常规高空气象观测业务规范.docx

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常规高空气象观测业务规范

附件1

常规高空气象观测业务规范

中国气象局

2010年5月

前言

59型探空仪—701二次测风雷达观测系统已工作了近五十年，在我国气象事业发展中起到了重要的作用。

随着气象观测业务现代化进程和电子技术的发展，L波段二次测风雷达—电子探空仪等新型高空气象观测系统陆续投入业务使用,结合世界气象组织《气象仪器和观测方法指南》（第六版）（世界气象组织，2005年）的技术要求，及时总结我国高空气象观测业务规范执行方面的经验，更好地发挥新系统的作用，在《常规高空气象探测规范（试行）》（2003版）的基础上修订和完善，编制了本规范。

本规范与《高空气象观测规范》（1977年）和《常规高空气象探测规范（试行）》（2003年）之间具有连续性和继承性。

在历时近三年的编制过程中，多次多层面征求意见，反复讨论修改，先后几易其稿，最终完成本规范编写。

本规范对高空气象观测的基本任务、观测方法、技术要求以及观测记录处理方法等进行了规定。

各类观测系统的具体安装、操作和维护及软件使用方法由相应的使用手册进行规定，并作为本规范的重要补充。

本规范的修改和解释权属中国气象局。

本规范由中国气象局综合观测司组织，中国气象局气象探测中心编写，李伟、许正旭、陈永清、马舒庆、刘凤琴、张宇、陈益玲、吴桂根、夏峰、郭启云、赵培涛等同志参加编写。

第一章总则

常规高空气象观测是指采用气球携带无线电探空仪，以自由升空方式对自地球表面到几万米高度空间的大气气象要素（气压、温度、湿度）和运动状态（风向风速）等的变化进行观测、收集、处理的活动和工作过程。

1.1本规范适用于L波段二次测风雷达—电子探空仪、无线电经纬仪、卫星导航定位探空等常规高空气象观测系统。

1.2本规范涉及常规高空气象观测业务管理、探测环境、仪器设备、数据采集、数据处理、编制报告电码、资料传输及质量监控等方面的内容。

1.3编写本规范的主要依据：

《气象法》（中华人民共和国，2001年）

《高空气象观测规范》（中央气象局，1977年4月）

《常规高空气象探测规范（试行）》（中国气象局,2003年）

《高空压、温、湿风报告电码（GD—04Ⅲ）》（国家气象局，1982年12月）

《高空风报告电码（GD—03Ⅲ）》（国家气象局，1982年12月）

《高空气候月报电码（FM75—Ⅵ）》（国家气象局，1982年12月）

《气象仪器和观测方法指南》（第六版）（世界气象组织，2005年）

《氢氧站设计规范》（GB50177—2005）

《氢气使用安全技术规程》（GB4962—2008）

第二章　高空气象观测站

2.1高空气象观测站环境要求

2.1.1采用定向天线（雷达）观测系统的高空气象观测站应四周开阔，障碍物对观测系统天线形成的遮挡仰角不得高于5,特别是观测站盛行风下风方向120范围内的障碍物对观测系统的天线形成的遮挡仰角不得高于2。

