國家級地面氣象觀測站遷建工作的準(zhǔn)備和觀測場勘測要求

姚　君，王懷澤，孫曉娜（.寶清縣氣象局，黑龍江 寶清55600；.集賢縣氣象局，黑龍江集賢55900；.七臺(tái)河市氣象局，黑龍江七臺(tái)河54600）

國家級地面氣象觀測站遷建工作的準(zhǔn)備和觀測場勘測要求

姚君1，王懷澤2，孫曉娜3
（1.寶清縣氣象局，黑龍江 寶清155600；2.集賢縣氣象局，黑龍江集賢155900；3.七臺(tái)河市氣象局，黑龍江七臺(tái)河154600）

近年來，隨著地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)地方政府發(fā)布的近期或長遠(yuǎn)的城市總體規(guī)劃，大部分國家級地面氣象站初建現(xiàn)址周圍一般都被列入規(guī)劃改造區(qū)，這將使氣象探測環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞。氣象探測環(huán)境保護(hù)與城市規(guī)劃的矛盾已經(jīng)凸顯，今后還將日漸突出。本文內(nèi)容涉及國家級地面氣象站遷建工作前的準(zhǔn)備和遷建中的觀測場標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)際勘測具體方法和要求及注意事項(xiàng)，將對氣象臺(tái)站的遷建工作、觀測場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和對本地地面氣象觀測站探測環(huán)境調(diào)查評估及能見度目標(biāo)物的勘定具有實(shí)際意義。

國家級；地面氣象觀測站；觀測場標(biāo)準(zhǔn)化；勘測方法

1　引言

中國氣象局印發(fā)的氣發(fā)〔2012〕93號《中國氣象局關(guān)于印發(fā)國家級地面氣象觀測站遷建撤暫行規(guī)定的通知》文件和附件以及黑龍江省氣象局黑氣發(fā)〔2010〕173號關(guān)于下發(fā)《黑龍江省氣象站遷移報(bào)批管理辦法》的通知文件已經(jīng)對國家級地面氣象站遷建撤工作做了詳細(xì)的規(guī)范，但在實(shí)際工作填寫附件的具體實(shí)施中，有些氣象臺(tái)站還是不知從何入手，編者通過參與本地氣象臺(tái)站遷建的實(shí)際工作，總結(jié)了國家級地面氣象站遷建工作前的準(zhǔn)備和遷建中的實(shí)際勘測具體方法和要求及注意事項(xiàng)，將對氣象臺(tái)站的遷建工作、觀測場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和對本地地面氣象觀測站探測環(huán)境調(diào)查評估及能見度目標(biāo)物的勘定具有實(shí)際意義。

2　遷建工作前上報(bào)材料的準(zhǔn)備

2.1文字材料

文字材料內(nèi)容應(yīng)包括：現(xiàn)站址的基本情況、遷建原因，遷建需求、氣象臺(tái)站和地方政府的各方責(zé)任和各部門組織協(xié)調(diào)，擬選站址基本情況和勘察意見，土地使用情況的對比，當(dāng)?shù)卣畬π抡局窔庀筇綔y環(huán)境進(jìn)行長期專項(xiàng)規(guī)劃和保護(hù)措施（50年不變），新站址的工程建設(shè)及配套完善工程，氣象臺(tái)站的建設(shè)包括業(yè)務(wù)用房、設(shè)備建設(shè)、觀測場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工程，氣象觀測設(shè)備、氣象儀器通訊線路、必要辦公設(shè)備、搬遷費(fèi)、業(yè)務(wù)大平面專用設(shè)備的設(shè)施配備，專業(yè)設(shè)備的采購、施工、安裝組織實(shí)施問題，各項(xiàng)工程質(zhì)量驗(yàn)收，交付使用日期等。

