自动气象观测系统简介课件.ppt

1、 自动气象观测系统 自动气象观测系统 MH/T 4016.4-2019 AWOSAWOS：Automatic Weather Observing SystemAutomatic Weather Observing System包括测量跑道视程、常规气象要素、云和天气现象等传感器以及相应的监控和远程显示的集成自动化系统。自动气象站 MH/T 4016.4-2019 AWSAWS：Automatic Weather StationAutomatic Weather Station能自动观测和传递气压、气温、相对湿度（或露点）、风向、风速和雨量等常规气象要素信息的观测装置。自动气象观测系统型号 Av

2、iMeT AWOS (南宁、郑州、长沙。）南宁、郑州、长沙。）MIDAS IV AWOS（广州、深圳。）（广州、深圳。）AWOS2000 AWOS（海口。）（海口。）MIDAS600 AWOS（）（）自动气象观测系统厂家生产厂家生产厂家 芬兰维萨拉公司芬兰维萨拉公司 芬兰首都赫尔辛基芬兰首都赫尔辛基 全世界目前有超过全世界目前有超过100个国家使用个国家使用VAISALA公司的产品，主公司的产品，主要分布在欧洲、北美洲及亚太地区。要分布在欧洲、北美洲及亚太地区。自动气象观测系统厂家（二）自动气象观测系统组成 中央处理单元中央处理单元CDU(s)切换单元（切换单元（Switch-over Uni

3、t），用于双），用于双 CDUs系统系统 传感器及自动气象站传感器及自动气象站 不间断电源（不间断电源（UPS）局域局域/广域网（广域网（LAN/WAN）工作站工作站(OWS,FWS,RCM,WV)专用数据显示器专用数据显示器:DD50,WD30,WD50(可选可选)AFTN(可选可选)为其它系统所设的串行数据输出为其它系统所设的串行数据输出(可选可选)为其它系统所设的为其它系统所设的TCP/IP数据包输出数据包输出(可选可选)MIDAS IV 系统组成 MIDAS IVCENTRAL DATA UNITAFTN 线 RS-232CDU 显示器CDU 显示器HUB/开关观测员工作站维护工作站预

4、报员工作站LANCDU BCDU A天气显示工作站云高仪场地站过来的Modem线缆云高仪大气透射仪和背景光传感器风显示器ModemsUPS数字显示器modem室内室外天气现象传感器跑道灯光RS485大气透射仪和背景亮度计前散射传感器中央风站闪电传感器气象站-风向风速-温度湿度-压力-雨量计跑道传感器配置图 1_CLOUD_SENSOR2_CLOUD_SENSOR3_CLOUD_SENSOR4_CLOUD_SENSOR1_WIND_SENSOR2_WIND_SENSOR3_WIND_SENSOR2_TU_SENSOR1_RAIN_SENSOR1_SR_SENSOR2_PRESSURE_SENSO

5、R4_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_xDRWY dir:Smaller(Left)RWY dir:Larger(Right)RWY dir:Smaller(Right)RWY dir:Larger(Left)1_TU_SENSOR1_PRE

6、SSURE_SENSOR3_TU_SENSOR3_PRESSURE_SENSOR4_TU_SENSOR4_PRESSURE_SENSOR6_TU_SENSOR6_PRESSURE_SENSOR外场传感器路由 MIDAS IVRS-232Modem光 纤RS-485电流环UHF无线电1013.2信号适配器云高仪风传感器自动气象站Digiboard气压计大气透射仪MIDAS IV数据流程 天气现象“天气现象代码传感器数据传输应用数据接收数据传播气象计算应用应用MIDAS IV 软件结构 输入/输出系统Sensors传感器告警处理气象数据计算信息生成状态诊断数据获取与传播数据获取与传播数数 据据 处

7、处 理理 与与 分分 析析数据显示与编辑数据显示与编辑实况数据显示Weather View发报模块METAR/SPECI事件查看器Event MonitorSYNOP发报SYNOP人工修正Actuals文本记录监视ASCII Log View应用工具条ApplicationToolbar诊断监视器DiagnosticsMonitor数字显示器TCP/IP数据存储服务 系 统 对 象 TCP/IPTCP/IP趋势报发报TAFSIGMET发报SIGMETAFTN应用程序运行在 Windows NT 4.0 Workstation 操作系统下 MIDAS IV CDUs 与工作站应用软件是相互独立的

8、 工作站的数量没有特别限制 工作站和 MIDAS IV 应用程序分为以下四种用户观测员(OWS)预报员(FWS)维修人员(RCM)实时天气信息的使用者(WV)工作站连接系统主机每个工作站都同时与两个每个工作站都同时与两个 MIDAS IV CDU 连接连接 每个应用程序都自动接收在线每个应用程序都自动接收在线(active)CDU 的数据的数据CDU ACDU B应用程序在线(Active)CDUMIDAS IV 工作站应用程序界面 应用程序界面（二）应用程序界面（三）应用程序界面（四）应用程序界面（五）应用程序界面（六）应用程序界面（七）应用程序界面（八）MIDAS IV用户应用程序 观 测

9、 终 端 应 用 程 序l Weather Viewl METAR/SPECIl Event Monitorl ASCII Log Viewl Actualsl AFTN Monitor(optional)l SYNOP(optional)预 报 终 端 应 用 程 序l Weather Viewl METAR/SPECIl Event Monitorl ASCII Log Viewl AFTN Monitor(optional)l TAF(optional)l SIGMET(optional)MIDAS IV用户应用程序（二）维 修 终 端 用 户 程 序lDiagnostic Monito

