新型自动气象站观测场值班室建设规范.docx

新型自动气象站观测场值班室建设规范新型自动气象站（以下简称新型自动站）是实现地面气象观测自动化的第一步，也是地面气象观测的重要设备，为了提高新型自动站观测场和值班室建设的标准化限度，实现地面气象观测场和值班室建设的规范化，兼顾云能天等自动化观测，尽早发挥地面气象观测自动化建设的效益，特制定新型自动气象站观测场值班室建设规范，请各地（州、市）气象局在建设中遵照执行。一、总体规定新型自动站观测场和值班室实行标准化、规范化建设。各地（州、市）气象局要按照统一标准建设新型自动站观测场和布设安装仪器，同时能满足未来云能天等自动化观测的需要，本着适度超前，整体规划，互不影响，布局合理的原则实行相关建设。本规范是对地面气象观测规范的细化，新型自动站观测场地建设和仪器布设安装必须符合本规范的规定，未作规定部分以地面气象观测规范为准。观测站址一般需建设围墙或围栏，当围墙与观测场围栏的距离不符合气象探测环境和设施保护办法所规定的障碍物距离标准时，应将围墙改为通透式的围栏以改善气象探测环境。观测站址内原则上严禁建设与业务无关的建筑物，站内设施应尽也许减少对自然状态的破坏，尽量减少硬化的地面，严禁养护绿地对观测场内温、湿度环境导致影响。各类仪器的支架、支柱应牢固、美观，用油漆涂刷为白色（除自动气象站配套风杆或风塔、观测仪器及出厂配套设备外），不得使用对要素测量有影响的材质（如反光的不锈钢等）；各类仪器的踏凳、踏梯需采用木质结构，不得使用金属材料。观测场内地沟、小路、底座、踏凳等，应尽也许减少对自然状态的破坏。不得自行设立对要素测量有影响的各种装置。各种电缆线应使用镀锌线槽、PVC或PPR等线管（下同）与地沟相连，线管要垂直、水平，与传感器相连处，尽也许少的使电缆线暴露在外。为防雨水流入管内，顶部应接向下的弯管。在气象台站的醒目位置设立警示标志、标牌，告示气象探测环境和设施保护标准，测站警示标志标牌和公示牌由各地（州、市）气象局按照有关规定统一制作。在气象台站醒目位置悬挂气象探测环境保护责任书和观测环境证书。有条件的台站观测值班室可以与现代气象业务综合室合并，单独设立时，规定总体美观、布局合理、便于操作维修。值班室应有防盗、防火等安全措施。承担酸雨观测任务的台站必须建立专用酸雨观测工作室，有关建设内容符合酸雨观测业务规范的规定。观测场和值班室的防雷应符合QX 30-2023 自动气象站场室防雷技术规范的规定。在观测场附近适当位置安装实景监控系统，值班室内设监视平台，对观测场进行实时监视；也可以在观测场内安装红外报警器。台站要建立集数据采集、质量控制、通信传输和运营监控于一体的地面气象综合观测业务平台。台站要建立健全地面气象观测工作职责、质量标准、操作规范、业务流程（涉及探测仪器、网络、供电等故障的应急解决流程）、考核上岗制度，并装订成册。要建立新型自动站观测场室值班室规范化建设的各种建设、技术文档。一、新型自动站观测场建设（一）场地与布局1.场地新型自动站观测场应为东西、南北向，大小应为25m25m，有辐射观测的应为35m（南北向）25m（东西向）。受条件限制的高山站和无人站，观测场大小以满足仪器设备的安装为原则。不得明显垫高观测场。观测场地应平整，场内应整洁。场内应尽也许保持自然下垫面，草高不得超过20cm。除必建的小路外，观测场外四周2m范围内应与观测场内下垫面一致，不得用水泥或沥清等进行硬化。降水较多的地区，四周可修建排水沟，以尽也许减少强降水时导致观测场内积水。排水沟的宽度约为30cm-50cm，深度约为20cm-30cm，并采用必要的安全措施。应按地面气象观测规范规定在观测场附近平坦、开阔的地方设立积雪专用观测地段。观测场内不得安装装饰灯。