GB/T33694-2017
自动气候站观测规范
Specificationobservatingforautomaticclimatologicalstation
- 中国标准分类号（CCS）A47
- 国际标准分类号（ICS）07.060
- 实施日期2017-12-01
- 文件格式PDF
- 文本页数17页
- 文件大小963.28KB
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自动气候站观测规范
国家标准 GB/T33694一2017 自动气候站观测规范 Speeificeationohservatingforautomatieeimatologiealstationm 2017-05-12发布 2017-12-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/33694一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由气象局提出
本标准由全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会(SAC/TC507)归口
本标准起草单位:气象局气象探测中心,河南省气象局、河北省气象局、北京市气象局、山东省 气象局、江苏省无线电科学研究所有限公司
本标准主要起草人:王柏林、张鑫、张帆、曹铁、刘文忠、伍永学、宋树礼、花卫东、陈冬冬、么伦韬
GB/33694一2017 自动气候站观测规范 范围 本标准规定了自动气候站观测的基本要求及观测方法
本标准适用于自动气候站进行地面气候观测
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB31221一2014气象探测环境保护规范地面气象观测站 QX4一2015气象台(站)防雷技术规范 QX/T45一2007地面气象观测规范 QX/T118一2010地面气象观测资料质量控制 术语和定义 QX/T45一2007界定的以及下列术语和定义适用于本文件
为了便于使用,以下重复列出了 QX/T45一2007中的某些术语和定义
3.1 气候climate 表示地球上某一地区大气物理特征的长期平均状态,是该时段各种天气过程的综合表现 注:气温、降水和辐射等气象要素的统计量是表述气候的基本依据
3.2 自动气候站automatieelimatologiealstation 用于地面气候观测的高精度、高稳定度的自动观测仪器
3.3 元数据metadata 是“关于数据的数据”
即关于数据内容、质量、条件和其他特性的数据,其基本功能是对数据的 描述
[QXx/T45一2007,定义3.22] 基本要求 4.1观测项目 应包含下列观测要素: 气温 降水
宜增加但不限于下列观测要素:
GB/T33694一2017 气压; 空气湿度; 风向 风速; 地面温度; 总辐射 4.2时制和日界 观测项目一般采用北京时,宜以北京时20时为日界
总辐射观测采用地方平均太阳时,以地方平 均太阳时24时为日界
4.3校时 具有自动校时功能,以北京时为准,误差不大于30s 4.4观测任务 每日应进行24h连续观测
4.5观测场地 应符合以下要求 -设置地点反映本地较大范围内气候特点 保持自然下垫面 探测环境符合GB312212014第3章; 设立明显标志,在场地设置围栏 -测定观测场地中心的经纬度和海拔高度 在观测场设置气象探测环境保护警示牌; 按照QX4一2015的要求设置防雷设施
4.6元数据 应建立包含以下内容的气象观测元数据档案,并记录变化信息: 观测台站:台站名称,观测模式、区站号、地理位置; 地理环境地表覆盖、地形特征、由于仪器安装方位使观测数据受外部的影响、观测场周边环 境及对观测数据的影响; 观渊要素，要索值名称,渊量单位、观测时间 数据采集与分析方法; 数据质量信息; 观测仪器信息;仪器测量范围、传感器距地高度、仪器校准时间,最近校准日期,时间和有效期、 仪器型号和序列号、仪表定期维护情况、仪器使用日期和时间
5 观测方法 5.1测量性能要求 自动气候站应包括传感器、采集器、供电单元、结构和安装附件等,传感器配置和测量性能应符合 表1和表2要求
GB/33694一2017 表1传感器配置表 气象要素 传感器名称 数量 备注 必备
