是一个标准协议。允许主机和控制器在串行接口进行通信[6]。
（4）逻辑链路控制和自适应协议（L2CAP）。是一个协议多路复用器，负责将上层的多个协议封装成标准的BLE数据包格式，它支持分段和重组。
（5）安全管理协议（SMP）。既是一个协议也是一系列安全算法，负责为蓝牙协议栈提供生成和交换安全密钥能力，让各节点通过加密链接安全交流，信任远程设备身份[7]。
（6）属性协议（ATT）。是一个简单的客户端/服务器无状态协议，在BLE中，每个设备是一个客户端或一个服务器，或者两者兼有。
（7）通用访问配置（GAP）。允许BLE设备相互操作。它提供一个框架，任何BLE实现必须允许设备发现彼此、广播数据、建立安全连接以及执行其它基本操作标准。
（8）通用属性协议（GATT）。它是基于属性协议（ATT），添加了一个层结构和数据抽象模型，定义数据如何在应用程序之间组织和交换 [8]。
2 蓝牙无线通信原理
对BLE网络中的角色、蓝牙通信过程中广告包类型及通信模式介绍如下。
2.1 BLE网络中的角色
通用访问配置（GAP）定义了BLE网络中4个角色，每个特定设备可同时扮演一个或多个角色。
（1）广播角色（Broadcaster）：定期发送广告包数据，不建立连接，使用链路层（LL）广告角色。
（2）观察角色（Observer）：优化了广播设备收集数据的应用程序，观察者角色侦听从广播端嵌入在广告包中的数据，使用链路层（LL）扫描仪角色。
（3）中心角色（Central）：相当于链路层（LL）主人角色，能够建立多个连接设备，是连接的发起者。中心角色通常由智能手机或平板电脑扮演。
（4）角色（Peripheral）：相当于链路层（LL）奴隶角色，这个角色通过广告包使中心角色找到它，随后建立连接[9]。
2.2 广告包分类
蓝牙通讯广告包分3种类型：①是否可连接。扫描仪在接收广告包时是否可开启连接，如果不能，则这个包只用来广播；②是否可扫描。在收到广告包时扫描仪是否可发起扫描请求；③是否定向。定向的广告包只包含广告者和目标扫描仪的蓝牙地址，不允许负载用户数据，所有的定向广告包都可连接，不定向广告包不针对任何特定扫描仪，可包含用户数据[10] 。
3 系统搭建
软件整体设计基于MVC（Model-View-Controller），即模型-视图-控制器，简称MVC。模型提供应用程序所需数据资源。视图是用户可以看到并与之交互的界面。控制器响应视图传递的用户事件，调用模型和视图资源满足用户需求。MVC模式分工明确，降低了模块之间的耦合性，是一种非常流行的设计模式[11]。
3.1 系统框架设计
系统通过蓝牙4.0传输协议接收气象数据采集模块发送的数据，在iPhone上进行气象数据处理分析及显示，系统框架如图2所示。
3.2 模型处理
本系统主要对温度、湿度、气压数据进行实时监测，并绘制相应的变化趋势图，提供气象预测功能。通常，气压随时间增加预示晴天，气压不断减小则更接近阴天或下雨，模型如表1所示。采用滑动均值滤波算法，采样间隔为30分钟。
3.3 数据库设计
数据库采用苹果自带的Core Data框架，它提供了对象-关系映射（ORM）功能，能够将OC对象转化成数据，保存在SQLite数据库文件中，也能够将数据还原成OC对象。本方案创建了两个实体对象：WeatherFob（气象设备对象）和WeatherReading（数据对象），是一对多关系，如图3所示。
3.4 蓝牙模块设计
BLE气象设备信号采集与处理采用CoreBluetooth框架，与第三方蓝牙4.0设备交互。为了减少数据传输开销，方案采用不可连接的蓝牙通信模式，将用户数据封装在广告包中进行广播，过程如图4所示。本方案创建了一个ConnectionManager对象，继承自NSObject类，遵守CBCentralManagerDelegate协议，实现协议中两个方法：
4 系统测试
方案将原始广告包打印在Xcode中的控制台，如图5所示，设备名称是WS，其中气象设备发送的数据包含在KCBAdvDataManufactureData对应关键字中，KCBAdvDataIsConnectable = 0代表该气象设备不可连接。系统将原始数据进行拆分解析显示在iPhone手机上，如图6所示。
5 结语
本方案充分利用了iOS设备强大的计算能力、灵活的
可编程性、足够的存储空间、网络连接功能、便携性等特点，使用蓝牙4.0技术很好地解决了设备能耗问题，使本方案成本更低、速度更快、距离更远，在花费较少的情况下，实现了便携气象监测系统功能。
参考文献：
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关键词：GIS技术；气象数据；农业气象灾害；气象监测系统
中图分类号：S42 文献标识码：A
引言
自然灾害具有随机性，对农业生产过程会造成严重的影响，导致农作物失收等情况。农业气象灾害一般包括水灾、旱灾、干热风、冷冻灾害、台风灾害、冰雹以及连日暴雨等。由于我国地理位置的问题，往往会在季节转换的时候容易出现农业气象灾害，而目前我国在农业气象灾害预防的层面上相对较弱，农业生产的基础设备还有待改进，抗灾的能力并不强。因此，在遇到农业气象灾害的时候，造成的农业损失往往会很大。对农业气象灾害进行科学合理的监测有利于减低农业生产的损失，因此快速、准确地实现对农业气象灾害进行监测并划分其等级以及对其波及的面积作出计算，具有十分重要的意义。
1系统的环境语言
GIS（地理信息系统）其主要功能是能够对地球空间的数据进行采集、存储、检索、建模、分析并进行计算。其强大之处体现在不仅能够处理数字数据以及管理文字属性的信息，甚至可以对图形图像等空间信息进行处理。GIS能够很好地对农业气象灾害等数据进行处理操作，有效地解决了数据空间分辨率低的问题。
本文中介绍的农业气象灾害监测系统主要是利用了地面数据以及卫星遥感检测数据结合高程（DEM）数据，经过GIS的平台实现对灾害监测区域的再分区，以达到更客观地对农业气象灾害分析的效果。
1.1软件运行环境
Windows2000版本以上的操作系统，内存要求256M以上，CPU要求8OOMHz以上的主频，硬盘容量60GB以上，地理信息软件ArcViGIS8.3。
1.2编程语言
编程语言VBA，是Visual Basic6.0与ArcGIS二次开发的语言。
2系统结构
2.1系统结构流程
整个农业气象灾害检测系统的流程包括了对所得数据的掉入转换、对灾害的检测、对灾害进行等级划分以及进行输出等步骤。
2.2灾害监测类型
在农业气象灾害监测系统当中，对灾害监测类型的划分主要为洪涝、干旱、低温冷害、霜冻、干热风。
3系统数据
3.1地理信息背景数据
在地理信息系统当中，其基础组成部分包括地理信息数据库。在GIS的数据库的数据分为2个方面，分别是对空间数据以及属性数据这两种。空间数据一般是描述地理空间的具体状况如位置、大小、形状、方向、几何拓扑关系等；属性数据则是反映出研究对象特性的参数。在系统开发的过程中我们需要选择对农业气象灾害检测有关的地理背景信息进行信息数据库。
3.2实时监测灾害数据库
卫星遥感监测数据是对卫星反馈的资料进行定位，并将太阳高度角修正后的卫星数据进行LDF文件投影，其分辩率一般为0.01度/像素。
3.3灾害统计数据
在GIS当中，灾害统计数据分别由灾情资料、受灾面积资料、灾害覆盖面积资料等方面组成。其数据来源出自AB报或者QBS灾情报。
4系统的主要功能
4.1数据管理
基于GIS的农业气象灾害检测系统可以进行数据的管理，其基本操作是将已经放置在NS SQL Sever 2000数据库的数据，以利用MS Visual Basic 6 Enter-prise语言编辑单元现成访问组件，进行数据库的访问，便于后台运行的数据管理操作。数据管理可以通过MS ADO访问的操作对数据库进行操纵，便于进行各种对象以及结构的处理。
4.2数据转换
基于GIS的农业气象灾害检测系统的数据转换分别是将NOAA/FY-1D、EOS数据文件转换成GRID数据以及将离散点数据转换成GRID数据。
遥感卫星的护具分别是以LDF、VIX以及EOS等格式存在，为了适应ARCGIS8.3系统的格式要求必须要转换成GRID的数据格式。同理利用气象观测数据以及农业气象灾害检测模型来进行模式计算得出的离散点数数据也必须要转换成系统默认的GRID格式。
4.3分区设置
利用灾害检测提供的Shape文件以及文本文件2种数据源可以对灾害检测进行分区，其分区原理是根据灾害类型以及致宰因子等规律进行划分。
4.4灾害分析模型
灾害分析模型包括灾害等级划分，作物提取以及不同作物受灾分布图、面积计算以及作物受灾面积计算。
算法如下：
Begin
调入不同作物受灾分布图GRID文件
While GRID文件读取合法do
读取Polygon多边形作物类型、多边形面积属性
属性
Switch Polygon.作物类型
Case面积计算作物项1：多边形面积加入作物项1
受灾面积
Case面积计算作物项2：多边形面积加入作物项2
受灾面积
Case……
End Switch
End Do
End
4.5产品输出
在产品输出的阶段，GIS平台的应用能够使产品根据其不同的需要以图、表、文档等多种不同的形式进行输出。
参考文献
[1] 邬伦. 地理信息系统—原理、方法和应用[M]. 北京：科学出版社， 2011.