2总体布局以25m25m大小观测场为例，由于云能天等观测项目尚未实现自动化，目前按照过渡阶段观测场布局安装仪器设施，过渡阶段观测场兼顾了此后地面气象观测自动化设备布设，为云、能见度、天气现象和雪深等自动观测设备的布设预留空间；待观测自动化后按照自动化观测场布局安装仪器设施。 国家基准气候站为了兼顾自动化以后的双套热备份运营方式，新型自动站过渡阶段观测场内仪器设施参照附图1，自动化后的观测场内仪器设施参照附图2（其中1#代表现有自动气象站传感器，2#代表新型自动气象站传感器，下同）。附图1：国家基准气候站新型自动站过渡阶段观测场布局附图2：国家基准气候站新型自动站自动化阶段观测场布局国家基本气象站和国家一般气象站为了兼顾自动化以后的新型自动站运营、便携式自动气象站备份的运营方式，新型自动站过渡阶段观测场内仪器设施参照附图3，自动化后的观测场内仪器设施参照附图4。附图3：国家基本气象站和国家一般气象站新型自动站过渡阶段观测场布局图附图4：国家基本气象站和国家一般气象站新型自动站自动化阶段观测场布局图辐射观测仪器必须设立在观测场南扩10m（南北向）25m（东西向）地段内，位于观测场南北中心轴线上，距地温场南边沿垂距约8m处，避开支架和仪器阴影对地温观测的直接影响。GPS/MET仪器基座不得安装在观测场。台站没有的观测项目，可将其布设位置预留，以便此后地面气象观测自动化发展需要，但不得随意增长仪器设备。观测场内仪器设施的布置要注意互不影响，便于观测操作。各仪器设施东西排列成行（风塔除外），南北布设成列，互相间间隔参照附图5标准。附图5：观测场内仪器设施布局图 3围栏观测场四周一般应设立约1.2m高的稀疏围栏，围栏应坚固、美观、耐用，白色，不得使用对要素测量有影响的材质（如反光的不锈钢等）。栅条宽度应小于8cm，栅条的间距应大于10cm。围栏四周高度应一致，且水平。有条件的国家级台站观测场可设立低于50cm高的稀疏围栏。一般只在围栏立柱处建设基座，基座要保证围栏安装的牢固。为了对观测场地的标记，可在观测场四周建设完整的基座，其宽度、高度均以15cm-20cm为宜。4.地沟与小路观测场内小路宽50cm，小路下面根据电缆铺设需要挖掘地沟。盖板以可活动的钢筋水泥预制板或石材铺设，以结实、美观、耐用为宜。盖板可高出观测场地面约5cm。地沟深50cm、宽26cm，地沟两边砌砖墙，砖墙宽度为12厘米,内墙和地沟沟沿用水泥沙浆抹平，沟沿与观测场地面平齐或不高出3cm，沟底使用混凝土垫层，厚度为5cm。在地沟1/2深度处架设镀锌扁铁横担，每隔1.5m架设一根，地沟拐角和交叉处适当增长架设密度；地沟靠仪器安装位置一侧沟壁上应留有直径5cm-10cm的洞口；为防止雨水从观测场流入，地沟要留有排水涵洞或在地沟底部中线每隔4米左右打一个PVC或PPR管材的渗水孔（直径75mm、深500mm），以防雨后积水。应在横担上铺设PVC或PPR管线（其中10cm口径PVC管用于主管线，5cm口径PVC管用于支路管线），用于布设仪器信号线和电源线。信号线和电源线尽量不在同一管线内，各种接头或引出线端应使用专用接头和堵头，以保证管线完全密封。也可以使用镀锌线槽代替线管。地沟应做到防水、防鼠，便于铺设和维护。5.测站标记在观测场外的进门处设立测站标牌，标牌使用亚光不锈钢或其他材料制作，大小为40cm（长）65cm（高），安装高度不高于1.2m。标牌的内容涉及观测站类别、建站时间。其中，观测站类别格式为XXXX国家基准气候站（或国家基本气象站或国家一般气象站，如阿勒泰国家基准气候站），建站时间格式为XXXX年XX月。6. 地理标志在观测场几何中心位置设中心地理标志，用大理石或其它石材制作，大小为30cm30cm，与地面齐平或不高出3cm，中心位置标记出南北、东西向的十字线，在北、东的方位分别标注N、E，并镌刻经、纬度（精确到分，格式为度分）和拔海高度（精确到0.1 m）。