自動氣象觀測系統(tǒng)簡介課件

1、 自動氣象觀測系統(tǒng) 自動氣象觀測系統(tǒng) MH/T 4016.4-2019 AWOS：Automatic Weather Observing System包括測量跑道視程、常規(guī)氣象要素、云和天氣現(xiàn)象等傳感器以及相應的監(jiān)控和遠程顯示的集成自動化系統(tǒng)。自動氣象站 MH/T 4016.4-2019 AWS：Automatic Weather Station能自動觀測和傳遞氣壓、氣溫、相對濕度（或露點）、風向、風速和雨量等常規(guī)氣象要素信息的觀測裝置。自動氣象觀測系統(tǒng)型號 AviMeT AWOS (南寧、鄭州、長沙。）MIDAS IV AWOS（廣州、深圳。）AWOS2000 AWOS（海口。）MIDAS6

2、00 AWOS（）自動氣象觀測系統(tǒng)廠家生產廠家 芬蘭維薩拉公司 芬蘭首都赫爾辛基 全世界目前有超過100個國家使用VAISALA公司的產品，主要分布在歐洲、北美洲及亞太地區(qū)。自動氣象觀測系統(tǒng)廠家（二）自動氣象觀測系統(tǒng)組成 中央處理單元CDU(s) 切換單元（Switch-over Unit），用于雙 CDUs系統(tǒng) 傳感器及自動氣象站 不間斷電源（UPS） 局域/ 廣域網（LAN / WAN） 工作站 (OWS, FWS, RCM, WV) 專用數(shù)據(jù)顯示器:DD50, WD30, WD50 (可選) AFTN (可選) 為其它系統(tǒng)所設的串行數(shù)據(jù)輸出(可選) 為其它系統(tǒng)所設的TCP/IP數(shù)據(jù)包輸出

3、 (可選)MIDAS IV 系統(tǒng)組成 MIDAS IVCENTRAL DATA UNITAFTN 線 RS-232CDU 顯示器CDU 顯示器HUB/開關觀測員工作站維護工作站預報員工作站LANCDU BCDU A天氣顯示工作站云高儀場地站過來的Modem線纜云高儀大氣透射儀和背景光傳感器風顯示器ModemsUPS數(shù)字顯示器modem室內室外天氣現(xiàn)象傳感器跑道燈光RS485大氣透射儀和背景亮度計前散射傳感器中央風站閃電傳感器氣象站- 風向風速- 溫度濕度- 壓力- 雨量計跑道傳感器配置圖 1_CLOUD_SENSOR2_CLOUD_SENSOR3_CLOUD_SENSOR4_CLOUD_SEN

4、SOR1_WIND_SENSOR2_WIND_SENSOR3_WIND_SENSOR2_TU_SENSOR1_RAIN_SENSOR1_SR_SENSOR2_PRESSURE_SENSOR4_WIND_SENSOR6_WIND_SENSOR3_RVV_SENSOR2_RVV_SENSOR1_RVV_SENSOR6_RVV_SENSOR4_RVV_SENSOR5_WIND_SENSOR5_TU_SENSOR5_PRESSURE_SENSOR5_RVV_SENSORQFE: PRESSURE_xCQFE: PRESSURE_xAQFE: PRESSURE_xBQFE: PRESSURE_xDRWY

5、 dir: Smaller (Left)RWY dir: Larger (Right)RWY dir: Smaller (Right)RWY dir: Larger (Left)1_TU_SENSOR1_PRESSURE_SENSOR3_TU_SENSOR3_PRESSURE_SENSOR4_TU_SENSOR4_PRESSURE_SENSOR6_TU_SENSOR6_PRESSURE_SENSOR外場傳感器路由 MIDAS IVRS-232Modem光 纖RS-485電流環(huán)UHF無線電1013.2信號適配器云高儀風傳感器自動氣象站Digiboard氣壓計大氣透射儀MIDAS IV數(shù)據(jù)流程 天