【关键词】多普勒天气雷达；民航气象；实况监测；临近预报
0 引言
国际民航组织统计显示，在世界航空业务中，因天气原因造成的飞行事故数量已经上升到占总事故的将近三分之一，其中强对流天气是造成飞行事故的主因。[1]
目前我国民航日飞行量已经超过1万架次，预计未来十年，中国民航运输量仍然保持持续快速增长的势头。大飞行量、大流量的运行背景，使得民航在保证飞行安全的前提下，保障航班“正点”和“效率”的压力空前增大。随着航班量的增加，天气对航空运输安全与效益的影响日益突出，天气因素已经成为制约我国航空事业快速发展的主要瓶颈之一。因天气原因造成航班延误导致旅客与航空公司纠纷日渐增多，甚至影响社会稳定。
新一代天气雷达作为现代化的探测手段，可以有效地监测暴雨、冰雹、龙卷等灾害性天气的发生、发展；同时还具有良好的定量测量回波强度的性能，可以定量估测大范围降水[2]。我国即将建成由216部新一代多普勒天气雷达组成的全国性雷达探测网[3]，中国民用航空局空中交通管理局航空气象中心可以通过中国气象局同城用户服务系统实时获取全国新一代天气雷达产品数据，通过研制气象监测与临近预报系统，可以更好的满足民航对气象服务“定时、定点、定量”的要求，提高对灾害性天气的监测预警能力和服务水平。
1 建设内容
系统对接收到的全国新一代天气雷达产品数据和机场天气雷达数据进行解码和产品加工，通过叠加精细化地理信息数据，输出带有机场中心点，50km为单位的距离圈产品，其上可以叠加机场走廊，机场详细信息，不含经纬度。供用户监视和分析重要天气的发生、发展和变化过程。同时，产品可以以指定图片形式输出，供共享使用。
多普勒天气雷达的主要产品包括（表1）：
系统总体由两部分组成，产品处理与产品显示（图1）。
产品处理：实时监测雷达PUP目录的变化，当监测到新的数据来到时，根据需要进行产品的二次计算并输出二次加工产品，最终根据产品的样式将雷达PUP产品和二级计算产品进行图像产品的绘制，生成图像产品文件。
产品显示：通过IE、Firefox、Chrome等浏览器访问部署好的WEB服务器，可以调阅雷达图像产品，查阅用户所关心雷达图像产品，雷达图形产品推送到前台后、可以对雷达图像进行放大、漫游、前翻、后翻、动画等操作；同时可以根据需要进行空间地理信息图层的叠加，用户可以根据需要进行图层显示和隐藏。
产品显示工具可定时向用户推送最新的、用户所关心的雷达产品图片，用户可对雷达产品图片进行动画播放。
2 主要功能
1）雷达产品处理子系统主要功能
基于PUP产品的目录规范和命名规范，雷达图像产品生成模块监测PUP数据文件目录，当新的PUP数据文件到达时，轮询PUP数据所在的目录。对新到的PUP进行处理，生成图像产品文件。
①数据监控
图像产品生成模块启动后，检测pup目录下是否有新数据到达，若有新的数据到达，对新到达的数据进行处理。
②数据解析
针对已经生成的PUP产品数据，对雷达PUP数据进行解析，从数据文件中获取PUP产品数据后调用绘图功能进行图像产品的绘制。
③投影变换
针对不同投影方式的地理信息数据，对雷达PUP数据进行极坐标投影转换，如笛卡尔坐标转换，生成相应投影下的雷达数据产品。
④反演处理
对需要进行二次反演计算的产品，然后加载雷达数据反演算法，生成雷达二次反演数据产品，同时对二次产品进行图像产品的绘制。
⑤图形处理与规范化
产品文件存储时将雷达产品生成的底色为透明，产品生成的格式设置为PNG（PNG透明图向产品，便于叠加地图等基本信息），实时生成雷达产品图像文件，生成的雷达图像文件按照指定目录规范和和命名规范进行存储，以便于根据时间条件、空间条件进行产品文件定位。输出带有机场中心点，50km为单位的距离圈产品，其上可以叠加机场走廊，机场详细信息，不含经纬度（图2）。
2）雷达产品显示子系统主要功能
产品加工将雷达图像产品图形图片化后，在图形服务器上，通过WEB浏览器进行调阅和交互操作，检索调阅雷达图像产品，查阅所关心雷达图像产品，雷达图形产品推送到前台后、可以对雷达图像进行放大、漫游、前翻、后翻、叠加、过滤等操作。
①产品检索
产品文件按照各自的雷达站点和产品特征分别存放在不同的子目录。系统会自动用新接收的产品代替过期产品。产品检索实际上就是从本地数据库中选择满足用户需求的产品。可选参数：雷达站点、产品名、产品号、体扫开始的日期（Date）和时间（Time）、数据级数（Level）， 分辨率（Resolution）， 仰角（Slice）等。
图3是杭州多普勒天气雷达2015年1月29日7时230km组合反射率产品，图4是35dBz以上回波230km组合反射率30分钟临近预报产品。
②地理信息叠加
雷达图像可以根据用户关心的地理信息如省界、市界、县界、市名、县名、航线等地理信息进行叠加显示。
③产品叠加
雷达图像产品可以叠加扫描日期和时间等产品相关属性，可做相关产品叠加显示，如回波叠加速度。
④放大/缩小
被显示的产品可以被放大1、 2、 4、 8 倍，背景地图同时也被放大。放大的操作并不影响其它显示功能。在没有产品显示的状态下，也可以单独对显示的地图进行放大。
⑤空间量算
提供空间要素的几何量算功能，包括空间要素的距离量算功能和空间要素的地理特征要素量算功能。
空间要素的距离量算功能，可对点与点、点与线、点与面、线与线、线与面、面与面、任意线段的距离量算，且可以进行长度单位的设置。如量算出雷达回波到机场的直线距离。
空间要素的地理特征要素量算功能，通过鼠标点击点要素进行量算，量算出点要素的坐标（X坐标、Y坐标）。如量算回波所在的经纬度坐标。
⑥动画/动画制作
如果选择了多个产品形成循环队列， 系统提供动画显示不同扫描时间的图形产品演变。
暂停动画（Pause）和停止动画（Stop）是在播放过程中对动画的控制命令，它们使动画停在当前帧或下一帧图像产品。
向前（Forward）是指显示循环队列中下一时次的图像产品，如果当前显示的产品处在队首，则显示队尾的产品。向后（Back）是指显示循环队列中上一时次的图像产品，如果当前显示的产品处在队尾，则显示队首的产品。
加速、减速命令实际上就是改变动画时帧之间的时间间隔（Rate），加速是减小时间间隔，减速是增加时间间隔。