气温 铂电阻温度传感器 彼此测量值相差应<0.1,测量 范围内偏差大小与变化方向一致 必备 翻斗雨量传感器 降水量 称重降水传感器 必备 气压传感器 气压 选配 湿度传感器 选配 空气湿度 风向 风向传感器 选配 风速传感器 选配 风速 地面温度 红外温度传感器 选配 总辐射 总辐射传感器 选配 表2技术性能要求 分辨力 最大允许误差 气象要素 测量范围 C 气温 50C十50C 0.0l 士0. 士0.4mm(<10mm) 翻斗;大于0.1mm 0.1mm 士4%( 10mm 降水量 士0.4mm(<10mm 称重:0mm400mm 0.1mm 士4%(>10mm 基本型500hPa~1100hPa 气压 0.1hPa 士0.2hPa 高原型:450hPa900hPa 士2%(<80% 相对湿度 5%~l00% 1% 士3%(>80% 3 风向 0"360" 士5? 0m/s一60m/s 士(0.5nm/s十0.,03V 风速 0,1m/s 地面温度 -50C80 0.1C 士0.5 不确定度 总辐射 0w/m'一2000w/m w/m 士8%(时曝辐量 士5%日曝辐量 "V是实际风速
5.2仪器布局和安装 布局符合下列要求: 一高的仪器和设施应安装在观测场地北边,低的仪器和设施应安装在观测场地南边 -各仪器和设施宜东西排列成行,南北排列成列 相邻仪器之间应不出现互相遮挡和影响;
GB/T33694一2017 总辐射传感器应安装在观测场地南面,感应面不应受任何障碍物的遮挡
安装应符合表3的要求
表3传感器安装要求 仪器 要求与误差范围 基准部位 士5cnm 气温传感器 高度150 感应部分顶端 cm 湿度传感器 高度150cnm1 士5em 感应部分中心 高度150cm和1000em 士10cmm 风标中心 风向传感器 方位正北 方位指北标志(针) 风速传感器 高度150cm和1000cm 士10em 风杯中心 气压传感器 安装在采集器机箱内 传感器中心位置 翻斗雨量传感器 高度不低于70cm,不高于300c 口缘 高度120cm 士3cmm 称重降水传感器 口缘 应配套安装防风圈 红外地温传感器 高度150cm 红外发射器 士10cm 总辐射传感器 支架高度150 支架安装面底座南北线 cm 士10cm 5.3维护和检定 应按下列要求进行 定期维护观测场地和仪器设备,并及时记录; -发现仪器有故障时,应及时维修或更换 气温传感器彼此测量值相差大于0.2C时应及时查明原因 使用检定或校准合格的仪器 5.4采样与算法 5.4.1采样 采样频率应符合表4的要求
5.4.2算法 瞬时值时间间隔 5.4.2.1 各气象变量的瞬时值时间间隔应符合表4的要求
5.4.2.2瞬时值计算 瞬时值的计算应符合表4的要求,计算方法见附录A
GB/33694一2017 表4瞬时气象值的计算方法 示值更新 气象变量 采样频率 时间间隔 计算方法 周期 30个样本,算术平均法,见A.1. lmin 气温 30次/min 1min 150个样本,滑动平均法,见A.1.2 5min 相对湿度 30次/min 30个样本,算术平均法,见A.1.1 min min 气压 30次/min 1min min 30个样本,算术平均法,见A.1.l 3s平均值:3s 12个样本,滑动平均法,见A.1.2 以整秒时的3、平均值为样本,60个样 min平均值:1minm 本,算术平均法,见A.1.1 风速 4次/s 个样 ，120 以整秒时的3平均值为样本 2 min平均值:2min lmin 本,算术平均法,见A.l. 以1min 平均值为样本,10个样本,滑 10min平均值:10min 动平均法,见A.l.2 平均值l 60个样本,单位矢量平均法,见A.1.3 1min min 风向 120个样本,单位矢量平均法,见A.1.3 1次/s 2min平均值:2min 1min 以1tmin 平均值为样本,I0个样本,单 10min平均值:10min 位矢量滑动平均法,见A.1. 地面温度 30次" 1min 30 个样本,算术平均法,见A.1. /min min 降水量 1次/min 1min 1min 算术求和法,见A.4.1 翻斗观测方法 降水量 计算2min的总降水量采值之差,见 1次/min 1min 1min 称重观测方法 A.4.l 总辐射 30次/min 1min 1min 算术平均法,见A.1.1 辐照度 总辐射 1min min 由瞬时辐照度值导出,见A.4.2 辐照量 5.4.2.3气温定时值计算 应按A.3的气温定时值算法,计算3支气温传感器各自的气温瞬时值得到气温定时值
