自动气象术语.docx
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自动气象术语
国家质量监督检验检疫总局发布
××××-××-××实施
××××-××-××发布
自动气象站通用技术规范
第2部分:
术语和定义
Generalspecificationsforautomaticweatherstations
Part2:
Termsanddefinition
(征求意见稿)
GB/T××××—××××
中华人民共和国国家标准
ICS
1前言
自动气象站通用技术规范
第2部分:
术语和定义
11 范围
本部分界定了GB/T××××-××××《自动气象站通用技术规范》中使用的术语和定义,包括气象观测、自动气象站、产品技术要求、试验检验等方面的内容。
本部分供编写自动气象站产品标准和有关技术文件时使用。
12 气象观测
12.1
气象要素meteorologicalelement
表征大气状态的基本物理量和基本天气现象。
注1:
大气是围绕地球的空气包层。
注2:
主要的气象要素有大气温度、大气压力、空气湿度、风速和风向、能见度、云、降水、雷暴、雾、辐射等。
注3:
一个地区一定时刻各种气象要素的综合表现便是该地该时刻的天气。
注4:
改写QX/T8-2002,定义4.1。
12.2
气象变量meteorologicalvariable
大气变量
随时间而变化着的表征大气状态的基本物理量。
注:
随着气象观测范围的扩大,气象变量的内涵可能还会涉及化学量甚至生物量。
12.3
气象观测meteorologicalobservation
对一种或多种气象要素的估值或测量。
注1:
气象观测分人工观测和自动观测两种方式。
人工观测又可分人工目测和人工器测。
自动观测指用自动化仪器(例自动气象站)进行观测。
注2:
气象观测可以是直接测量——直接置仪器的传感器部分于大气介质中,也可以是间接测量——不置传感器于大气介质中的遥感探测技术。
注3:
对物理量,诸如大气温度、大气压力、空气湿度,可以测量而得到定量数据;对天气现象,诸如从大气中降落的水凝物、悬浮或飞扬的粒子、或其他特定的大气光学现象和电学现象等则是定性描述。
随着自动气象站的技术进步,使通过对一组数据变量的逻辑分析来确定天气现象成为可能,观测员依靠视觉和听觉执行的观察开始呈现由仪器测量替代的趋势。
注4:
广义的气象观测指对地球的大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统地、连续地观察和测量,并对获得的记录进行质量控制(误差分析与订正等)、分析、加工和对各种资料进行融合形成观测产品的过程。
12.4
气象[观测]站meteorological[observation]station
由国家气象主管机构批准进行气象观测的地方。
注:
气象观测站是气象观测的基本机构,也是气象部门进行气象情报、预报、服务的基层机构。
其人员、场地、仪器装备和所承担的任务等,须根据设站的目的确定。
12.5
一次观测ameasurement
以确定某个气象变量的瞬时气象值为目的的一组操作。
注1:
人工观测的一次观测指观测员对某个气象要素的一次估值或读取一次测量仪器的值,一般的气象观测站数小时才观测一次。
自动观测的一次观测指在规定的观测时段内以规定的频率对气象传感器输出信号进行采样和按规定的算法计算出瞬时气象值。
注2:
自动气象站可以定期进行一次观测,称定时观测;也可以连续不断地进行一次观测,称连续观测,又称实时观测。
12.6
瞬时气象值meteorologicalinstantaneousvalve
气象变量瞬时值
气象变量在观测时段内[气象样值]的平均值或总量。
注1:
对多数气象变量,是计算观测时段内的气象样值的平均值,如气压、温度、湿度、风速和风向等。
对有些气象变量,如雨量,是计算传感器输出脉冲数的总量。
须注意的是:
不要与应用领域所需的更长一段时间内的平均值或总量相混淆。
注2:
可以计算每个气象变量每一分钟的瞬时气象值,或是当前分钟内的气象样值的平均值,或是之前若干分钟内的气象样值的移动平均值。
对阵风风速而言,则是当前分钟内三秒钟移动平均值中的最大值。
12.7
观测时段observationperiod
完成一次观测的时间长度。
注1:
对多数气象变量而言,观测时段为一分钟。
但有很多例外,如风的观测时段有二分钟和10分钟两种,而阵风的观测时段只有三秒种。
注2:
00分00秒是一个观测时段的起点。
注3:
在观测时段内,取得了一定数量的样本。
注4:
气象观测若每分钟进行,便成了连续观测(实时观测)。
12.8
采样sampling
取样,抽样
通常按相等的时间间隔对信号抽取样值的过程。
[通信科学技术名词01.194/全国科学技术名词审定委员会审定.北京:
科学出版社,2007]
注1:
平常所说的对大气变量采样实际上是对气象要素传感器或传感器信号加工模块的输出信号采样,并得到一系列点读数(样本,连续值、离散时间信号)。
注2:
采样在电路上总是通过电子开关实现的,控制电路按规定的频率(采样频率)对电子开关扫描,在扫描到的时间点上,电子开关开通[无穷小时间],传感器输出信号(多数为模拟信号)能够传递,信号被采样(获得样本,连续值、离散时间信号)。
再加上量化和编码过程,最终形成微控制器能识别的数字信号。
12.9
样本sample
样值
信号在某个选定瞬时的代表值。
此值由该信号的相应部分得到。
[通信科学技术名词01.193/全国科学技术名词审定委员会审定.北京:
科学出版社,2007]
注1:
在不同的科学领域,样本有不同的概念。
主要有:
在“信号与系统”中,信号被抽样;在产品检验中,产品被抽样。