动画制作是把多个产品形成循环队列显示内容保存为GIF设置动画图象，以便在其他平台上和材料显示、分析和应用。
⑦区分数据级
图形产品含有多重数据级，显示时它们是以不同的颜色来区分的。为了突出某些数据级数的显示，过滤功能就是将图像中用户选择数据级数的颜色所对应的区域用背景色代替，这样它可以帮助操作员更清楚的辨认那些模糊不清的数据级。执行颜色恢复能恢复图象显示的缺省状态。
单色过滤
仅将选择的颜色用背景色代替，也就是等于某一产品阈值的区域进行过滤。
向上过滤
将色带中所选择颜色以上色彩都用背景代替，也就是大于某一产品阈值的区域进行过滤。
向下过滤
将色带中所选择颜色以下色彩都用背景代替，也就是小于某一产品阈值的区域进行过滤。
颜色恢复
执行该操作将使产品的显示恢复为没有进行过滤操作前的缺省状态。
⑧产品保存
用户可以把当前被激活视窗的显示内容保存为PNG格式图象，以便在其他平台上和材料显示、分析和应用。
⑨隐藏产品
将当前显示视窗中的产品数据设置为不可见。
3 小结与展望
通过本系统，民航气象用户可实时监测各机场及其附近雷达回波情况，及时判断强对流天气出现的概率和持续时间，通过客观化临近预报方法提供的临近预报产品，用户可每6分钟一次，获取未来2小时内逐6分钟定时、定点、定量的回波预报，大大提升了预报员工作效率和预报准确性。
目前，民航气象用户正积极投入CDM协同决策系统的建设浪潮中，天气雷达实况监测与临近预报数据将通过CDM系统深入整合管制信息，为实现民航气象更好地为管制服务提供坚实和科学的手段。
【参考文献】
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关键词 枸杞；发育期；温度；水分；光照；甘肃瓜州
中图分类号 S567.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）09-0251-01
1 枸杞主要发育期及发育时段
枸杞树主要生育期分为萌芽期、展叶期、新梢生长期、现蕾期、开花期、果熟期、落叶期和休眠期。每年4月下旬至11月上旬为主要生长生育阶段，整个生育期约200 d。在枸杞一年生命活动中，当瓜州县春季即4月中下旬地温≥0 ℃、日平均气温升至10 ℃左右时，枸杞根须开始生长、枝条开始生长；5月中旬展叶，春叶生长10 d左右后春梢抽出；枸杞老眼枝开花较早，一般在5月下旬末至6月上旬初即开花，6月中旬期间进入盛花期；到了6月下旬，果实开始形成，果实生长盛期在7月上旬，7月中旬期间杞果陆续开始成熟，至7月下旬基本全部成熟采摘。6月中旬时，枸杞树夏果枝进入现蕾期，6月下旬春梢开花，夏果枝开花盛期一直持续到7月上旬；7月下旬夏果形成，到了8月上旬逐渐成熟，8月中旬夏杞果达到成熟盛期，8月末杞果基本成熟，进入采摘期；之后结果枝在夏季期间经过短暂的休眠后继续开始秋季的营养生长。秋季杞果自7月开始生长，7月中旬至下旬期间秋梢生长旺盛，开花授粉期为8月中旬至下旬期间，之后进入果实生长期，9月上旬秋果开始成熟，到了下旬达到果实成熟盛期陆续开始采摘。11月底以后，瓜州县地温开始下降，降至9 ℃以下时，枸杞树生长活动减慢，随后逐渐停止生长进入冬眠期。由此可见，5月中下旬地温达到9～15 ℃时枸杞经历生长周期的第1个高峰，8月上旬至9月中下旬地温为22～25 ℃时是枸杞生长的第2个高峰期。
2 枸杞主要生长期气象条件分析
2.1 温度
气温的高低可直接影响枸杞发育期的迟早[1-2]，其中萌芽、展叶、落叶和休眠期与≥5 ℃的有效积温密切相关，≥10 ℃的有效积温影响枸杞的春梢生长、开花和果熟。根据枸杞生长发育特性，对瓜州县多年气象观测资料进行分析，瓜州县年平均气温8.8 ℃，≥10 ℃的有效积温为3 661.5 ℃，一年中极端最高气温高达42.8 ℃，极端最低气温可降至-29.1 ℃，温度的适宜可保证枸杞充分生长；而且日较差和年较差较大，其中日较差为16.1 ℃，年较差达到35.3 ℃，较大的温差有利于减少呼吸、蒸腾作用消耗，增加有效积累，获得优质果实。
2.2 降水
瓜州县位于荒漠、半荒漠气候区，降水稀少，蒸发强烈，年降雨量只有45.7 mm，而蒸发量却高达3 140.6 mm，相对湿度39%～41%，属于典型的暖温带干旱性气候。虽然瓜州县年降水量少，但境内水利资源丰富，疏勒河和榆林河流程长，流域面积大，其中瓜州县域内的疏勒河径流量可达3.89亿m3，瓜州县地表水年径流量4.44亿m3，其中可利用率达到83.3%，同时，瓜州县境内还有着露头泉水和丰富的地下水资源，这些水利资源是枸杞生长所需水分的可靠保障，而且瓜州县8―10月期间月平均降水量可达到18.5 mm，此时期降水对于杞果成熟和枸杞根系稳固生长极为有利。枸杞全生育期需保持7次灌溉，每次800 m3/hm2，确保土壤水分保持在田间最大持水量的40%～60%之间，可基本保证枸杞生长发育对水分的需求。
2.3 光照
枸杞喜阳，正常日照下，枸杞树生长旺盛，枝条粗壮，叶片厚且色泽浓郁，开花结果多，反之会因为缺少光照而导致树体生长弱，枝条纤细，节间长且发枝力弱，枸杞产量、品质差[3-4]。瓜州县维度高，地势平坦、开阔，云量和降雨日少，大气透明度高，因此具备充足的光能资源，年日照时数长，为3 219 h，日照百分率高达75%，而且年日照辐射量达到了6 395 MJ/m2。5―9月日照时数可达到1 800 h，平均日照时数在10 h以上，特别是在8―9月杞果后期成熟期间，日照时数达到了489.2～624.6 h，充足的光照完全可满足果熟期需求，果实个头大，产量高，色泽鲜艳。
3 结语
由瓜州县多年气候整编资料统计分析，瓜州县枸杞主要生长期光热资源丰富，灌溉水充足，每年可保持7次、每次800 m3/hm2灌水。
枸杞产果量多，但杞果在气候条件适宜情况下极易感染病虫害，而且低温冻害、大风、冰雹等灾害性天气对枸杞生长影响较大，因此必须加强花期冻害、大风冰雹等灾害性天气预报预警，建立农业气象灾害防御机制，积极开展人工消雹作业，为枸杞增产增收提供专业性气象保障服务。
4 参考文献
[1] 范伟，宗旭祥，何长福.枸杞产业在瓜州沙产业开发中的探索与实践[J].现代园艺，2013（20）：28-29.