7.仪器南北标志在风传感器、日照计的正南方分别设立南北标志。南北标志位于观测场南边围栏内侧约1m的地面上，用大理石或其它石材制作，大小为10cm10cm，与地面齐平或不高出3cm，地桩应平整，安装应牢固，中心位置标记出南北线，分别与风传感器、日照计相相应。8.地温场地（地面和浅层）地面和浅层地温场四周应保持自然状态，不应有与观测无关的各种构筑物和装置。可在地温场四角用砖块设立标记，不得将地温场边沿砌实。标记与地面齐平，不得设立小栅栏。（二）仪器设备安装1.百叶箱采用玻璃钢百叶箱（玻璃钢百叶箱内部高615mm、宽470mm、深465mm），独立支柱方式安装，箱门朝正北，底边距地面的高度约为1.25m左右，基座大小为45cm45cm，用混凝土浇筑，浇筑前应在基座的中心位置预埋信号线管，线管的直径应为5cm，线管与地沟相连，基座应与观测场平齐或高出观测场3cm。百叶箱内不得安装照明用的光源。多强风的地方，须在四个箱角拉上铁丝纤绳。各百叶箱前应安顿专用踏梯，踏梯采用木质结构，不得采用砌筑方式的台阶。踏梯大小应一致，长约60cm，两级台阶，每级高约20cm、宽约30cm，放置在地面应平稳。2.温度和湿度传感器温度和湿度传感器应运用专用支架安装在百叶箱的中心位置，基准部位距地高度应为1.5米。新型自动站采用独立的温度和湿度传感器，在过渡阶段各台站需对现有百叶箱内的支架进行改造，具体样式参照图6，湿度传感器安装在专用支架的东西两侧，间距15cm；温度传感器安装在专用支架的南北两侧，间距15cm，支架需位于百叶箱水平面的中心。附图6：百叶箱内温度和湿度传感器支架2. 风塔和风杆（1）风塔风塔采用自立式，高度10米，在风塔高度9.0米处设立维修平台。塔体和其附属装置应防锈蚀并尽也许减少对传感器周边流场的影响。（2）风杆应尽也许使用新型自动站配套的风杆。拉线应保证风杆的牢固、垂直，一般为上、下两组，每组拉线为3根，上部拉线与地面的夹角为5565，拉线的锚钉与风杆或风塔连线之间的夹角为120。不得将总辐射表安装在风杆上。3. 风传感器风传感器安装在风塔10米处，两套风传感器之间的距离为2.0m。风传感器的横臂应呈南北向，风向传感器的指南（北）针与横臂平行。风传感器信号电缆通过5cm口径PVC或PPR线管沿风塔中心下行至地沟内。4. 降水各降水量观测仪器固定基座大小约为35cm35cm，用混凝土浇灌，浇筑前应在基座的中心偏西位置预埋信号线管，线管的直径应为5cm，基座应与观测场平齐或高出观测场3cm。支架应安装牢固。雨量传感器的口缘距地面的距离应不低于70cm，高度不够时，应安装特制支架。 人工观测雨量筒使用雨量器配套支架安装，雨量筒安放应自然水平。称重式降水传感器安装在观测场内110 cm（长）110 cm（宽）50cm（高）的混凝土基础上，承水口保持水平，距地面高度为150 cm。防风圈应高于承水口约2 cm，开口应朝北。5. 闪电定位仪闪电定位仪的基座为40 cm40cm，使用混凝土浇筑，基座应与观测场平齐或高出观测场3cm。浇注基座时，应预先埋进螺栓、电源线和信号线管，线管通至地沟。6.蒸发器E-601B型蒸发器必须保持水圈、土圈的完整结构，具体尺寸按照地面气象观测规范执行，其中防塌圈宽度为6-10cm，用预制弧形混凝土块拼成，或水泥砌成外围，外围可贴条形瓷砖。使用大型蒸发的台站应保存小型蒸发器安装支架，以便冬季结冰或大型蒸发故障时使用小型蒸发。小型蒸发支架上部的托盘四周和底部均应通透。在支架的中央可焊一挂钩，用于防鸟罩取下放置。7蒸发传感器新型自动站蒸发传感器采用连通器原理，增长蒸发传感器百叶箱，以通过蒸发桶中心的东西线为基线，蒸发传感器百叶箱安装在蒸发桶以东偏北22.5，距蒸发桶中心1.5m的位置，百叶箱自身高度加基座高度不得超过65cm，蒸发传感器通过连通水管与E-601B型蒸发器的蒸发桶连接。