5.5数据质量控制 应按附录B给定的方法对各气象变量的采样值和瞬时值进行数据质量控制,并根据数据质量控制 的结果对数据加以标识
数据文件 6.1概述 数据文件应包含以下内容
GB/T33694一2017 站点基本信息 要素观测值; 质量控制信息 6.2站点基本信息 应至少包含以下内容: 测站名称及代码 观测场地纬度; 观测场地经度; 观测场地海拔高度; 观测方式
6.3要素观测值 应包含以下内容 观测时间; 各要素分钟观测数据; 各要素小时观测数据; 各要素极值及极值出现时间
6.4质量控制信息 应包含观测数据的以下标识内容 正确; 可疑 错误 缺测 修改; 其他情况
GB/33694一2017 附 录 A 规范性附录 采样与算法 A.1平均值计算公式 A.1.1算术平均法 应按式(A.1)计算 A.1 式中 观测时段内气象变量的平均值 观测时段内气象变量的第i个采样瞬时值(样本),其中;“错误”“可疑”等非“正确”的样本应 y 丢弃而不用于计算,即令y,=0 N 观测时段内的样本总数; -观测时段内“正确”的样本数(m
GB/33694一2017 应丢弃而不用于计算,即令y,=0; 观测时段内的样本总数
A.3气温定时值计算 自动气候站配置3支气温传感器,需对3支传感器所测得的平均温度相互比较,根据两两偏差确定 取值
在一50C一50C范围内时,两两之间误差闵值设为0.1C;在小于一50C和大于50时两两 之间误差阀值设为0.2
第一步;两两计算偏差
D2=|T一T D;=|T;一T1 D1=|T;一T 其中,T,Ta,T为3支温度传感器的1min平均温度即瞬时值)或5min平均温度,Dg,Da D分别为两两之间的差值(C),若平均气温值出现缺失,相关D,按缺失处理
第二步;定义两两偏差允许范围
Tol(i,j)=0.1C,当一50.0C
GB/T33694一2017 式中 H 分钟辐照量; E 分钟瞬时辐照度
0
GB/33694一2017 录 附 B 规范性附录 数据质量控制方法 B.1概述 自动气候站的数据质量控制分为基本的数据质量控制和扩展的数据质量控制
在台站级应实现基 本的数据质量控制
基本的数据质量控制规程包括下列内容 对采样瞬时值的质量控制
检查内容如下 -对采样瞬时值变化极限范围的检查; -对采样瞬时值变化速率的检查
对瞬时气象值的质量控制
检查内容如下 -对瞬时气象值变化极限范围的检查; 对瞬时气象值变化速率的检查; 检查瞬时气象值的最大允许变化速率 检查瞬时气象值的最小应该变化速率; 内部一致性检查
B.2 质量控制标识 标识的要求表见表B.1 表B.1气象数据的质量控制标识 标识代码值 描述 00 “没有检查”该变量没有经过任何质量控制检在 01 “正确”;数据没有超过给定界限 02 “不一致”;一个或多个参数不一致;不同要素的关系不满足规定的标准 03 “可疑”;不可信的 04 “错误”;错误数据,已超过给定界限 05 “校验过的”;原始数据标记为可疑、错误或不一致,后来利用其他检查程序确认为好的 “缺失”;缺失数据(不论何种原因) 06 B.3采样瞬时值的质量控制 B.3.1“正确”数据的基本条件 基本条件见表B.2
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GB/T33694一2017 表B.2“正确”的采样瞬时值的基本条件 允许的变化速率 传感器测量范围下限 传感器测量范围上限 适用于采样频率 序号 气象变量 5次/min10次/min以上 气压 0.3hPa 2"C 气温 ？ 地面温度 5% 相对湿度 应由产品标准规定 应由产品标准规定 风向 风速 20m/s 降水量 辐射辐照度 800w/m B.3.2变化极限范围检查 验证每个采样瞬时值,应在传感器的正常测量范围内
未超出范围的,标识“正确”;超出范围的,标 识“错误”
标识“错误”的,不可用于计算瞬时气象值
B.3.3变化速率检查 应按下列方法验证相邻采样瞬时值之间的变化量,检查出不符合实际的跳变
每次采样后,将当前采样瞬时值与前一个采样瞬时值做比较
若变化量未超出允许的变化速 a 率,标识“正确”;若超出,标识“可疑”
b) 标识“可疑”的,不能用于计算瞬时气象值,但仍用于下一次的变化速率检查(即将下一次的采 样瞬时值与该“可疑”值作比较). B3.4瞬时气象值的计算 应有大于66%(2/3)的采样瞬时值可用于计算瞬时气象值(平均值);对于风速,应有大于75%的采 样瞬时值可用于计算2min或10min平均值