6、氣現(xiàn)象“天氣現(xiàn)象代碼傳感器數(shù)據(jù)傳輸應用數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)傳播氣象計算應用應用MIDAS IV 軟件結構 輸入/輸出系統(tǒng)Sensors傳感器告警處理氣象數(shù)據(jù)計算信息生成狀態(tài)診斷數(shù)據(jù)獲取與傳播數(shù) 據(jù) 處 理 與 分 析數(shù)據(jù)顯示與編輯實況數(shù)據(jù)顯示Weather View發(fā)報模塊METAR/SPECI事件查看器Event MonitorSYNOP發(fā)報SYNOP人工修正Actuals文本記錄監(jiān)視ASCII Log View應用工具條ApplicationToolbar診斷監(jiān)視器DiagnosticsMonitor數(shù)字顯示器TCP/IP數(shù)據(jù)存儲服務 系 統(tǒng) 對 象 TCP/IPTCP/IP趨勢報發(fā)報TAFSIG

7、MET發(fā)報SIGMETAFTN應用程序運行在 Windows NT 4.0 Workstation 操作系統(tǒng)下 MIDAS IV CDUs 與工作站應用軟件是相互獨立的 工作站的數(shù)量沒有特別限制 工作站和 MIDAS IV 應用程序分為以下四種用戶觀測員 (OWS)預報員 (FWS)維修人員 (RCM)實時天氣信息的使用者 (WV)工作站連接系統(tǒng)主機每個工作站都同時與兩個 MIDAS IV CDU 連接 每個應用程序都自動接收在線 (active) CDU 的數(shù)據(jù)CDU ACDU B應用程序在線 (Active) CDUMIDAS IV 工作站應用程序界面 應用程序界面（二） 應用程序界面（三

8、）應用程序界面（四）應用程序界面（五）應用程序界面（六）應用程序界面（七）應用程序界面（八）MIDAS IV用戶應用程序 觀 測 終 端 應 用 程 序 Weather View METAR/SPECI Event Monitor ASCII Log View Actuals AFTN Monitor (optional) SYNOP (optional) 預 報 終 端 應 用 程 序 Weather View METAR/SPECI Event Monitor ASCII Log View AFTN Monitor (optional) TAF (optional) SIGMET (opt

9、ional)MIDAS IV用戶應用程序（二）維 修 終 端 用 戶 程 序Diagnostic MonitorEvent MonitorSensorIO MonitorSensor Terminal天 氣 實 況 終 端 應 用 程 序Weather ViewWeather View 程 序 中 字 符 顏 色 的 含 義數(shù)據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)正常 (NORMAL)數(shù)據(jù)值超過預設的數(shù)據(jù)有效范圍 (INVALID)數(shù)據(jù)是人工輸入值 (MANUAL)或是由備份傳感設備提供的 (BACKUP)數(shù)據(jù)最近未更新還沒有足夠的數(shù)據(jù)計算出統(tǒng)計平均值，或其它不確定因素收不到相應數(shù)據(jù)字符顏色灰色背景，黑色字符紅色背景，黑

10、色字符黃色背景，黑色字符白色背景，黑色字符顯示“/”，灰色背景，黑色字符氣 象 要 素 的 計 算計算由CDUs完成 計算出1，2和10分鐘的平均值、最小值和最大值 風數(shù)據(jù)的計算 QNH, QFE, QFF三種氣壓值的計算 露點值計算 RVR值計算 云高值計算氣 象 要 素 的 計 算 : 平 均 值 計 算系統(tǒng)啟動后，即時值馬上顯示在各自的數(shù)據(jù)框中 系統(tǒng)需要2到10分鐘來收集平均值計算所需要的數(shù)據(jù) 2分鐘和10分鐘平均值計算需要60的有效數(shù)據(jù)EVENT MONITOR AWOS室外部分傳感器（SENSOR)溫度/相對濕度傳感器 HMP45D HMP155風向風速傳感器 WAA151/WAV1

