自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介課件

自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)

自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)[MH/T4016.4-2008]

AWOS：AutomaticWeatherObservingSystem

包括測(cè)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(yīng)的監(jiān)控和

遠(yuǎn)程顯示的集成自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)氣象站[MH/T4016.4-2008]

AWS：AutomaticWeatherStation

能自動(dòng)觀測(cè)和傳遞氣壓、氣溫、相對(duì)濕度（或露點(diǎn)）、風(fēng)向、風(fēng)速和雨量等常規(guī)氣象要素信息的觀測(cè)裝置。自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)廠家生產(chǎn)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(guò)100個(gè)國(guó)家使用VAISALA公司的產(chǎn)品，主要分布在歐洲、北美洲及亞太地區(qū)。自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)廠家（二）自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)組成

中央處理單元CDU(s)

切換單元（Switch-overUnit），用于雙CDUs系統(tǒng)

傳感器及自動(dòng)氣象站

不間斷電源（UPS）

局域/廣域網(wǎng)（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(shè)的串行數(shù)據(jù)輸出(可選)

為其它系統(tǒng)所設(shè)的TCP/IP數(shù)據(jù)包輸出(可選)

跑道傳感器配置圖

1_CLOUD_SENSOR2_CLOUD_SENSOR3_CLOUD_SENSOR4_CLOUD_SENSOR1_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_xDRWYdir:Smaller(Left)RWYdir:Larger(Right)RWYdir:Smaller(Right)RWYdir:Larger(Left)1_TU_SENSOR1_PRESSURE_SENSOR3_TU_SENSOR3_PRESSURE_SENSOR4_TU_SENSOR4_PRESSURE_SENSOR6_TU_SENSOR6_PRESSURE_SENSOR

外場(chǎng)傳感器路由

MIDASIVRS-232Modem光纖RS-485電流環(huán)UHF無(wú)線電1013.2信號(hào)適配器云高儀風(fēng)傳感器自動(dòng)氣象站Digiboard氣壓計(jì)大氣透射儀MIDASIV數(shù)據(jù)流程

天氣現(xiàn)象“天氣現(xiàn)象代碼"傳感器數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)傳播氣象計(jì)算應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用程序運(yùn)行在WindowsNT4.0Workstation操作系統(tǒng)下

MIDASIVCDUs與工作站應(yīng)用軟件是相互獨(dú)立的工作站的數(shù)量沒(méi)有特別限制工作站和MIDASIV應(yīng)用程序分為以下四種用戶觀測(cè)員(OWS)預(yù)報(bào)員(FWS)維修人員(RCM)實(shí)時(shí)天氣信息的使用者(WV)工作站連接系統(tǒng)主機(jī)每個(gè)工作站都同時(shí)與兩個(gè)MIDASIVCDU連接每個(gè)應(yīng)用程序都自動(dòng)接收在線(active)CDU的數(shù)據(jù)CDUACDUB應(yīng)用程序在線(Active)CDUMIDASIV工作站應(yīng)用程序界面

應(yīng)用程序界面（三）應(yīng)用程序界面（四）應(yīng)用程序界面（五）應(yīng)用程序界面（七）應(yīng)用程序界面（八）MIDASIV用戶應(yīng)用程序

觀測(cè)終端應(yīng)用程序

WeatherViewMETAR/SPECIEventMonitorASCIILogViewActualsAFTNMonitor(optional)SYNOP(optional)

預(yù)報(bào)終端應(yīng)用程序

WeatherViewMETAR/SPECIEventMonitorASCIILogViewAFTNMonitor(optional)TAF(optional)SIGMET(optional)WeatherView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(guò)預(yù)設(shè)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(shè)備提供的(BACKUP)數(shù)據(jù)最近未更新還沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)計(jì)算出統(tǒng)計(jì)平均值，或其它不確定因素收不到相應(yīng)數(shù)據(jù)字符顏色灰色背景，黑色字符紅色背景，黑色字符

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(jì)算計(jì)算由CDUs完成計(jì)算出1，2和10分鐘的平均值、最小值和最大值風(fēng)數(shù)據(jù)的計(jì)算

QNH,QFE,QFF三種氣壓值的計(jì)算露點(diǎn)值計(jì)算

RVR值計(jì)算云高值計(jì)算氣象要素的計(jì)算:平均值計(jì)算系統(tǒng)啟動(dòng)后，即時(shí)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(lái)收集平均值計(jì)算所需要的數(shù)據(jù)