蒸发百叶箱使用玻璃钢小型百叶箱，结构设计规定参考标准木质百叶箱QX/T5 -2023。在玻璃钢小型百叶箱定型之前，可用木质小百叶箱代替。8.酸雨观测采样支架选用亚光不锈钢材料。支柱高度为75cm，外径为8cm，上部的采样桶架应既能方便地安放、收取，又能稳妥地固定放置。基座用混凝土浇筑，大小为60 cm60cm，厚度40cm。9.日照计和辐射观测仪器日照计或单独安装总辐射表的支架可用钢管、铸铁、亚光不锈钢管制作，支架固定基座大小为30cm30cm，基座应与观测场平齐或高出观测场3cm，支架可浇灌在基座或用底盘通过镙钉固定在基座。辐射一级站、二级站、三级站的仪器由配套的专用支架安装，支架固定基座大小为30 cm30cm，基座应与观测场平齐或高出观测场3cm。9.深层地温和冻土 （1）过渡阶段新型自动站深层地温传感器安装在34m深层地温场南北中轴线偏北一侧（即原人工观测直管地温表的位置），距南北中轴线25cm，安装应自东向西，间隔约50cm，由浅而深依次为40cm、80cm、160cm、320cm。冻土器安顿在新型自动站320cm地温的西侧，相距约50cm，详见附图7。附图7：过渡阶段深层地温场仪器布局图（2）自动化阶段新型自动站深层地温传感器安装在在34m深层地温场的东西中轴线上，安装应自东向西，间隔约50cm，由浅而深依次为40cm、80cm、160cm、320cm。冻土器安顿在320cm地温的西侧，相距约50cm。深层地温传感器的信号线应通过线管与地沟相连，线管与传感器外套管相距约25cm，高度与外套管平齐，与地面垂直，并排列整齐，为防雨水流入管内，顶部应接向下的弯管。深层地温传感器套管安装时，不宜使用挖坑埋设的方式，应采用打孔方式安装。9.地面和浅层地温地面温度传感器与5cm、10cm、15cm、20cm浅层地温传感器均需采用同一个支架安装，传感器的头部朝向正南，传感器保持与浅层地温场地面平齐的半裸露状态。所有缆线均自传感器位置开始，从地面以下20cm深度送入地沟穿线管内。（1）过渡阶段新型自动站地面温度传感器以及浅层地温传感器安装在24m浅层地温场的东西中轴线上偏东一侧，距地温场南北中轴线20cm；现有自动站地面温度传感器以浅层地温传感器调整至24m浅层地温场的东西中轴线偏西一侧，距地温场南北中轴线20cm。新型自动站和现有自动站草面温度传感器安顿在地温场西边50cm和60cm处，传感器南北安顿，详见附图8。 附图8：过渡阶段地面及浅层地温场仪器布局图（2）自动化阶段地面温度传感器以浅层地温传感器安装在24m浅层地温场的东西中轴线上，草面温度传感器安顿在地温场西边50cm处，传感器南北安顿。 10.气压气压传感器安装在主采集器内，双套自动站的气压传感器高度需保持一致。11. 采集器和电源采集器和电源采用独立支柱安装在风塔西侧1m处，距地高度以配发的独立支柱高度为准。双套自动站采集器和电源南北布设，间距约1m。地温分采集器采用独立支柱安装在通向深层低温场小路的北侧，高度不得超过30cm。双套自动站地温分采集器东西布设，间距约50cm。12电线积冰电线积冰架调整观测场外，尽量选择在观测场北面空旷、平整、适宜观测的场地。支架材料为角钢，角钢应做好防锈解决和漆成白色。应配置专用踏梯，东西、南北向各一个，大小一致，长60cm，2-3级台阶，每级高20cm、宽30cm。踏梯放置在地面应平稳。二、值班室建设值班室建设应符合新疆气象局关于基层台站基础设施建设的指导意见（气发202338号）文献相关规定，其中面积应不小于应不少于40 m2，面积局限性的可暂时维持，有条件时应予以调整。值班室一般建在观测场北边，应有较开阔的视野，能看见观测场的全貌，可随时监视观测场的情况和天气的变化。