气象水文观测规范

黑河综合遥感联合试验通量、气象水文要素和雷达降水观测规范主要撰写人：胡泽勇、刘绍民、楚荣忠
中国科学院西部行动计划项目（二期）
“黑河流域遥感-地面观测同步试验与综合模拟平台建设”
国家重点基础研究发展计划
“陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法”
2008年3月3日
背景说明
中国西部地区有着鲜明的寒区和旱区相伴而生的特点，特别是内陆河流域，具有全球独特的以水为纽带的“冰雪／冻土－河流－湖泊－绿洲－沙漠”多元自然景观，是在流域尺度上开展寒区和干旱区水文和生态等陆面过程研究的理想场所。

中国科学院西部行动计划项目（二期）：“黑河流域遥感-地面观测同步试验与综合模拟平台建设”（W ATER: Watershed Airborne Telemetry Experimental Research）与国家重点基础研究发展计划(973)项目“陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法”于2008年起在黑河流域开展卫星－航空遥感与地面同步观测的综合遥感联合试验，为了保证试验的目标，特制定本规范。

目录
第一章地表通量与气象水文要素观测规范 (1)
一、地面气象观测场 (1)
1．地面气象观测场环境条件要求 (1)
2．地面观测场 (1)
3．观测场内仪器的布置要求 (2)
二、地面气象观测仪器 (3)
1．地面气象观测仪器的一般要求 (3)
2．地面气象观测仪器的技术性能 (3)
3．采样速率和记录步长 (4)
三、地面气象观测站仪器设备的维护和资料的整编 (4)
1．地面气象观测站仪器设备的维护 (4)
2．观测资料的检查和整编 (4)
第二章雷达及地面降水观测规范 (6)
一、雷达观测 (6)
二、地面降水观测 (6)
第一章地表通量与气象水文要素观测规范
由于近地面层的气象要素存在着空间分布的不均匀性和时间变化上的脉动性，因此地面气象观测获取的资料必须具有代表性、准确性、比较性。

观测记录不仅要反映测点的气象状况，而且要反映测点周围一定范围内的平均气象状况，地面气象观测在选择站址和仪器性能，确定仪器安装位置时要充分满足观测记录的代表性要求。

观测记录要真实地反映实际气象状况，地面气象观测使用的气象观测仪器性能和制订的观测方法要充分满足本规范规定的准确度要求。

不同地方的气象台站在同一时间观测的同一气象要素值，或同一个气象台站在不同时间观测的同一气象要素值能进行比较，从而能分别表示出气象要素的地区分布特征和随时间的变化特点。

地面气象观测在观测时间、观测仪器、观测方法和数据处理等方面要保持高度统一。

本规范适用于以科学研究为目的，开展科学试验期间地面自动气象站的观测工作。

气象业务单位或准业务单位的地面气象观测应遵照气象业务主管部门制定的有关规范。

一、地面气象观测场
1．地面气象观测场环境条件要求
气象站站址在满足科学目的的同时，必须符合观测技术上的要求，也应考虑后勤保障和维护上的便利。

观测场是取得地面气象资料的主要场所，地点应设在能较好地反映本地较大范围的气象要素特点的地方，避免局部地形的影响。

观测场四周必须空旷平坦，避免建在陡坡、洼地或邻近有丛林、铁路、公路、工矿、烟囱、高大建筑物的地方，避开地方性雾、烟等大气污染严重的地方。

观测场四周障碍物的影子应不会投射到辐射观测仪器的受光面上，在日出日落方向障碍物的高度角不超过5o，附近没有反射阳光强的物体。

2．地面观测场
观测场一般为与周围大部分地区的自然地理条件相同的16m（南北向）×12m（东西向）的正南北和正东西平整场地。

无单独辐射支架的观测场可取15米×15米的场地。

观测场四周一般设置不超过2米高的稀疏围栏，围栏所用材料不宜反光太强。

场地应平
整，保持有自然植被（没有植被的地区例外）。

场地内仪器线缆需埋设于地下，并保持场地的自然状态。

气象站场内观测设备布置示意图
气象站场内观测设备布置示意图 3．观测场内仪器的布置要求
观测场内仪器设施的布置要注意互不影响，便于观测操作。

具体要求如下： 高的仪器设施安置在北边，低的仪器设施安置在南边；各仪器设施东西排列成行，南北布设成列，相互间隔不小于3米，仪器距观测场边缘护栏也不小于3米；除特别要求外，风、温、湿梯度观测传感器一般架设在2m 和10m 高度上，对于梯度观测超过3层的PBL 塔站，相邻3层的布设高度应尽可能满足312z z z 的关系；辐射观测仪器一般安装在观测场南边高度为1.5m 的支架上，观测仪器感应面不能受任何障碍物影响；土壤传感器一般安装在观测场的东北角，土壤剖面一般位于土壤坑的西边或南边，并按0.1，0.2，0.4，0.8，1.2和1.6m （如果土壤坑由于冻土或集石等的存在只能挖至1.2m 深度，则按0.05，0.1，0.2，0.4，0.8和1.2m ）的深度布设土壤温度和水分传感器，土壤热流传感器分别布设在0.05和0.15m 深度上。