2.2文件

文件應(yīng)包括：氣象臺(tái)站擬遷建請示報(bào)告，上一級氣象局與當(dāng)?shù)卣炗喌倪w建協(xié)議，當(dāng)?shù)卣畬ΜF(xiàn)站址氣象探測環(huán)境進(jìn)行長期專項(xiàng)規(guī)劃和保護(hù)措施及文件（包括氣象臺(tái)站探測環(huán)境保護(hù)備案、當(dāng)?shù)卣P(guān)于氣象局探測環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)規(guī)劃等），上一級政府關(guān)于當(dāng)?shù)卣鞘锌傮w規(guī)劃的批復(fù)文件，當(dāng)?shù)卣畬ΜF(xiàn)站址遷移和新站址建設(shè)的文件，當(dāng)?shù)卣畬π抡局窔庀筇綔y環(huán)境進(jìn)行長期專項(xiàng)規(guī)劃和保護(hù)措施及文件（同現(xiàn)站址），現(xiàn)址繼續(xù)長期保留自動(dòng)氣象站點(diǎn)的承諾函或撤銷現(xiàn)站址氣象站點(diǎn)的文件，土地管理部門辦理擬遷站址國有土地使用證、建筑物產(chǎn)權(quán)證的承諾或已辦理的國有土地使用證、建筑物產(chǎn)權(quán)證等。

2.3圖表

圖表應(yīng)包括：現(xiàn)站址平面規(guī)劃示意圖、現(xiàn)站址平面障礙物信息表、現(xiàn)站址障礙物仰角圖、現(xiàn)址地面觀測場四周不符合要求障礙物登記表、方位角間隔10°的地面圈遮蔽物仰角和人為障礙物仰角記錄表、現(xiàn)站址觀測場四周全景照片，歷次遷站過程圖、現(xiàn)站址周邊（2 km×2 km、5 km×5 km、10 km×10 km、20 km× 20 km）衛(wèi)星遙感圖、現(xiàn)站址周邊（2 km×2 km、5 km×5 km、10 km×10 km、20 km×20 km）高分辨率地形圖，擬遷站址所備圖表同現(xiàn)站址，當(dāng)?shù)卣钚碌某鞘薪ㄔO(shè)規(guī)劃圖等。最后由省級氣象管理部門出具權(quán)威的地面氣象觀測站站址勘察報(bào)告書。

3　遷建工作中觀測場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的注意事項(xiàng)和要求及實(shí)際勘測具體方法

3.1氣象臺(tái)站站址障礙物仰角圖的實(shí)際勘測具體方法和注意事項(xiàng)及要求

應(yīng)使用全站儀進(jìn)行測量，如本站無設(shè)備無條件勘測，可找當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門或土地部門幫助測量。要求全站儀架設(shè)在觀測場中心點(diǎn)位置上，高度應(yīng)為1.5 m，一次性調(diào)整水平，從正北以角度0°開始每2°進(jìn)行水平360°測量，測定可見最高障礙物，并同時(shí)作出障礙物名稱、方位角、仰角、距離、斜距登記。而后根據(jù)每2°的障礙物測定登記以地形、植物、建筑物的分類填入本站最新地面氣象觀測站探測環(huán)境調(diào)查評估報(bào)告書的觀測場四周可視范圍內(nèi)障礙物仰角登記表中?，F(xiàn)站址和擬遷站址的測定同法，遷建上報(bào)附件中站址障礙物仰角圖可從此表中摘出。還應(yīng)同時(shí)以觀測場四周800 m、1000 m、2000 m的距離標(biāo)準(zhǔn)測定一次障礙物仰角和斜距，完成臺(tái)站觀測場四周障礙物必要的測定工作。

3.2觀測場四周全景照片的具體拍照方法和注意事項(xiàng)及要求

3.2.1拍照方法

應(yīng)使用分辨率高的廣角照相機(jī)進(jìn)行拍照。注意事項(xiàng)和要求就是照相機(jī)架設(shè)在觀測場中心點(diǎn)位置上，高度應(yīng)為1.5 m，一次性調(diào)整水平，從正北以角度0°開始每22.5°進(jìn)行水平16方位拍照。一般的相機(jī)架沒有角刻度或刻度不精確，固可在測定觀測場四周障礙物的同時(shí)利用全站儀的角度進(jìn)行拍照最為方便。