在观测气球施放场地半径50m范围内要求平坦空旷，无架空电线、建筑、林木等障碍物。

2.1.2卫星导航定位系统高空气象观测站应四周开阔，障碍物对卫星导航定位系统接收天线形成的遮挡仰角不得高于5。

在气球施放场地半径50m范围内要求平坦空旷，无架空电线、变压器、建筑、林木等障碍物。

2.1.3高空气象观测站的电磁环境应满足观测系统的要求。

由国家无线电频率管理部门审定的气象探空系统所使用的无线电频段,不允许其他部门或个人非法使用。

2.1.4高空气象观测站应有符合国家供电规范的电源和满足实时资料传输要求的通信方式。

其水、电、暖、交通等附属设施齐全、便利。

2.2高空气象观测站业务要求

2.2.1保护探测环境，保证观测资料的完整性和连续性。

2.2.2按要求取准、取全具有代表性、准确性、比较性的第一手观测数据，及时上传观测资料。

报送每时次观测的完整数据（包括仪器和设备参数、软件系统参数、探测环境参数、台站工作参数、质量控制参数等）。

按时、准确地提供高空气压、温度、湿度和风观测数据的月数据文件。

2.2.3观测设备按照设备技术手册的要求安装、维护、检查和检定，确保设备工作状态稳定；做好观测仪器换型的对比评估等工作。

2.2.4观测资料要按照规定的标准、方法进行质量控制。

2.3值班工作室应符合相应观测设备安装和使用的技术要求。

2.4观测系统设施与设备要采取有效的雷电和静电防护措施，保护设备不受损害。

2.5高空气象观测站制（储、用）氢要求

2.5.1制（储、用）氢室应选择远离繁华的市区、住宅和火源区域；不宜位于明火源的下风方；制（储、用）氢室与民用建筑的距离必须大于25m以上，与重要建筑的距离大于50m以上。

制氢室、储氢室和充气室均为防爆间，应采用轻质屋顶和有利于泄压的门窗，各房间门、窗的面积与房间体积的比值介于0.05～0.22（m2/m3）。

2.5.2制（储、用）氢室通风良好，严禁烟火，室外要有明显的警示标志，并有健全的安全措施。

化学制氢用的苛性钠、矽铁粉必须分别存放。

制氢室、储氢室和充气室必须互为独立，且制氢室和储氢室两者的距离≥5m。

顶棚和墙壁采用阻燃材料建造。

2.5.3水电解制氢设备主机的工作环境要求在0℃以上。

2.5.4制（储、用）氢室供电装置必须符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等要求。

并安装防爆灯和防爆开关。

配备必要的消防设施。

2.5.5制（储、用）氢室具备良好的防雷和防静电设施，其接地电阻应小于4Ω。

并定期检查防雷和防静电接地的有效性，确保接地牢固可靠。

2.5.6制（储、用）氢设备要进行定期的检查、维护和检定。

2.6观测时次

2.6.1定时高空气象观测时次是指北京时02时、08时、14时、20时，正点施放时间分别是北京时01时15分、07时15分、13时15分、19时15分。

各高空气象观测站具体进行观测的时次及项目由国务院气象主管机构规定。

2.6.2需临时增加高空气象观测时，须经省、自治区、直辖市以上气象主管机构批准，并报国务院气象主管机构备案。

2.7做好观测人员的技术培训工作；严格执行业务规章制度和质量考核办法。

第三章　观测装备

3.1无线电探空仪:

由温度、湿度、气压传感器，测量电路，控制（解码）电路，发射电路和电池等部分组成。

探空仪传感器的测量范围分别为：

温度从50℃至―90℃；湿度从1%至100%（RH）；气压从1050hPa至1hPa，观测精度应符合规定要求。

3.1.1温度传感器:

对环境温度的变化必须具有充分快的反应速率，以确保上升过程中热滞后造成的系统误差＜0.1℃/km。

3.1.2湿度传感器:

与大气中水分子自由迅速交换，能够真实反应大气中水汽的分布情况。

3.1.3气压传感器:

在1050至5hPa的动态范围内保持其准确度，并在规定较低气压下仍具有0.1hPa的分辨率。

3.1.4测量、控制（解码）和发射电路:

测量、控制（解码）电路必须加装参考器和电子转换器。

用于二次雷达的探空仪应具有无线电应答器。

卫星导航定位探空系统应具有无线电导航讯号接收和发射功能。

探空仪无线电频谱宽度满足有关技术规定的要求。

3.1.5电池:

无线电探空仪所使用的电池应具有充足的容量，在温度15℃条件下能提供100分钟及以上的电能，且输出电压降低幅度不能高于标称电压的5%。

而当温度从15℃降至–10℃时，输出电压不应降低标称电压的10%以上。

电池不应对人体和环境造成危害。

3.2探空仪基测箱：

探空仪基测箱是对探空仪温度、湿度传感器在探空仪施放前与检测箱内温度、湿度的标准器进行比对的综合性检测设备。

探空仪基测箱内环境要稳定，智能化程度高，尽可能消除由于操作而引起的误差。

定期对基测箱内标准器进行检定。

3.3探空气球:

具有良好的弹性、防老化性和耐低温性。

高空气象观测站根据其观测业务的要求，选用相应型号的探空气球。

探空气球按用途和质量主要有两种：

经纬仪测风气球（如：

30g气球）和探空气球（如：

300g、750g、800g、1600g气球等），经纬仪测风气球为红色、黑色或胶乳本色，探空气球为胶乳本色。

3.4数据采集系统

3.4.1测风雷达:

由接收、发射、天线和伺服系统等组成。

具备对压、温、湿、仰角、方位角、斜距等基本数据的接收和处理功能。

雷达的性能指标应符合其功能规格书的要求。

3.4.2卫星导航定位接收系统:

能够接收和处理卫星导航定位探空仪发回地面的信号，利用卫星星历解算导航电文，通过数据处理软件完成高空气象要素观测。

3.4.3数据处理终端:

数据处理终端由硬件和软件组成。

硬件要满足系统的基本配置需求，软件要符合规范要求。

3.5常规高空气象观测仪器设备的总体测量准确度要求

高空气象观测仪器装备的测量准确度应当满足气象业务的规定要求。

根据目前生产技术水平及发展的趋势,高空气象观测仪器总体测量准确度应达到表1的要求。

表1：

高空气象观测仪器总体测量准确度要求

气象

要素

测量误差（绝对值）

测量范围

基本要求（Ⅰ级）

WMO要求（Ⅱ级）

温度

≤0.5℃

≤0.5℃

地面～100hPa

≤2.0℃

≤1.0℃

100hPa以上～5hPa

湿度

≤5%RH

≤5%RH

第一个对流层顶及以下

≤10%RH

第一个对流层顶以上

气压

≤2hPa

≤1hPa

地面～500hPa

≤1hPa

500hPa以上～5hPa

风向

≤5°

≤2.5°

地面～100hPa

风速≤10m/s

风速＞10m/s

≤5°

100hPa以上～5hPa

≤5°

≤10°

风速＞25m/S

风速≤25m/S

风速

≤1m/s

≤2m/s

地面～100hPa

100hPa以上～5hPa

≤1m/s

≤10%

风速≤10m/s

风速＞10m/s

第四章　设备维护检测

4.1高空气象观测业务所使用的装备必须具有国务院气象主管机构颁发的使用许可证。

4.2观测系统装备应严格按系统装备维护说明或维修手册规定进行定期标定、检查、维护和保养，以使观测系统装备处于良好工作状态。

4.3观测系统的检测和校准仪器、仪表应保持良好的工作状态，其附件保持完整和齐备；必须严格执行操作规程。

4.4凡用于测量的标准器、仪表、设备及器具必须严格按计量法规、规范进行保养和计量校准。

4.5数据处理终端（计算机）的时间应于每日19时与标准时间（北京时）进行对时，当计算机时间与标准时间相差大于30秒时，要对计算机时间进行修正。

4.6严禁使用超检仪器。

第五章　高空气象观测技术人员

5.1必须具有良好的职业道德。

5.2掌握常规高空气象观测所需的基础理论和方法。

5.3熟练掌握高空气象观测系统装备的基本工作原理和操作、检测、维护、校准等方法。

5.4必须持有省级及以上气象主管机构考核颁发的高空气象观测岗位证书。

第六章　高空压、温、湿、风观测

6.1高空压、温、湿观测是由气球携带无线电探空仪升空，将实时观测的压、温、湿等高空气象数据传送至地面接收设备。

6.2高空风观测采用定向天线（雷达）跟踪、经纬仪或卫星导航定位系统等方式。

定向天线（雷达）和经纬仪主要通过跟踪气球飞升过程中的仰角、方位角、斜距或高度计算风向、风速。

卫星导航定位系统通过接收导航信号，确定气球携带探空仪（应答器）在空间的位移，计算风向、风速。

风向是指风的来向，以º为单位，以正北方位为0º，顺时针旋转。

风速是指单位时间内空气移动的水平距离，以m/s为单位。

6.3地面数据处理终端对气压、温度、湿度、风向、风速等数据进行处理，获取规定等压面、规定高度、特性层、对流层顶、零度层、空间定位等资料，并形成上传数据文件和秒数据文件等，编制高空压、温、湿记录月报表和高空风记录月报表，形成月数据文件，观测业务人员在规定的时间内完成文件传输。