（）室内装修应简洁大方，整洁、无灰尘，采用防静电地板或地板砖，机柜、桌子、工作台等需符合值班室整体布局，墙面、窗帘等以浅色调为主，照明采用无闪烁日光灯，规定达成总体美观、布局合理、便于操作维修。电子时钟悬挂在墙壁醒目位置，走时误差小于30秒。墙面上必须悬挂能见度目的物图、观测员职责、值班制度、交接班制度、场地仪器设备维护制度和应急响应制度，还可根据需要悬挂本站常规历年气象资料图表和其它规章制度、工作流程等。室内不得采用明火取暖，应配有取暖（制冷）设备，配有空调的，其空调机不能正对气压传感器，距离应在1.5m以上。整理装订后的各类资料、各种查算表、业务技术规定、规章制度等专柜存放，在柜子相应位置贴上标签，分类存放，规定放置整齐、便于取放。备份仪器、常用工具等有专柜，并分类存放。各类电缆排放有序，便于检查、维修。（二） 供电值班室需设立独立的配电箱，自动站设备、辅助设备、照明供电必须分开，采用三相五线制，交流电的规定为220V+10%至-15%，50Hz。给UPS的供电必须从进户的总配电柜单独使用一相专线，不得与其他电器混用，功率负荷5KVA。使用另两相为辅助设备供电，其功率负荷应满足需要，且留有余量，详见附图9.附图9：新型自动站值班室配电电路图室内线缆走暗线，不得暴露，插座、电源开关等安装必须符合供电部门的规范设计规定，布局合理，并有助于用电操作。配置3KVA在线式UPS和5KW油机。油机作为应急备份，在无市电的情况下给UPS充电。（三）通信要建立至区局气象信息中心的通信传输专线，带宽至少应为2M，建立备份通信传输线路，备份线路可以保证本站各类观测资料的实时传输。值班室至新型自动站之间采用光纤传输，实行光电隔离。（四）工作台和计算机值班室至少应配备工作平台1组，工作平台可根据值班室布局订制，方便操作，参见附图10。工作平台需能实现自动站数据采集、区域自动站运营监控、多种观测资料显示、全站安全视频监控等功能。计算机、显示器、打印机、网络设备、业务柜等根据具体需要配置。附图10：新型自动站值班室工作平台基本站和一般站在自动化后，需配备便携式自动站一套，作为新型自动站出现故障情况下补测之用，平时收放在值班室内。三、防雷防雷设施以保护气象台站建筑物和自动站及气象电子设备安全，免受或减少雷电危害为目的，以各类防雷技术规范为依据，建设防直击雷和感应雷为重点的综合防雷保护系统。（一）观测场观测场内金属围栏与观测场接闪器地网电气连接。各类传感器安装支架、雨量器、蒸发皿等，各主、分采集器等金属外壳应就近与观测场地网电气连接。（二） 值班室值班室所在建筑物按照GB50057规定的规定安装直击雷防护装置。值班室楼顶有避雷针或避雷带，其接地与建筑物地网焊接一起，自动站设备接地使用建筑物地网时，其引接点互相距离不小于10m，其之间有2根以上的垂直接地体。进入值班室所有线缆应采用屏蔽线缆，线缆金属屏蔽层在建筑物入口处进行等电位连接。值班室内设立等电位连接板或等电位连接排，进行星型（S型）连接，等电位连接板或等电位连接排与建筑物钢筋或地网电气连接。采用S型连接时，等电位连接板或等电位连接排与建筑物钢筋或地网电气连接。值班室内所有设备外壳、防静电接地、信号地、PE线、SPD接地线、屏蔽金属管、屏蔽线缆金属屏蔽层与等电位连接板进行电气连接。（三）地网由观测场地网、值班室地网、变压器地网及观测场接闪器地网组成。值班室地网：值班室地网应尽量使用原建筑物地网，建筑物地网不满足规定期，可就近再设一组地网，两地网在地下焊接连通，有困难时，也可在地上可见部分焊接成一体作为值班室地网，详见附图11。附图11：新型自动站地网观测场地网（详见附图12）：观测场地网埋设在观测场内，考虑就近接地原则，地网焊接接线端子应在地沟内紧靠传感器位置，传感器有基础的，地网应直接与基础螺杆焊接。