[2] 于东哉.枸杞生长的气候条件分析[J].农业与技术，2012（6）：145.
【关键词】气象现代化设备；灾害监测网络；农业气象服务网络；人工影响天气作业；服务
0.引言
唐河县位于豫西南豫、鄂两省交界，南阳盆地东南边缘，是一个拥有农业人口116.7万人，耕地面积245万亩的农业大县，是全国粮棉油生产百强县、国家商品粮基地县，是中国农科院生国第一个科技综合示范县，近年来围绕全县粮食核心区建设规划，粮食示范园区建设和高标准良田建设，我们积极探索为粮食生产安全提供气象保障服务的途径和手段，改变粗放式的为农服务方式，根据十七届三中全会提出发展“高产、优质、高效、安全、生态”的现代农业的要求，建设气象现代化监测网络，提高农业气象灾害监测的业务能力，建立农业气象科技示范园，增强农业气象服务的针对性、时效性和指导性，拓展人工影响天气作业炮站服务领域，发挥气象信息员的基层服务作用，提高农村气象信息服务覆盖面，完善农业气象服务体系建设，全面提升县级现代农业气象业务能力和服务水平，努力实现传统农业气象向现代农业气象转变。
1.发挥气象现代化设备优势，健全气象灾害监测网络
近年来，随住县级气象现代化水平的快速发展，紧密结合唐河农业大县实际，拓展气象服务领域，把气象现代化设施建设与县域农业生产相结合，围绕农业大县的耕作布局，粮食生产重点和高标准示范良田，逐渐完善气象监测、预测及灾害综合防御系统，充分发挥在农业防灾减灾中的巨大作用。在建成天气雷达、卫星接收站的基础上，首先，建成全县19个乡镇自动雨量传输网络，完成了全县雨情的自动监测、上传，加强了暴雨灾害性天气分布的无间歇监控；其次，增强气象多要素监测能力，不断完善观测密度，在重点良田区内增建了五个“温度、降水、风向风速”四要素自动气象站、两个“温度、湿度、气压、降水、风向风速”六要素自动气象站，提高气候预测准确率；保证了灾害性天气监测的连续性，气象要素、实况信息传播的时效性及时性。同时，为了加大农作物旱情观测工作，做好全县农业气象服务，设置两个“土壤湿度自动监测站”，自动方便快捷地获取土壤各层墒情信息，为现代农业气象服务的开展奠定了基础，为各级领导组织指挥农业生产、开展人工影响天气作业、指导农民进行浇灌、施肥等田间管理提供可靠的决策依据。通过自动监测网络的建设，不仅健全完善了灾害天气的监控体系，提高气象队伍的业务素质和服务能力，而且拓展了气象科技服务领域，增强农业气象服务的针对性、时效性和指导性，为全县大面积发展现代农业、生态综合治理提供针对性的气象服务，充分发挥气象工作的功能。
2.建设农业气象科技示范园 完善农业气象服务网络
唐河是一个拥有农业人口116.7万人的典型农业大县，是中国农科院全国第一个科技综合示范县，围绕全县16.3万亩高标准永久性良田示范区和县委县政府规划的两个粮食核心示范区，充分发挥气象服务农业的作用，积极探索为粮食安全生产提供气象保障服务的途径和手段，设立了农业气象科技示范园、农情综合要素监测站。建立了日常工作制度，部门会商制度，农业气象服务流程，气象信息员职责、任务，工作流程等，设立科普知识宣传栏等。
在园区大田中建设了四要素自动气象站、土壤水分自动监测站，孢子捕捉仪，虫情测报仪，人工影响天气工作站，设立电子显示屏等，并紧密结合地方农业特点，积极开展覆盖粮食产前、产中、产后全过程的系列化服务；开展小麦、玉米、棉花、烟叶等作物的播种、收获期预报、关键生育期评价、产量预报和全生育期气象条件评价的定期服务；开展主要农业气象灾害预报、病虫害发生气象等级预报、作物主要发育期预报等，定期农业气象周报、旬报、月报、土壤水分监测公报、冬小麦苗情长势及农业干旱等遥感监测评估报告；加强与农业、植保、粮食、统计、水利等部门之间的合作，形成规范的农业生产、农业气象灾害、卫星遥感野外调查及产量预报会商等机制，及时为县领导决策提供重要依据。把小麦、棉花、桃等作为观测内容，开展针对性的农业气象服务，与农业、植保、林业等部门技术人员联合，集中研讨会商，整合各种服务信息，通过电子显示屏、手机气象信息平台到各级政府、乡村组中，服务到农村一线，传播到千家万户。
3.增强人影炮站作业能力 构筑防灾减灾网络
唐河县自1996年在全县建成了八个固定人工影响天气作业炮站，每个炮站占地1.5亩，4间办公房，拥有八门高炮、四门火箭，安装了无线通讯塔，形成功能基本完善的高炮增雨防雹基地和人工影响天气火力网络、无线电通讯网络、雨情、墒情四个网络，建立了“唐河县人工影响天气决策指挥系统”业务平台，实现科学指挥科学作业，大大提高作业水平和作业效益。近年来，为了适应新形势发展的需要，我们结合唐河实际，围绕农业大县的耕作布局，充分发掘炮站资源，利用人影工作体系，逐渐完善气象监测、预测及灾害综合防御系统，充分发挥在农业防灾减灾中的巨大作用；同时，切实加强人工影响天气作业队伍建设，实行规范化管理，提高业务素质和服务能力，充分利用8个炮站的48名炮手，来自农村，炮班长大部是党员或村干部，政治觉悟较高，在本地农村有一定影响力和号召力的这批人力资源，发展炮手兼任气象信息员，除担当在农作物生长发育的关键期，抓住有利天气时机，及时开展人工增雨增雪防雹作业任务外，一是坚持每天通过甚高频电话接收气象局的天气预报，及时掌握天气信息，服务本地农民；二是通过接收局手机短信平台的重大天气、灾害性天气和重要农事季节气象信息，气象灾害实况、预警信息、墒情分析和预报及农事建议，传播给当地群众。三是及时传递当地的气象、雷电灾害情况，使全县出现的灾害信息局里迅速收集掌握，并及时地到实地进行调查上报，保证了信息及时反馈的真实性、时效性。通过信息队伍的建设，增加气象信息的覆盖面和受众面，增强了构建一流水平的农业气象服务保障体系，全面提升农业气象服务保障能力，为粮食增产、农民增收、农业增效和农村发展做出更大的重要贡献。
【参考文献】
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关键词 2016年唐山世界园艺博览会；气象保障；综合探测系统；河北唐山
中图分类号 P451 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）24-0214-02
“2016年唐山世界园艺博览会”（以下简称唐山世园会）是由国家林业局、中国贸促会、中国花卉协会、河北省政府共同主办，唐山市政府承办的又一重大国际性盛会。此次盛会以“都市与自然、凤凰涅磐”为主题，园址位于唐山南湖风景区，核心区总用地5.4 km2，规划8个园区、108个展园。唐山世园会会期为4月29日至10月16日，会展期间天气情况复杂，对世园会气象服务保障工作提出了严峻的挑战。唐山市气象局借鉴近年来召开的奥运会[1]、世博会、世园会[2-3]的经验，开展了探测系统构建、预报平台及服务平台开发等一系列的气象保障准备工作。在现有的常规探测技术的基础上，对世园会气象探测要素需求进行分析，有针对性地建设新型探测设备，提出以雷达联测系统、气象自动站网系统、农气观测系统、大气成分探测系统、雷电监测系统、应急探测系统为主要组成的唐山世园会综合探测系统。