土壤坑在挖掘和添埋时，地下土壤应采取分层处理，以便尽可能保持土壤的自然状况。

观测场的经纬度和拔海高度、传感器布设高度和深度以及土壤剖面的照片等建站资料应存档备案。

二、地面气象观测仪器
1．地面气象观测仪器的一般要求
地面气象观测仪器应当是正规生产厂家生产；准确度满足规定的要求；可靠性高，保证获取的观测数据可信；仪器结构简单、牢靠耐用，能维持长时间连续运行；操作和维护方便，具有详细的技术及操作手册。

2．地面气象观测仪器的技术性能
地面气象观测站使用的观测设备基本技术性能应符合下表的要求，传感器要选择有国际认证并符合国家标准的型号。

气象站观测仪器设备技术性能要求表
3．采样速率和记录步长
气温、相对湿度、气压、土壤温度、土壤含水量、土壤热通量和辐射的采样速率为每分钟6次，风向、风速的采样速率为每秒钟1次，降水量和雪深的采样速率为每分钟1次。

数据采集器纪录的是各观测变量10 min的平均值或累计值（降水量）。

三、地面气象观测站仪器设备的维护和资料的整编
1．地面气象观测站仪器设备的维护
地面气象观测仪器设备在建站时应按规定进行校验和检定，保证在观测期内仪器保持规定的准确度要求。

对风速及气温和相对湿度等有梯度观测的传感器在建站前、拆站后和更换观测设备时，应当进行为期1天的平行对比观测，平行对比观测资料应整理并存档备用。

根据平行对比观测的结果，选择测值和位相有较高一致性的传感器，以保证梯度观测的准确性。

在常规观测期，至少每两个月一次；在加强观测期，至少每两周一次，派专业技术人员到现场对观测站点和仪器设备进行检查维护。

检查和维护的内容包括：场地、观测仪器设备和电缆等是否有人为破坏和自然损坏的情况；太阳能板和电瓶等供电设备和数据采集器是否工作正常；雨量筒的漏斗有无堵塞、风向风速传感器是否转动灵活及辐射表表头是否洁净；数据采集器的时钟和实时数据是否准确；下载近期的观测资料等。

对出现的情况或问题进行现场处理，现场处理不了的问题待处理后应尽快解决，以确保观测资料的连续性和完整性。

定期检查和维护的情况应当以文字、照片或截屏的形式记录备案。

2．观测资料的检查和整编
对地面气象观测站维护时下载的观测数据应及时进行检查和整编。

检查和整编的内
容包括：检查资料序列的连续性；检查观测资料是否出现奇异值或不合理值；建立经初步质量控制的观测资料连续系列；绘制各观测变量随时间的变化曲线。

原始数据和资料检查情况要归档备案。

参考资料
国家气象局最新编制的《地面气象观测规范》（电子版）
Instruction manuals in PDF format for our current products, Campbell Scientific, Inc. USA. (/manuals)
第二章雷达及地面降水观测规范
一、雷达观测
1．选择开阔地形，尽量降低周边地形对雷达扫描波束的遮挡；
2．安置雷达是雷达天线平台处于水平状态，确定正北方位；
3．布设雷达接地地线，建设雷达防雷措施；
4．测量雷达的地形遮挡角以及最小地物影响角度，评估周边地形对雷达观测目标的影响；
5．依据雷达观测目标确定雷达体扫层数及其角度；
6．以降水滴谱仪和地面雨雪量计所在方位为主要依据，确定雷达观测主要方位角3-5个；
7．确定其他雷达观测参数（距离库长，脉冲变频比，参量滤波方式，信号噪声）；8．时刻保持最少一人在雷达车上，以便及时处理突发状态；
9．出现意外雷达故障，及时联系784厂维修人员；
二、地面降水观测
1．选择开阔安全地方放置滴谱仪和雨量计，离地高度均为1.5米，调整采集截面处于水平；
2．滴谱仪外围加装2层防风栏，防风栏内径为3米和5米，高度为1.7和1.9米；3．滴谱仪配置UPS电源，电脑连续采集；
4．雨量计RG3-M时间间隔设置10分钟（温度）。