2分鐘和10分鐘平均值計(jì)算需要60％的有效數(shù)據(jù)AWOS室外部分傳感器（SENSOR)

溫度/相對(duì)濕度傳感器HMP45DHMP155

風(fēng)向風(fēng)速傳感器WAA151/WAV151WMT700

氣壓傳感器DPA503PTB220PTB330

大氣透射儀MITRASLT31

云高儀CT25KCL31

前向散射能見度儀FD12FS11

天氣傳感器FD12PPWD12PWD22

雨量傳感器RG13

背景光亮度儀LM11LM21

道面?zhèn)鞲衅鱀RS511NEW自動(dòng)氣象站MILOS520MAWS301溫濕傳感器溫濕傳感器HMP45DHMP155溫濕度傳感器安裝安裝點(diǎn)位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附近的觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)。（導(dǎo)航設(shè)備下滑臺(tái)附近）溫濕度傳感器安裝在自動(dòng)氣象站安裝桿的橫臂百葉箱內(nèi)。安裝位置離地面約1.5米。數(shù)據(jù)接入自動(dòng)氣象站。溫濕傳感器技術(shù)指標(biāo)溫度測(cè)量范圍：–40℃~+60℃精度：士0．2℃分辨率：士0．1℃濕度測(cè)量范圍：0.8~100%精度：士2%0~90%

士3%90~100%長(zhǎng)期穩(wěn)定性：<１％/年溫度變化的影響：士0.05%／℃溫濕傳感器校準(zhǔn)

按照說(shuō)明書溫濕傳感器每年需要進(jìn)行校準(zhǔn)，由于沒(méi)有校準(zhǔn)的專用工具，并且各地地方氣象局能進(jìn)行鑒定，所以一般都是每年送地方氣象局對(duì)傳感器進(jìn)行鑒定。

風(fēng)向風(fēng)速傳感器風(fēng)向風(fēng)速傳感器WAA151/WAV151風(fēng)向風(fēng)速傳感器WMT700

風(fēng)向風(fēng)速安裝圖安裝點(diǎn)位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附近的觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)。（導(dǎo)航設(shè)備下滑臺(tái)附近）10米風(fēng)桿，風(fēng)桿頂端配有避雷針。數(shù)據(jù)接入自動(dòng)氣象站。風(fēng)向風(fēng)速傳感器技術(shù)指標(biāo)風(fēng)速測(cè)量范圍：0~75m/s門檻風(fēng)速：0.4m/s精確度：±0.1m/s0~10m/s±2%10~75m/s風(fēng)向測(cè)量范圍：0~360°

分辨率：5．625°

門檻風(fēng)速：0.3m/s

氣壓傳感器氣壓傳感器DPA503PTB220氣壓傳感器（二）

PTB330氣壓傳感器安裝氣壓傳感器技術(shù)指標(biāo)精度：±0.3hPa(800～1050hPa，+5～+55℃)±0.5hPa（500～1050hPa，–40～+55℃）分辨率：0.1hPa

雨量計(jì)雨量傳感器RG13安裝點(diǎn)位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附近的觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)。（導(dǎo)航設(shè)備下滑臺(tái)附近）距地面70cm。利用干簧管磁鐵感應(yīng)，控制電壓開關(guān)計(jì)數(shù)。翻斗每翻轉(zhuǎn)一次為0.2mm降水量。