GB/T××××-××××引用了“信号与系统”学科内的样本概念,GB/T3358.1-93则定义了“统计学”学科中样本的概念,后者的定义见5.9。
注2:
在同一领域的不同场合,样本也会有概念上的差异。
通常,采样得到的一系列点读数称为样本。
该点读数经量化、编码,并用气象单位量表示后称气象样值,气象样值用于计算瞬时气象值时又被称作为样本。
两个样本都能代表气象变量在同一选定瞬时的值,差异之处在于两个样本的单位是不同的。
12.10
气象样值meteorologicalsample
用气象单位量表示的样本。
12.11
采样频率samplingfrequency
在单位时间内的信号样本(样值)数目。
12.12
样本间隙sammplespacing
样本之间的时间。
12.13
样本容量samplesize
样本总体中含个体的数目。
注:
在自动气象站中,样本容量等于观测时段乘以采样频率。
12.14
正点瞬时气象值meteorologicalinstantaneousvalveonthehour
整点时刻计算得到的瞬时气象值。
例:
11时正点气温瞬时气象值是10时59分00秒至11时00分00秒的观测时段内六个气象样值的算术平均值。
12.15
平均风速(风向)meanwindspeed(direction)
一定时段内风速(风向)气象样值的平均值。
气象业务上常用的观测时段为二分钟和10分钟。
注1:
在观测规范中,以正点前二分钟至正点的平均风速(风向)作为该正点的风速(风向)
注2:
对于风的测量,使用不同原理的传感器,和(或)不同运算法则的算法,会得到不同的观测值。
通常规定:
若风传感器测得风矢的分量,用矢量算法,若风传感器测得风速、风向二个数,用标量算法。
12.16
阵风风速gustspeed
在相当短的时段内风速气象样值的平均值。
气象业务上常用的观测时段为三秒钟。
注1:
阵风的概念是“在规定时间间隔内,风速对其平均值的、持续时间不大于二分钟的正的或负的偏离”。
本部分没有采用该概念。
注2:
若测量阵风的采样频率为每秒4次,观测时段为三秒,样本容量则为12。
计算阵风风速时,要求采样一次即计算一次,一分钟内共计算得到240个移动平均值。
挑出最大的平均值作为该分钟的阵风风速,其相应观测时段的风向作为该分钟的阵风风向。
12.17
极大风速extremewindspeed
在给定的时间区间内,阵风风速的最大值。
例:
一小时的极大风速是该小时内每分钟阵风风速中的最大值,其相应观测时段的风向即为极大风速时的风向。
一小时极值统计起始于上一小时的01分,中止于本小时的00分。
12.18
最大风速maximumwindspeed
在给定的时间区间内,10分钟平均风速的最大值:
例:
一小时的最大风速是该小时内每分钟计算出来的10分钟平均风速中的最大值,其相应观测时段的风向即为最大风速时的风向。
13 自动气象站
13.1 自动气象站
13.1.1
自动气象站automaticweatherstation(AWS)
一种能自动进行观测和发送或记录气象观测数据的仪器。
如果需要,可直接地或在中心站编发气象报告,也可以按业务需求编制各类气象报表。
13.1.2
实时自动气象站realtimeAWS
实时向用户提供气象观测数据的自动气象站。
13.1.3
非实时自动气象站recordingAWS
记录和存储气象观测数据,但不向用户实时提供的自动气象站。
13.1.4
自动气象站网automaticweatherstationnetwork
为特定目的而分布在给定地区的一组自动气象站,常由一个中心站、若干台自动气象站和通信网络组成。
13.1.5
自动气象观测系统automatedweatherobservingsystem(AWOS)
一种能综合观测大气基本物理量和基本天气现象的自动化设备。
通常,除气压、温度、湿度、地面风、降水等基本观测要素外,还能观测跑道视程、云、天气现象等气象要素。
注1:
自动气象观测系统在观测要素之广、技术含量之高、自动化程度之先进等方面均明显优于自动气象站,且一般安装于专门用途的观测站(例民用航空观测场)上。
自动气象站则指观测基本气象要素的自动化仪器,通常安装在承担一般气象观测任务的观测站上。
注2:
有些场合,会把自动气象站网称作为自动气象观测系统,这是网络概念上的自动气象观测系统。
请注意区分设备概念上的自动观测系统和网络概念上的自动观测系统。
13.2 传感器
13.2.1
[气象]传感器[meteorological]sensor
感应一个气象变量,并将它转换为一个可用信号的元器件或装置。
注:
改写QX/T8-2002,定义4.9。
13.2.2
模拟传感器analoguesensor
输出信号为被测[气象]变量连续时间函数的传感器。
13.2.3
数字传感器digitalsensor
[气象]变量测量值为编码离散信号并以数字形式输出的传感器。
13.2.4
智能传感器intelligencesensor
一种带有微控制器的传感器,具有基本的数据采集和处理功能,[气象]数据可以以串行或并行信号的形式输出。
13.3 采集器
13.3.1
采集器dataacquisitiondevice
数据采集器
具有采集、处理、存储、传输气象数据功能的装置。
注1:
通常,采集器中装有微控制器处理系统、相应操作系统和特定算法软件,是自动气象站的核心。
注2:
单台自动气象站可以有一个采集器,也可以有多个采集器。
在多个采集器结构的自动气象站中,承担运行管理任务的称主采集器,余者称分采集器或
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