11、51 WMT700氣壓傳感器 DPA503 PTB220 PTB330大氣透射儀 MITRAS LT31云高儀 CT25K CL31前向散射能見度儀 FD12 FS11天氣傳感器 FD12P PWD12 PWD22雨量傳感器 RG13背景光亮度儀 LM11 LM21 道面?zhèn)鞲衅?DRS511 NEW自動氣象站MILOS520MAWS 301溫濕傳感器溫濕傳感器HMP45DHMP155溫濕度傳感器安裝安裝點位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附近的觀測場內。（導航設備下滑臺附近）溫濕度傳感器安裝在自動氣象站安裝桿的橫臂百葉箱內。安裝位置離地面約1.5米。數(shù)據(jù)接入自動氣象站。溫濕傳感器技術指標

12、溫度測量范圍： 40 +60精度： 士 02 分辨率： 士01 濕度測量范圍： 0.8 100%精度： 士 2% 0 90% 士 3% 90 100%長期穩(wěn)定性： 消光系數(shù)大散射光強小= 消光系數(shù)小發(fā)射機接收機FD12工作原理 發(fā)射管接收管氣象光學視程MOR定義色溫為 2700K 的白熾燈發(fā)出的平行光束，經大氣衰減到起始值的 0.05 時，在大氣中所經過的距離。100 %光強5 %光強MORMOR測量MOR可以通過測量光的衰減（消光系數(shù) ）得到，這些光的衰減包括散射和吸收。輕霧濃霧（大)晴朗 (小 ) 霧距離 x光量F0 = 100%F = 5%F= F0 e - xFD12的校準FD12的校

13、準分兩步：將小擋板放置在接收測頭或發(fā)射測頭內，然后進行零校準；安裝不透明散射器，進行模擬值校準。 天氣現(xiàn)象傳感器天氣現(xiàn)象傳感器FD12PFD12P包含了3個部分：FD12前向散射能見度儀感雨器溫度傳感器天氣現(xiàn)象傳感器安裝安裝點位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附近的觀測場內。（導航設備下滑臺附近）傳感器測量高度離跑道面2.5米。天氣現(xiàn)象傳感器FD12P天氣現(xiàn)象傳感器PWD22FD12P組成 FD12PCONTROLLERRAINDETECTORTRANS-MITTERRECEIVERTemperatureSensorPOWERSUPPLYMODEMRS-232 / RS-485SERIA

14、L LINE115/230 VAC50/60 Hz10.8 VDCInterfaceVOLTAGEREGU-LATORFD12P工作原理 光信號（和雨滴大小成比例）電容信號（和含水量成比例）降水強度 (光)降水強度（電容）強度比(光/電容) 強度比 液態(tài)降水 強度比 1.0 - 固態(tài)（或混合）降水ScalingScaling“RAIN INTENSITYSCALE”“DRD SCALE”FD12P工作原理FD12P結合了能見度、感雨器、溫度傳感器的信息，可以得到當前的天氣現(xiàn)象。 大氣透射儀MITRAS 大氣透射儀LT31大氣透射儀 大氣透射儀安裝安裝點位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附

15、近的觀測場內。（導航設備下滑臺附近）傳感器測量高度離跑道面2.5米。大氣透射儀結構原理MITRAS污染補償VISIBILITY（能見度）和MOR氣象光學視程是WMO定義的描述大氣光學狀況的基本參數(shù)。MOR值與人的觀測能見度非常接近（白天）。MOR可以定義為一個純粹的物理量，可以進行測量。大氣透射儀測量原理Visibility = - 3 x Baseline ln (Transmittance)Where Transmittance = K1 Received light intensity = K1 R (I) Transmitted light intensity TM (I) and K

16、1 is set by technicians during good visibility大氣透射儀測量MOR值 MOR = - 3 x Baseline ln (Transmittance)基線長度 35 m50 m75 m100 m TransmittanceVisibilities (m) at different baselines 0.99520.94729.92544.88759.850 0.99010.44714.92522.38729.850 0.950 2.047 2.924 4.387 5.849 0.930 1.447 2.067 3.100 4.134 0.900 997 1.424 2.135 2.847 0.800 470 672 1.008 1.344 0.600 206 294 440 587 0.400 115 164 246 327 0.200 65 93 140 186 0.100 46 65 98 130 0.015 25 3