1 世园会气象探测需求
世园会气象探测要素的需求主要分为3个方面，即常规要素、特种要素和专业要素。
1.1 常规要素
常规要素是天气预报等必需的最基本气象要素，其涵盖了6个基本要素，包括降雨量、湿度、温度、气压、风速、风向等。
1.2 特种要素
特种要素包括PM2.5、PM10、负氧离子、能见度、雷电等要素。由于特种要素与人民生产、生活密切相关[4]，越来越受到人们的重视，所以开展特种要素的探测十分必要。
1.3 专业要素
专业要素指花卉生长必需的基本要素，通常包括光、温、水、气、肥、二氧化碳浓度等，这些要素直接影响花卉根系生长[5]、土壤水分和肥料吸收、光合作用等，对花卉的品质和生长有较大的影响。
2 综合探测系统的设计
通过借鉴北京、上海、西安等城市举办的国际性重大活动气象服务保障的经验，结合唐山本地气候特征及世园会对气象服务的需求，唐山世园会综合探测系统主要由6个子系统组成（图1）。
2.1 雷达联测系统
在唐山出现的天气系统90%以上都是从周边区域移入的，为了对快速移动系统监测跟踪，警戒区域半径需300 km以上，单基雷达由于探测距离、地球曲率、地物遮挡等因素难以满足监测需求，需要使用多基雷达联测。
2.2 气象自动站网系统
气象自动站网系统为实时监测局地暴雨、雷暴、飑线等空间尺度小、发展迅速、生命史短的中小尺度天气系统演变提供了精细观测资料。
2.3 农业气象观测系统
针对唐山世园会展出的花卉对气象要素的需求，建设农气观测系统，为花卉的生长提供实时的气象要素探测数据。
2.4 大气成分探测系统
使用大气成分探测系统的监测数据为政府提供决策服务材料、为公众提供公众服务。
2.5 雷电监测系统
实时监测雷电发生、发展趋势、消失过程，提前发出警报，减少雷电可能造成的破坏。
2.6 应急探测系统
应急探测系统是固定气象探测系统的有效补充，能在时空尺度上进行加密精确监测，可对现场的实况以及各种气象要素进行采集并快速传输。
3 综合探测系统的建设方案
3.1 雷达联测系统
唐山世园会雷达系统采用天津、北京、秦皇岛3部CINRAD/SA S波段多普勒天气雷达和丰南、丰润、遵化3部TWR01型X波段局地天气雷达实现多基雷达联测。CINRAD/SA雷达具有大功率、高灵敏度、全相参的特点，其基本和导出的产品能描绘出降雨量、风和风切变、龙卷风、中尺度气旋、雷暴雨、湍流、冰雹和晴天现象[6]，已在国内多次重大气象保障活动中成功使用。然而，由于地形影响等原因，CINRAD/SA天气雷达存在扫描需要时间长、存在盲区且数据需经过处理才能辨识等缺点，不能有效监测短时突发的局地性天气过程。TWR01型天气雷达使用X波段、全数字化及总线结构设计技术，使用了3 cm波长，可探测到S波段雷达探测不到的较弱的降水云，很适用于对中、小尺度天气过程的预测预警观测[7]。其虽然不能替代CINRAD/SA天气雷达，但是可以弥补大型雷达对局地天气特征探测的不足。因此，6部雷达组成的多基雷达联测系统提高了探测效率和预报能力。同时，选取唐山市10个称重式雨量观测站用于提高雷达区域气象观测站反演降水（QPE）精度。
3.2 气象自动站网系统
气象自动站网包括11个国家级地面气象观测站（观测要素包括气压、温度、湿度、风向、风速、雨量、地温、能见度）、3个国家级无人自动站（观测要素包括气压、温度、湿度、风向、风速、雨量）、194个两要素区域站（观测要素包括温度、雨量）、87个暴雨站（观测要素为雨量）、23个四要素站（观测要素包括温度、雨量、风向、风速）、1个世园会站（观测要素包括气压、温度、湿度、风向、风速、雨量、日照、能见度、二氧化碳浓度、负氧离子浓度）、1个海洋气象大浮标站、3个海岛自动站。各类自动气象观测站共323个，平均空间分辨率5 km，时间分辨率5 min；其中在世园会园区15 km范围内有气象观测站37个，平均空间分辨率2 km，时间分辨率5 min，为及时掌握各N天气地面结构及演变特征、开展精细天气分析和短时预报提供更加精细化的观测资料[8]。
3.3 农业气象观测系统
温度、湿度、地温由常规自动气象站即可探测，而对土壤水分、日照、二氧化碳的探测则需使用专用的探测设备。
3.3.1 土壤水分含量。唐山有14套DZN2型自动土壤水分观测仪，其中在世园会园区建设1套。该土壤水分观测仪是利用电磁波检测土壤水分含量，可自动测量5、10、20、40、80 cm深度的土壤水分含量[9]。
3.3.2 日照时数。FS-RZ1日照时数传感器用于自动测量日照时数。该设备是依据传感器上输出的电平判断辐照度，以120 W/m2为界，辐照度高的时候输出高电平，低的时候输出低电平，统计输出电平为1 V（高电平）的时间从而可以统计日照时数。
3.3.3 二氧化碳监测。GMM222是全天候工作的二氧化碳传感器，利用二氧化碳气体光吸收的特性，对二氧化碳值进行记录。
3.4 大气成分探测系统
大气成分探测系统由1个环境空气颗粒物自动监测仪、1个负氧离子监测仪、16个能见度观测仪组成。
3.4.1 环境空气颗粒物。环境空气颗粒物自动监测仪包括LGH-01B型PM10监测仪和LGH-01E型PM2.5监测仪，采用β射线法原理，根据采样体积换算为单位体积空气中悬浮颗粒的浓度[10]。该仪器位于唐山市气象观测站内，用来测定环境空气颗粒物。
3.4.2 空气负氧离子。YH系列空气负氧离子监测仪用于测定空气本底值及各种空气离子发生器所产生的各种正、负极性的大、中、小离子[11]。利用采集到的负离子负电荷量经过采集器的处理，即可获得负离子的电荷浓度值。该仪器安装在世园会园区，供世园会期间测定负离子浓度。
3.4.3 能见度。HY-V35型能见度仪是基于大气中的颗粒物（气溶胶和细小水颗粒等）的前向散射原理而设计的，是继透射式能见度仪后发展起来的新一代气象能见度监测设备[12]。通过测量小体积空气对光的散射系数，得到采样气体的消光系数，再得出气象光学能见度。能见度仪安装在唐山市气象观测站、世园会园区及10个县市区。
3.5 雷电监测系统