10、rlEvent MonitorlSensorIO MonitorlSensor Terminal天 气 实 况 终 端 应 用 程 序lWeather ViewWeather View 程 序 中 字 符 颜 色 的 含 义数据状态数据正常(NORMAL)数据值超过预设的数据有效范围(INVALID)数据是人工输入值(MANUAL)或是由备份传感设备提供的(BACKUP)数据最近未更新还没有足够的数据计算出统计平均值，或其它不确定因素收不到相应数据字符颜色灰色背景，黑色字符红色背景，黑色字符黄色背景，黑色字符白色背景，黑色字符显示“/”，灰色背景，黑色字符气 象 要 素 的 计 算计算由CDU

11、s完成 计算出1，2和10分钟的平均值、最小值和最大值 风数据的计算 QNH,QFE,QFF三种气压值的计算 露点值计算 RVR值计算 云高值计算气 象 要 素 的 计 算:平 均 值 计 算系统启动后，即时值马上显示在各自的数据框中 系统需要2到10分钟来收集平均值计算所需要的数据 2分钟和10分钟平均值计算需要60的有效数据EVENT MONITOR AWOS室外部分传感器传感器（SENSOR)温度/相对湿度传感器 HMP45D HMP155风向风速传感器 WAA151/WAV151 WMT700气压传感器 DPA503 PTB220 PTB330大气透射仪 MITRAS LT31云高仪

12、CT25K CL31前向散射能见度仪 FD12 FS11天气传感器 FD12P PWD12 PWD22雨量传感器 RG13背景光亮度仪 LM11 LM21 道面传感器 DRS511 NEW自动气象站MILOS520MAWS 301温湿传感器温湿传感器HMP45DHMP155温湿度传感器安装l安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）温湿度传感器安装在自动气象站安装杆的横臂百叶箱内。安装位置离地面约1.5米。数据接入自动气象站。温湿传感器技术指标温度测量范围：40 +60精度：士 02 分辨率：士01 湿度测量范围：0.8 100%精度：士 2%0 90

13、%士 3%90 100%长期稳定性：消光系数大散射光强小=消光系数小发射机接收机FD12工作原理 发射管接收管气象光学视程MOR定义色温为 2700K 的白炽灯发出的平行光束，经大气衰减到起始值的 0.05 时，在大气中所经过的距离。100%光强5%光强MORMOR测量MOR可以通过测量光的衰减（消光系数）得到，这些光的衰减包括散射和吸收。轻雾浓雾（大)晴朗(小)雾距离 x光量F0=100%F=5%F=F0 e-xFD12的校准FD12的校准分两步：将小挡板放置在接收测头或发射测头内，然后进行零校准；安装不透明散射器，进行模拟值校准。天气现象传感器天气现象传感器FD12PFD12P包含了3个部

14、分：FD12前向散射能见度仪感雨器温度传感器天气现象传感器安装安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）传感器测量高度离跑道面2.5米。天气现象传感器FD12P天气现象传感器PWD22FD12P组成 FD12PCONTROLLERRAINDETECTORTRANSMITTERRECEIVERTemperatureSensorPOWERSUPPLYMODEMRS-232/RS-485SERIAL LINE115/230 VAC50/60 Hz10.8 VDCInterfaceVOLTAGEREGU-LATORFD12P工作原理 光信号（和雨滴大小成比例）

15、电容信号（和含水量成比例）AmplitudeTime0100(ms)DropletSignalSignal(V)Time(s)Dry SurfacesNew DropletWet Surfaces3130降水强度(光)降水强度（电容）强度比(光/电容)强度比 液态降水 强度比 1.0-固态（或混合）降水ScalingScaling“RAIN INTENSITYSCALE”“DRD SCALE”FD12P工作原理FD12P结合了能见度、感雨器、温度传感器的信息，可以得到当前的天气现象。1SNOW LIMIT-200+8Temperature(TS)(C)HAILICE PELLETS orRAI

16、NFREEZING RAINSNOWOptical Intensity(ave)Capacitive Intensity(ave)Ratio+3RAIN AND SNOWR&S 大气透射仪MITRAS 大气透射仪LT31大气透射仪 大气透射仪安装安装点位于距跑道中心线120米，跑道头300米附近的观测场内。（导航设备下滑台附近）传感器测量高度离跑道面2.5米。大气透射仪结构原理MITRAS污染补偿VISIBILITY（能见度）和MOR气象光学视程是WMO定义的描述大气光学状况的基本参数。MOR值与人的观测能见度非常接近（白天）。MOR可以定义为一个纯粹的物理量，可以进行测量。大气透射仪测量原理

17、Visibility=-3 x Baseline ln(Transmittance)Where Transmittance=K1 Received light intensity =K1 R(I)Transmitted light intensity TM(I)and K1 is set by technicians during good visibility大气透射仪测量MOR值 MOR=-3 x Baseline ln(Transmittance)基线长度 35 m50 m75 m100 m TransmittanceVisibilities(m)at different baselin

18、es 0.99520.94729.92544.88759.850 0.99010.44714.92522.38729.850 0.950 2.047 2.924 4.387 5.849 0.930 1.447 2.067 3.100 4.134 0.900 997 1.424 2.135 2.847 0.800 470 672 1.008 1.344 0.600 206 294 440 587 0.400 115 164 246 327 0.200 65 93 140 186 0.100 46 65 98 130 0.015 25 36 54 71RVR的定义RVR 跑道视程跑道视程（runway visual range)在跑道中线的航空器上的飞行员能看到跑道面上的标志或跑道边界灯或中线灯的距离。RVR值计算 MOR(Visibility)MITRAS（FD12 LT31)背景光亮度(LM11)=Illumination treshold跑道灯光级数RVR计算MIDAS IV RVR 值使用RVR要注意什么？RVR不是观测值也不是测量值,而是计算值。RVR计算时航空器上飞行员观测位置一般使用平均5米高度。大气透射仪维护 THE END谢谢大家！