云高儀云高儀（CT25K)云高儀（CL31）云高儀測(cè)量原理

SAMPLE#500(50us)LastinthescanTOTALTRAVELOFLIGHT50,000ft24,950ft100ft50ft0ftSAMPLE#499(49,9us)REFLECTEDLIGHTSAMPLE#2(200ns)SAMPLE#1(100ns)TOTALTRAVELOFLIGHT100ftTopLevel25,000ftSAMPLE#0(0ns)FirstinthescanH=c*tCT25K工作原理云高儀CT25K用于測(cè)量云高和垂直能見度。CT25K云高儀運(yùn)用了脈沖二極管激光LIDAR技術(shù)（LIDAR＝Lightdetectionandranging），在垂直或接近垂直的方向上發(fā)送激光脈沖。霾、霧、靄、雪幡、降水和云對(duì)光反向散射的反射都作為激光脈沖測(cè)量天空狀況。得到的反向散射分部圖（如信號(hào)強(qiáng)度與高度對(duì)比）被保存起來(lái)并進(jìn)行處理，從而檢測(cè)云層基線。知道光速及激光脈沖的發(fā)送和反向散射信號(hào)之間的時(shí)間延遲后，就可知云層基線的高度。云高儀安裝建議安裝位置為跑道延長(zhǎng)線上，距跑道頭300米處。各地根據(jù)實(shí)際情況可以安裝在此位置附近，例如廣州目前是安裝在距跑道中心線120米，距跑道頭300米處（導(dǎo)航航向臺(tái)附近）。云高儀安裝可以傾斜角度。CT25K云高儀性能指標(biāo)測(cè)量范圍： 0～7.5km(0～25000ft)精度： ±2％±1/2x[分辨率]分辨率： 15m(50ft)云高儀維護(hù)周期性維護(hù)主要是窗口的清潔。唯一的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件-----窗口調(diào)節(jié)空氣鼓風(fēng)機(jī)的正常功能也需要檢查。

前向散射能見度儀前向散射能見度儀FD12

前向散射能見度儀FS11 前向散射能見度儀FD12安裝距跑道中心線120米跑道中間處。傳感器測(cè)量高度離跑道面2.5米。散射測(cè)量散射光強(qiáng)和消光系數(shù)成比例（通常忽略光的吸收）前向散射儀通過(guò)測(cè)量光束的散射光強(qiáng)估算出消光系數(shù)散射光強(qiáng)大=>消光系數(shù)大散射光強(qiáng)小=>消光系數(shù)小發(fā)射機(jī)接收機(jī)FD12工作原理

發(fā)射管接收管氣象光學(xué)視程MOR定義色溫為2700K的白熾燈發(fā)出的平行光束，經(jīng)大氣衰減到起始值的0.05時(shí)，在大氣中所經(jīng)過(guò)的距離。100%光強(qiáng)5%光強(qiáng)MORMOR測(cè)量MOR可以通過(guò)測(cè)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=F0e-xFD12的校準(zhǔn)FD12的校準(zhǔn)分兩步：將小擋板放置在接收測(cè)頭或發(fā)射測(cè)頭內(nèi)，然后進(jìn)行零校準(zhǔn)；安裝不透明散射器，進(jìn)行模擬值校準(zhǔn)。

天氣現(xiàn)象傳感器天氣現(xiàn)象傳感器FD12PFD12P包含了3個(gè)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(diǎn)位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附近的觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)。（導(dǎo)航設(shè)備下滑臺(tái)附近）傳感器測(cè)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-485SERIALLINE115/230VAC50/60Hz10.8VDCInterfaceVOLTAGEREGU-LATORFD12P工作原理

光信號(hào)（和雨滴大小成比例）電容信號(hào)（和含水量成比例）降水強(qiáng)度(光)降水強(qiáng)度（電容）強(qiáng)度比(光/電容)

強(qiáng)度比<1.0->液態(tài)降水

強(qiáng)度比>1.0->固態(tài)（或混合）降水ScalingScaling“RAININTENSITYSCALE”“DRDSCALE”FD12P工作原理FD12P結(jié)合了能見度、感雨器、溫度傳感器的信息，可以得到當(dāng)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(diǎn)位于距跑道中心線120米，跑道頭300米附近的觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)。（導(dǎo)航設(shè)備下滑臺(tái)附近）傳感器測(cè)量高度離跑道面2.5米。大氣透射儀結(jié)構(gòu)原理MITRAS污染補(bǔ)償VISIBILITY（能見度）和MOR氣象光學(xué)視程是WMO定義的描述大氣光學(xué)狀況的基本參數(shù)。MOR值與人的觀測(cè)能見度非常接近（白天）。MOR可以定義為一個(gè)純粹的物理量，可以進(jìn)行測(cè)量。大氣透射儀測(cè)量原理Visibility=-3xBaselineln(Transmittance)WhereTransmittance=K1Receivedlightintensity=K1R(I)TransmittedlightintensityTM(I)andK1issetbytechniciansduringgoodvisibility大氣透射儀測(cè)量MOR值

MOR=-3xBaselineln(Transmittance)基線長(zhǎng)度 35m 50m 75m 100m

Transmittance

Visibilities(m)atdifferentbaselines0.995 20.947 29.925