雷电监测系统由5个ADTD闪电定位仪和7个DNDY地面电场仪组成。ADTD闪电定位仪由中科院空间科学与用研究所中心研制，主要用于探测云地闪[13]。探测仪通过多个探测子站同时测量云地闪回击电流辐射的强电磁脉冲，采用到达时间法和定向时差联合法对雷电进行定位。闪电定位系统探测雷电的定位准确率>80%，定位精度在500 m以内。单个闪电定位仪的探测距离约为150 km，多个闪电定位仪组网形成闪电定位系统，可有效捕捉雷暴云团的移动。唐山地区5个闪电定位仪安装于曹妃甸、乐亭、遵化、迁安和唐山市区，探测范围覆盖全市及周边地区。DNDY地面电场仪通过感应测得雷雨云中电荷产生的静电场强度以及电场的极性和连续变化，从而得到雷雨云中强电荷中心的演变信息，其有效范围约为15 km[14]。将多个大气电场测量进行联网监测地面电场，能提供监测区域内地面电场的分布以及雷暴移动路径。唐山7个地面电场仪安装于滦县、迁西、遵化、迁安、曹妃甸、丰南和唐山市区，探测范围覆盖全市。
3.6 应急探测系统
唐山世园会应急探测系统包括3部应急移动监测车和1部多普勒天气雷达车。应急移动监测车配备多要素自动气象站（探测要素包括温度、湿度、雨量、气压、风向、风速）、综合信息加工处理系统、数据通信（GPRS、卫星2种方式）、可视化现场会商及指挥联络等设备，实现气象观测数据的自动监测发送和现场应急指挥；多普勒天气雷达车配备724XD型X波段天气雷达，能够探测降水云高、云厚、云底高、云内含水量、降水云中流场径向分量及风暴中气流和湍流的活动区，生成的各种气象产品数据可通过移动网络实现数据传输。多普勒天气雷达车机动性强，弥补了固定雷达存在探测盲区的缺点。
4 结语
通过有机整合不同的探测系统，形成了一个高效的气象服务体系。该体系获得的数据可以通过无线或有线的传输方式汇总到唐山市气象局中心数据库，通过剔除可疑数据后，即可供唐山世园会使用。利用专门为世园会服务的综合气象探测系统软件平台，可以实现实时预报天气情况和预警，对保障世园会顺利召开提供了有力的气象保障。
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（一）加强防灾减灾气象服务
全力推进“政府主导、部门联动、社会参与”的气象灾害防御机制建设。建立多灾种综合、多部门联动、多环节应对的气象灾害预警机制，建立和完善市自然灾害监测预警指挥系统，加强重大灾害性天气监测预报预警，为政府防灾减灾决策提供依据。加强气象灾害普查和评估，编制气象灾害防御规划。
建立和完善市自然灾害监测预警信息指挥系统。整合全市自然灾害监测预警体系项目，建立完善《市自然灾害监测预警指挥系统》，实现全市自然灾害监测设备、资料信息和预警信息通道的共享，提高自然灾害监测预警综合能力和水平。
建立气象灾害防御系统。加快气象灾害预警信息平台建设，建立气象灾害防御应急救援队伍。加强农村气象灾害预报预警服务，建成广覆盖的农村气象预警信息网络。建立气象灾害防御管理系统，建立气象灾害防御队伍和应急预案动态管理平台。开展气象灾害防御认证。建立气象灾害风险评估和影响评估系统。构建有效联动的农村气象灾害防御系统，逐步理顺管理机制，完善人工增雨防雹系统，落实完善乡镇气象工作站职责，编制农村气象灾害风险规划。
建立应急气象服务系统。强化气象应急及保障体系建设，加快推进市级气象应急指挥中心和市、县突发公共事件预警信息平台建设，建立灾害性天气实景监测系统和气象灾害数据库，依托《市自然灾害监测预警指挥系统》，强化信息共享、部门联动和突发公共事件的联合预警以及预警信息的快速，提高预警及应急响应能力；建设移动应急保障服务平台，满足对重大气象灾害、突发公共事件、重大社会活动等的气象应急保障服务需求。
（二）强化应对气候变化工作
建立完善应对气候变化工作体系和工作平台。合理开发和科学利用气候资源，大力开发和推广光、热、水、风等气候资源开发利用技术，开展太阳能等资源详查和应用评估，为发展绿色经济、低碳经济、循环经济提供气象科技支撑。加强气候可行性论证工作，建立城乡规划、重大工程建设的气象灾害风险评估制度和气候可行性论证制度。推进城乡规划、重大区域性经济开发、重大工程、农业结构调整等规划和建设项目的气候可行性论证和气象服务工作。
（三）加强为农气象服务
健全农村气象灾害防御体系。全面完成乡镇自动气象站建设，发展覆盖乡镇的精细化、网格化天气预报和气象灾害预警业务，推进农村气象灾害应急准备工作认证，深化新农村建设气象服务，完善气象信息手段，提高农村气象服务信息接收能力。
不断完善农业气象预报情报系统，建立农业气象服务指标体系。加强特色农业气象服务，开展花椒、核桃、油橄榄、茶叶等特色农产品产量与品质预报。加强农业气候资源开发利用和农业气候区划细化工作，特别是细网格的特色农业气候资源区划。加强农业生产气象咨询服务和农业气象科技知识普及。
加强农业生产领域的气象防灾减灾服务。加强影响特色农业、设施农业生产的气象灾害监测、预报预警与影响评估。开展异常天气气候条件下粮食产量动态监测和综合评估业务。加强重大农林病虫害发生发展气象条件等级预报服务。制定农业气象灾害预警标准和灾情调查规范。重点围绕构建特色农业“四产区、五基地、多片带”发展格局做好工作。
加强人工影响天气业务系统建设。完善人工影响天气作业技术系统，建立人工影响天气作业决策指挥和效果评估系统，提高作业的科学水平和效益。开展人工影响天气基地建设，积极实施以农业抗旱、森林防火和生态环境建设为重点的人工影响天气作业，推进人工影响天气业务常态化。
（四）做好公众气象服务
建设公众气象服务产品制作系统。做好气象实况监测、常规气象要素预报、各类灾害性天气和气象灾害预警服务。开发与公众工作、出行、健身、医疗和日常生活息息相关的公众气象服务产品。建设公众气象服务效益评估系统，开展公众气象服务需求与满意度调查和公众气象服务效益评估业务。
建设市、县气象科普宣传业务平台。公众关心的重大天气、气候、环境和空间气象事件信息及气象新闻，传播和普及天气、气候、气候变化等科学知识。加强针对公众需求的气象科技和气象灾害防御知识普及工作。增强公众科学应用气象产品的意识和水平，提高公众的防灾自救能力。
（五）强化专业气象服务
建设完善专业气象服务产品制作系统和平台。建立行业气象服务效益评估系统。积极开展太阳能等新能源开发气象服务，做好城市电力、热力、供水、油气线路和管道沿线的天气预报预警等服务。
做好城市气象服务。建立和完善城市突发气象灾害各类应急预案，做好城市高影响天气的气象服务，开展城市气象环境评价和气象灾害风险评估，开展城市居民生活气象评价服务。
做好交通气象服务。初步建立服务于公路、铁路等交通行业的交通气象监测预警服务系统。重点做好新建铁路和新建高速公路气象服务。做好新建飞机场气象服务。
做好旅游气象服务。建设旅游景区气象观测系统，开展旅游景区特殊气象景观和旅游气象指数预报；建立旅游安全气象预报预警体系，加强旅游景区气象灾害预报预警服务。
做好卫生气象服务。开展人类疾病发生、流行的气象条件分析和预报服务，开展人体健康指数预报。
