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自动站基础知识——中尺度篇 一、相关的地面气象要素 1、风向、风速 空气运动产生的气流，称为风。地面气象观测中测量的风是两维矢量(水平运动)，用风向和风速表示。 风向是指风的来向。人工观测，风向用十六方位法；自动观测，风向以度(°)为单位。 风速是指单位时间内空气移动的水平距离。风速以米/秒（m/s）为单位，取一位小数。（台站上，一些观测员尤其是老观测员，也常常习惯把风速单位读作秒米。） 风的平均量是指在规定时间段的平均值，有3秒钟、2分钟和10分钟的平均值。风向、风速采用指数滑动平均，每秒钟取一个样本值，以1秒钟为步长计算3秒钟滑动平均值（即瞬时风向、瞬时风速）、1分钟和2分钟滑动平均值。并以1分钟为步长，计算10分钟滑动平均值，自动站中实时输出的风向、风速值为该分钟前的10分钟滑动平均值，每分钟更新一次。 最大风速是指在某个时段内出现的最大10分钟平均风速值。也就是说，最大风速及其相应的风向和出现的时间是从滑动过程中的每10分钟平均值中挑取。 极大风速是指某个时段内出现的最大瞬时风速值。也就是说，极大风带及其相应的风向和出现的时间是从滑动过程中的3秒钟平均值中挑取。 2、温度 中尺度自动气象站中所说的温度特指空气温度（简称气温），是表示空气冷热程度的物理量，以摄氏度（℃）为单位，取一位小数。 地面气象观测中，常用干湿球温度表来测定空气的温度和湿度，其中气温由干球温度表测定，因此，我们也常用“干球温度”来表述所测的气温。 气温每10秒钟取一样样本值，一分钟共取6个样本值。剔除一个最大值和一个最小值，该分钟的平均值即为余下的4个样本值的等要算术平均，一分钟更新一次。一分钟的平均值也就是瞬时值。 最高气温是指某个时段内出现的最高空气温度；最低气温是指某个时段内出现的最低空气温度。最高气温和最低气温都是从瞬时值中挑选出来。 3、湿度 空气湿度（简称湿度）是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。 湿度分为绝对湿度和相对湿度，中尺度自动站中所说的湿度是指相对湿度。相对湿度（U）——空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比，以百分数（%）表示，取整数。 湿度每10秒钟取一样样本值，一分钟共取6个样本值。剔除一个最大值和一个最小值，该分钟的平均值即为余下的4个样本值的等要算术平均，一分钟更新一次。一分钟的平均值也就是瞬时值。 最小相对湿度是指某个时段内出现的最小湿度，从瞬时值中挑选。 与湿度相关的要素还有水汽压和露点温度。 水汽压（e）——空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。以百帕（hPa）为单位，取一位小数。 露点温度（Td）——空气在水汽含量和气压不变的条件下，降低气温达到饱和时的温度。以摄氏度（℃）为单位，取一位小数。 在中尺度自动气象站中，水汽压和露点温度是通过温度、湿度等推算得到。 4、雨量 从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的水称为降水。某一时段内的未经蒸发、渗透、流失的降水，在水平面上积累的深度称为降水量，以毫米（mm）为单位，取一位小数。 在自动气象站中，每分钟测一次1分钟雨量累计值，以此为基础进行累加得到小时和日累计雨量（以北京时20时为日界）。 5、气压 气压是作用在单位面积上的大气压力，以百帕（hPa）为单位，取一位小数。过去，气压也常用毫巴(mb)为单位，1mb=1hPa。 气压每10秒钟取一样样本值，一分钟共取6个样本值。剔除一个最大值和一个最小值，该分钟的平均值即为余下的4个样本值的等要算术平均，一分钟更新一次。一分钟的平均值也就是瞬时值。 最高气压是指某个时段内出现的最高大气压力；最低气压是指某个时段内出现的最低大气压力。最高气压和最低气压均从瞬时值中挑选出来。 二、传感器 1、传感器的选型 气象要素 传感器型号、名称 生产厂家 风向 ZQZ-TF型测风传感器 江苏省无线电科学研究所有限公司 风速 ZQZ-TF型测风传感器 江苏省无线电科学研究所有限公司 温度 ZQZ-TW2型温度传感器 江苏省无线电科学研究所有限公司 HMP45D湿度与温度探测器 芬兰Vaisala公司 相对湿度 HMP45D湿度与温度探测器 芬兰Vaisala公司 雨量 SL3-1型遥测雨量传感器 上海气象仪器厂 气压 PTB220系列数字气压表注 芬兰Vaisala公司 GQY-1D型数字式智能气压传感器 北京力成龙威华测控技术有限公司 2、传感器的原理 1）测风传感器 测风传感器包括风向传感器和风速传感器，它们一般情况下成对配套使用。 风向传感器的感应元件为风向标组件，角度变换电路为格雷码盘加光电电路。当风向标组件随风向旋转时，带动主轴及码盘一同旋转，每转动一个角度，位于光电器件支架上下两边的七位光电变换电路就输出一组格雷码，经整形电路整形并反相后输出。每组格雷码有七位，代表一个风向。