若不符合这一质量控制规程,则判当前瞬时气象值计算 缺少样本,标识为“缺失” B.4瞬时气象值的质量控制 B.4.1“正确”数据的基本条件 “正确”数据的基本条件见表B.3
表B.3列出的下限和上限是宽范围和通用的值,宜按季节和自动气候站安装地的气候条件对表B.3 列出的值进行调整
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GB/33694一2017 表B.3“正确”的瞬时气象值的基本条件 [过去60min 可疑的 错误的 气象变量 序号 下限 上限 最小应该 变化速率 变化速率 变化的速率 气压 400hPa 100hPa 0.5hPa 2hPa 0.1hPa -90C 70 气温 待定 0,01 0.1 地面温度 -80C 80C 5 10C 融雪能产生等温条件 1% 相对湿度 0% 100% 10% 15% U<95%RH o 风向 36o 10min平均风速大于0.lm/s时 0.5m/s 风速 0m/s 75m/s 0m/s 20m/s 10min平均风速大于0.1m/s 2min、l0min 时 阵风风速 0m/s 150m/s 降水量(min) 4mm 0mm 0w/nm 2000w/m 800w/m” 1000w/m 辐射(辐照度》 B.4.2变化极限范围检查 验证瞬时气象值,应在可接受的界限下限、上限)范围内
未超出范围的,标识“正确”;超出范围 的,标识“错误” B.4.3变化速率检查 应按下列方法验证瞬时气象值的变化速率,检查出不符合实际的尖峰信号或跳变值,以及由传感器 故障引起的测量死区
瞬时气象值的“最大允许变化速率” 当前瞬时气象值与前一个值的差大于表B.3中“可疑的变化速率”,则当前瞬时气象值通不过 检查,标识为“可疑”
若大于表B.3中的“错误的变化速率”,则标识为“错误” b 瞬时气象值的“[过去60min]最小应该变化的速率” 如果过去60min内(包含当前瞬时值)的瞬时气象值的变化未达到“最小应该变化的速率”,则 当前瞬时值应标记“可疑” B.4.4内部一致性检查 应基于气象变量之间的关系检查数据的内部一致性
下列条件是成立的 -风速w=00,则风向w，一般不会变化 风速w、00,则风向w，一般会有变化
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GB/T33694一2017 参 考文献 [[1]QX/T8一2002气象仪器术语 [2]QX/T37一2005气象台站历史沿革数据文件格式 [[3]QX/T45一2007地面气象观测规范第1部分:总则 andMethodsofObservationwNMONo.8.2012 [4]GuidetoMeteorologieallnstruments [[5]气象局.自动气象站功能规格需求书.2015年5月 14
自动气候站观测规范GB/T33694-2017
自动气候站观测是指利用自动化技术对气象要素进行观测。自动气候站观测规范GB/T33694-2017是我国气象行业制定的自动气候站观测的标准，适用于各类自动气象站的观测、数据处理和数据传输。
自动气候站观测规范的内容
自动气候站观测规范GB/T33694-2017包含了以下内容：
- 一般要求：包括自动气象站的定义、分类、基本组成部分等；
- 观测要求：包括气象要素种类和观测要求，例如温度、湿度、风速、风向、降水等；
- 数据质量控制要求：包括数据的采集、处理、存储和传输等环节的质量控制要求；
- 数据标准要求：包括数据格式、命名规则、编码规范等；
- 技术要求：包括自动气象站硬件设备和软件平台的要求。
自动气候站观测规范的要求
自动气候站观测规范GB/T33694-2017对自动气象站的观测、数据处理和数据传输等方面都有一系列具体要求：
- 自动气象站应根据国家气象信息中心提供的气象要素种类进行观测，观测要求应符合国家标准或行业标准；
- 自动气象站采集的数据应当在误差范围内进行校正和修正，确保数据质量可靠；
- 自动气象站应当按照一定的标准将观测数据存储，同时对数据进行备份；
- 自动气象站应能够通过互联网或其他方式实现远程监控、数据传输和共享。
总结
自动气候站观测规范GB/T33694-2017是我国气象行业制定的关于自动气象站观测的标准，其对于气象数据质量的保证和便捷的数据获取具有重要意义。