做好山洪地质灾害气象服务。开展流域面雨量分析和预报、地质灾害气象预报预警服务，开展流域及局地山洪气象监测预警服务。
强化重大活动、重大工程项目等专项气象服务。不断总结重大活动气象服务经验、技术方法、业务流程以及组织方式。围绕各级政府发展战略、规划等，开展重大工程项目气象保障服务。针对防雷重点地区、重点行业和重大活动保障等需求，开展雷电预报预警服务。
二、加强预报预测体系建设，提高天气气候精细化预报预测能力
（一）进一步推进现代天气业务发展
加强数值预报产品解释应用工作。建立和完善基于上级部门和欧洲气象中心数值预报产品的天气气候预报预警业务系统，开展短期和中期天气预报业务，开展预报技术总结、产品检验业务。建立中短期灾害性天气的集合预报释用业务。订正上级部门下发的指导产品，制作7天精细到乡镇的气象要素预报产品。
加强灾害性天气的预报预警。建立适应本市灾害天气特征的物理量指标体系。建立雷电、冰雹、暴雨、大风等强对流天气短时临近预警业务系统和低温冷冻害、高温、干旱等预报预测业务系统。
进一步优化市、县二级天气业务流程。发展精细化气象要素短期预报业务，逐步建立无缝隙预报业务体系。完善短时临近预报业务流程和技术，提高预报预警时效。发展基于动力和统计释用的灾害性天气落区预报技术。短期预报业务注重提高定量降水预报的准确率和精细化程度，做好灾害性天气种类、强度和落区预报。中期预报业务，注重发展常规气象要素以及灾害性天气中期概率预报技术方法。
建立分类预报产品检验业务。改进完善各类预报产品的客观化、标准化和规范化检验评分系统。改进常规气象要素预报检验业务，建立并完善灾害性天气短时临近预报、灾害性天气落区预报、中期天气预报和延伸期天气趋势预报的检验业务。
加强山洪地质灾害防治精细化气象预报工作。开展山洪地质灾害精细化降水预报技术和短时强降水概念模型及阈值指标研究。建立山洪地质灾害短期潜势预报系统、短时强降水临近监测报警系统及山洪地质灾害短时临近预警系统。
加强专业气象预报预测业务。建立、改进及优化城市空气质量、紫外线辐射、人体舒适度等城市环境气象精细化预报业务系统。建立服务于公路、铁路等交通行业的交通气象预警预报系统。建立卫生医疗气象预报业务系统和旅游气象预报业务系统。完善森林、草原火险等级气象预报业务系统。
（二）进一步推进现代气候业务发展
依托省级短期气候预测业务系统。建立和完善短期气候预测业务系统，制作月、季、年短期气候预测产品。开展干旱定量化评估业务。完善延伸期—月气候预测业务，制作月内精细化天气过程预测和极端天气气候事件预测和服务产品。加强季节—年度预测业务，制作市县级预测产品和针对地方需求的精细化预测产品。发展定量化气候影响评估评价技术，建立完善气候影响评价业务平台。
三、加强综合观测体系和信息与技术保障体系建设，提高气象现代化发展支撑能力
（一）提高综合观测能力
完善和优化地面气象观测网业务布局。全面实现地面观测自动化，加强观测数据稀疏区观测能力，显著增强灾害性天气的监测能力。完善区域天气观测网建设，加快乡镇自动站建设，实现全市195个乡镇全部覆盖。在暴雨、山洪地质灾害易发区加密布点建设自动气象站。对已建4要素以下自动站升级改造为4要素或以上。
加强高空气象观测业务。在武都建设一部风廓线雷达。
优化调整农业气象观测业务布局。保证粮、油等大宗农作物的气象服务观测和牧业气象观测，稳步开展当地服务需求明显的特色农业、设施农业等气象观测。加强农业气象自动化观测能力建设，改善农业气象观测条件，实现全市土壤水分观测自动化。逐步建设农田（林、牧）小气候观测系统，开展农田（林、牧）实景观测试验示范，完善农业气象灾害调查和农业气象遥感观测业务。
加强专业气象观测网建设。在气象灾害多发区及重点地区铁路、公路（次等级公路）重点路段建设交通气象观测网。建设全市雷电监测网，在主要林区建设森林防火监测网，逐步建设城市环境气象监测网。
做好台站探测环境保护工作。加大《气象探测环境和设施保护办法》的执法和宣传力度，积极争取将气象探测环境和设施保护纳入政府目标考核范围，完成全部台站探测环境保护专项规划编制，争取纳入当地城镇建设总体规划。改善不符合规范要求的台站气象探测环境。
（二）增强信息与技术保障能力
建立市县级技术装备保障体系。建设全市气象装备保障综合信息管理系统。引进开发综合气象观测系统运行监控系统。制定市级业务设备储备件目录，建设市县级气象监测系统仪器设备备件库。建设气象观测数据质量控制系统。建立市级移动气象计量检定标校系统，增强观测系统稳定运行能力。
进一步完善气象灾害预警信息网络系统。重点加强地面高速宽带网络、3G无线网等应急网络建设和应用，加快推进气象通信网络的升级换代，提升气象数据存储、传输分发和网络安全控制能力，确保气象信息和相关灾害信息准确、及时地传递。
加强气象信息网络安全保障能力。完善气象信息系统安全管理制度，建立气象通信、高性能计算机、数据存储管理与服务等实时业务应急备份系统，增强气象信息系统安全备份能力。
四、加强科技创新和人才体系建设，提高气象事业持续发展支撑能力
（一）加强重点领域的关键技术研发
集中力量开展提高气象服务能力、气象预报预测能力、综合气象观测能力的攻关和关键技术研发。重点在气象灾害监测预警、气象灾害风险评估、精细化天气预报、气象观测资料分析应用及数据共享、农业气象等应用气象和开发利用气候资源等领域取得新突破。
（二）优化气象科技创新体制和机制
建立科研与业务双向交流制度。健全科技成果考核评价机制，建立从科研开发到成果转化各环节的紧密合作机制。优化开放合作与交流机制，加强与科研业务机构、企业的交流与合作，鼓励不同性质岗位人员相互兼职、轮岗和挂职等人员交流。
（三）加强气象人才支撑体系建设
加大气象教育培训力度。按照提高气象队伍整体素质的要求，积极组织开展全体气象从业人员的培训活动，大力开展专业技术人员知识更新和技能拓展、提高的教育培训，拓宽知识领域，更新优化知识结构，提高解决实际问题的能力。加快高层次气象科技创新人才培养，建设科技创新团队，培养和选拔学科带头人和气象技术能手，提升全市气象科技人才整体素质和创新能力。加强优秀年轻干部的培养、选拔和任用工作，继续推行干部轮岗和上挂下派交流，不断提高基层台站领导科学发展的能力好水平。
五、加强基层气象基础能力建设，改善工作生活条件
按照“高起点，高规划，高标准”的要求，以“立足实际，着眼发展，突出特色”为原则，对未达到业务用房标准的台站优先建设。对现有布局不合理的业务用房进行改造和扩建。对改造价值不大的业务用房拆除重建。对水、暖、电等不符合要求的台站进行彻底整改。形成功能齐全，设施完备，环境优美，工作舒适的新台站。满足基层台站服务当地经济社会发展的需要。