观测场地网、值班室地网之间的距离小于75m时，使用不小于16的镀锌圆钢或相应规格的其他金属材料进行连接，连接带不应少于两条，连接带的埋设深度不小于500mm。当两地网之间的距离大于75m时，可不另设专用连接带，但各地网接地电阻应符合相关规定。当两地网之间的距离小于75m，且距离大于2（：土壤电阻率，单位m）时，在适当位置增设人工垂直接地体。附图12：新型自动站观测场地网接闪器地网（见上图）：接闪器地网埋设在观测场外，地网在离风杆最近位置，焊接接线端子引出地面，接风塔或风杆避雷针引下线。变压器地网：变压器地网是供电公司安装变压器时埋设的地网。变压器地网边沿距值班室地网边沿30m以内时，用不小于16mm的镀锌圆钢或相应规格的其他金属材料连接。当两地网之间的距离大于30m时，值班室所在的办公楼总配电柜零线反复接地。本地网的接地电阻达不到规定期，可扩大地网面积，即在地网外围增设1或2圈环形接地装置（四） 接地体接地体由垂直接地体和水平接地体组成，接地体宜采用热镀锌钢材，其规格规定如下：钢管 50mm，壁厚不小于3.5mm。角铁 不应小于50mm50mm5mm。扁钢 不应小于40mm4mm。垂直接地体的长度宜为1.52.5m（本文设计长度为2.5m），垂直接地体间距为自身长度的1.52倍。当垂直接地体埋设有困难时，可设多根水平接地体，彼此间距为11.5m，且应每隔35m互相焊接连通一次。在高山、戈壁等盐碱腐蚀性较强或大地电阻率较高难以达成接地电阻规定的地区，接地体宜采用品有耐腐、保湿性能好的非金属接地体。接地体之间所有的焊点，除浇注在混凝土中的以外，均应进行防腐解决。接地装置的焊接长度：扁钢为边宽的2倍，园钢为直径的10倍。接地体的上端离地面不应小于0.7m，在寒冷地区，接地体应埋设在冻土层以下，观测场地网的接地体应在电缆沟下埋设。（五）接地电阻自动气象站观测场合有仪器设备共用同一接地系统，其接地电阻不大于4。在土壤电阻率大于1000m的地区，可适当放宽接地电阻值规定，但此时接地系统环形接地网等效半径不小于5000mm。（六）供电系统防雷1双套自动站场室低压配电TN-S或TN-C-S系统，当供电为TN-C系统时，将TN-C系统改造为TN-C-S系统，保证供电系统进户后N线和PE线是分开的。2值班室交流供电线路宜采用铠装电缆从电源变压器接入，电源变压器与工作室总配电柜距离超过30米时，其零线应反复接地，接地电阻值应不大于10，铠装电缆的金属护套两端应就近可靠接地。观测场交流供电线路宜采用带有金属护套的电缆穿PVC线管接入，金属护套两端应就近可靠接地。3.自动站低压配电系统应安装三级电涌保护器（SPD），可以有效的限制瞬态雷击过电压和引电涌电流就近分流泄入大地。其中：第一级SPD1安装在总配电柜上，每条相线和中性线上选用冲击电流Iimp 不小于20KA或者标称放电电流In 不小于80KA的SPD。第二级SPD2安装在工作室分派电箱上，相线和中性线上选用标称放电电流In 不小于15KA的SPD。第三级SPD2安装在设备前端，相线和中性线上选用标称放电电流In 不小于5KA的SPD，这一级可选用带防雷的活动插座。（七） 信号防雷1. 屏蔽为避免信号线遭受直接雷击及电磁感应的侵害，屏蔽是最有效的措施之一。因此，观测场到观测站的数据传输线、观测场内其它数据线及气象局内其它架空的电源线、信号线等做屏蔽解决，屏蔽层两端就近接地。2.信号SPD防护在雷击发生时，产生巨大瞬变电磁场，在1Km范围内的金属环路，如电源、网络、信号及通讯金属连线等都会感应到雷击，而出现雷击事故。依据建筑物电子信息系统防雷技术规范中电源系统、信号系统雷电及过电压防护规定，有线电视线、视频线、互换机、程控电话等加装相应的信号SPD，所有防雷器均应良好接地。