[关键词] 区域自动气象站 给预报服务 好处
[中图分类号] TP311.52 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2016）11-0292-01
最近几年，娄底市气象局加强气象为农服务设施建设，优化农村气象灾害监测站点布局，加快农村山区、林区、重要流域、地质灾害易发地区的气象灾害监测预警系统建设，在雷电多发地区开展农村雷电灾害观测，完善乡镇自动气象站建设。要以农村信息化体系为依托，结合突发事件预警信息平台和广播村村通工程建设，加大自动气象信息设施建设力度。要按照发展现代农业的需求，加强农业气象观测和小气候观测，完善农业气象观测站点建设，建立现代农业专业气象观测网络。要组织编制符合实际的农村住宅防雷装置设计安装指导图集，引导农民按照防雷规范标准建房，推进农村科学防雷，把农村防雷设施建设与市级中心镇建设、新农村建设结合起来，把农村危旧房改造和农村中小学防雷建设结合起来，切实提高农村建筑物防雷减灾能力。
1 湖南省自动化气象站建设和服务现状
目前，湖南共有区域自动气象站超过3450个，位居全国之首，覆盖了湖南全省所有乡镇。高密度的覆盖范围也为设备维护、保障带来了巨大压力。湖南省气象部门高度重视区域自动站资料传输与应用，只有及时传报数据才能进一步加强中小尺度天气的监测，为灾害性天气区域联防提供条件。地方政府部门重视和强调要狠抓区域自动站的维护保障与资料传输质量，要求各级台站做好当地区域自动站的维护保障工作，一旦出现问题必须及时上报并处理，不能延误。进一步加强自动站资料传输的考核与管理，严格执行《区域自动气象站运行管理办法》，在关键时期要每周对全省区域自动站资料传输以及设备运行情况分站进行通报。目前湖南区域自动气象站传输质量位居全国第八，是自动站建站以来的最好成绩。在提高资料传输的基础上，为了进一步提升区域自动站资料的应用价值，湖南省气象局信息中心对“中尺度监测资料应用平台”进行了升级和改版，这样就保证了全省3000多个自动站，任何一个自动站的雨量达到一定阈值就会发生警报提示预报服务人员发送预警，大大提升了自动气象站数据应用的时效性。
2 区域自动化气象站给预报服务好处分析
2.1 在设施农业生产方面带来的好处
实现设施农业的工业化和现代化建设是未来我国农业实现现代化的重要途径之一，而设施农业的智能化和现代化的实现需要强有力的建设水平和技术装备作为后续保证。设施农业精准化控制离不开精细化的监测仪器和设备，而自动化气象站作为气象监测的实施者，对于保证设施农业安全生产有着很强的作用，在未来能够起到显著的促进作用。最近几年，国家正在大力倡导实施物联网技术，实现对农业生产技术的高效控制，自动化气象站可以借助这个机遇，实现更好的发展。在未来自动化气象站所扮演的预警角色越来越突出。例如在设施大棚生产过程中，“自动气象站”，可以对棚内温度、湿度、风向、风力、光照强度、土壤湿度等气象因子进行24小时不间断自动监测记录，全天候为菜农提供准确的第一手气象资料，“自动气象站"随时滚动播放着观测数据、最新天气预报信息和每日气象服务信息。如果棚内温度、湿度低于或高于设定数值时，就会自动报警。此外，安装在蔬菜大棚里的微型气象站由太阳能板供电，可对风向、风速、日照、雨量、湿度、地表温度等多个气象数据进行实时动态监测，这些监测数据还可导入电脑，进行科学统计分析，用以监测大棚小气候。气象监测数据约每分钟更新一次，通过无线传输传到接收端后可自动存贮并分析温、湿度等各项指标，还可预测未来一至数小时的天气变化趋势。
2.2 在农业气候因素监测方面所带来的好处
首先，灌溉系统。水是珍贵有限的自然资源。土壤湿度测量时，通过使用不同的传感器技术（张力、水印、FDR传感器等），综合考虑到降水等因素，可以优化灌溉，实现智能控制；其次，霜报预警。当超过特定温度传感器设定值时，T-Warne天气工作站可同时向8个手机号码发送SMS短信。这些阈值可在任意时间通过密码保护的互联网登陆进行设置。温度报警功能可以应用于多个领域，如可实现果园、土豆场、葡萄园降霜预警。可设置若干预警阈值。除了霜冻预警，还可用于储藏室温度预警，亦可用于多通道培养系统领域；再次，环境水平衡。组合使用总体辐射、风速和风向传感器，可对多地多作物进行气候水平衡（蒸发蒸腾作用）测试；最后，作物保护。空气温度、湿度、降雨、和叶片湿度信息是可靠预测常见植物疾病的依据。应用T-Warner工作站，可以进行多项植物疾病预防。
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人造气象卫星的用途其实很多很多，那今天我就为大家讲一下人造气象卫星到底有什么用。
人造气象卫星可检测地球附近的云图的变化，发送灾害性天气的检测数据，给人们提供生活气象信息；还可以为飞机航行提供引导，实时侦册卫星发射现场上空几周边天气情况。
气象卫星的最大特点是具有很短的覆盖周期。极轨气象卫星可实施全球覆盖，每天对同一地区观测2次；地球静止轨道卫星可持续不断地对同一地区观测，每隔30分钟即可获得一幅地球圆盘图像，这对监视灾害性天气很有利。两种卫星互相补充，基本可以做到对全球的连续监测。
气象卫星的出现，使气象监测工作发生了根本的变化。它可以近实时地获得全球的天气变化状况，提供常规观测手段无法获取的大量宝贵信息，从根本上解决了广大海洋水域和人烟稀少地区气象资料观测不足的难题，使人类对地球及其大气的了解从深度和广度上达到前所未有的程度。
在监测热带风暴和台风方面，已经做到无一漏报，在台风形成阶段便可发现，并能估计其强度和移动方向。高时间分辨率的地球静止气象卫星云图，为预报热带风暴的强度变化和未来的移动路径，提供了可*而又直观的依据，从而能做出及时而正确的预防对策;利用气象卫星可以时刻监视暴雨和强对流的发生、消亡、移动和强度变化；为检测和预报未来可能造成的强降雨或强对流等灾害性天气提供依据，通过气象卫星监测河口泥沙扩散、运移和沉积趋势，为海港建设、城市规划部门提供重要参考利用气象卫星获取的云图的分布和云顶温度、云顶高度等云的参数，飞行机组可以选取最佳航线、调整飞行高度，保证安全飞行,在沙漠监测方面，卫星云图可以清楚显示沙漠的分布范围和演化，可为制定防止沙漠化决策提供依据;在森林，草场监测方面，气象卫星可以监测草场、森林火灾的发生、发展和消亡过程．还能监测获取气象发展变化，辅助灭火决策；应用气象卫星资料对农作物进行估产，近年来取得较大成功，使许多国家在粮食制定进出口划和国内的调剂、调拨等方面作到主动、周密，既节省了费用．又保障了粮食的有效供给。
人造气象卫星的用途其实不止这一些，还有很多很多的用途，由于时间关系，我就讲到这里。谢谢大家！