3.2.2全景照片合成方法

利用全景軟件（如 Panorama Maker 4、Ulead COOL 360等），將拍得的16方位照片按順序添加到全景軟件中，進(jìn)行無縫隙無遺漏的全景合成，因?yàn)榕牡玫姆轿徽掌菑V角的，中心角度前后的跨度較大，所以要進(jìn)行無偏差剪切，即0°和360°首尾應(yīng)是剪切成中間位置（即正好是0°和360°的位置），才是合格的全景合成圖。

將合格的觀測場四周全景無縫隙無遺漏無偏差合成圖填入本站最新地面氣象觀測站探測環(huán)境調(diào)查評估報(bào)告書的觀測場四周可視范圍內(nèi)遮蔽物仰角圖及地面觀測場四周全景照片中，障礙物、遮蔽物的所在開始方位和終止方位及視寬角一目了然。

3.2.3分段全景照片合成

合成方法同上，分別合成N-NNE-NE-ENE向、E-ESE-SE-SSE向、S-SSW-SW-WSW向、W-WNWNW-NNW向四個(gè)合成圖，或N-NNE-NE-ENE-EESE-SE-SSE向、S-SSW-SW-WSW-W-WNW-NWNNW向兩個(gè)合成圖，各個(gè)方向標(biāo)明在合成圖中其方向所在的中間位置，供以在上報(bào)附件中使用。

3.3觀測場南北線的實(shí)際勘測具體方法和注意事項(xiàng)及要求

在新建站和氣象臺(tái)站日常工作中，觀測場南北線，校正測風(fēng)儀器的方位、繪制能見度目標(biāo)物分布圖、安裝日照計(jì)、安裝輻射表等很多儀器設(shè)備安裝校正的工作，都需要首先測定南北方向線。測定南北線方法很多，《地面氣象觀測規(guī)范》中介紹有經(jīng)緯儀法、用經(jīng)緯儀測北極星的方法、鉛垂線法等。本文著重介紹日中線法測定南北線的方法，日中線法就是在當(dāng)?shù)卣嫣枙r(shí)正午時(shí)刻 （即太陽正對當(dāng)?shù)刈游缇€上的時(shí)刻）垂直桿子在地面上的投影線即是日中線，日中線也是當(dāng)?shù)氐哪媳狈较蚓€，此種方法最為實(shí)用也最為方便可行。

3.3.1真太陽時(shí)與北京時(shí)間換算

采用日中線法測定南北線，首先要計(jì)算出當(dāng)?shù)禺?dāng)日的真太陽時(shí)正午12點(diǎn)對應(yīng)的北京時(shí)間。

（1）《地面氣象觀測規(guī)范》中介紹有關(guān)于當(dāng)日真太陽時(shí)正午對應(yīng)的北京時(shí)間的計(jì)算方法。

（2）還可根據(jù)OSSMO地面氣象測報(bào)業(yè)務(wù)軟件中工具，填入本地經(jīng)度值，選擇真太陽時(shí)，查看當(dāng)年當(dāng)月當(dāng)日的日出日落時(shí)間表，日出日落時(shí)間的中間時(shí)刻，就是當(dāng)?shù)禺?dāng)日的真太陽時(shí)正午12點(diǎn)對應(yīng)的北京時(shí)間。

（3）還可根據(jù)ISOS新型自動(dòng)站軟件中臺(tái)站地面綜合觀測業(yè)務(wù)軟件下的工具中的時(shí)差計(jì)算工具，可算出當(dāng)?shù)禺?dāng)日的真太陽時(shí)正午12點(diǎn)與對應(yīng)的北京時(shí)間的時(shí)差；也可根據(jù)日出日落時(shí)間工具計(jì)算。

（4）三種算法可進(jìn)行相互校準(zhǔn)。

3.3.2觀測場南北線實(shí)際勘測的具體方法和注意事項(xiàng)及要求

首先準(zhǔn)備一個(gè)直挺細(xì)長鐵桿，一般為4#鐵桿，長度為2.0 m左右即可，垂直釘入觀測場中心點(diǎn)位置，釘入后還要測定確保垂直，鐵桿上綁上較長的細(xì)線繩，線繩的另一端綁上直挺細(xì)鐵棍，長度在0.5 m左右即可，然后在當(dāng)?shù)禺?dāng)日的真太陽時(shí)正午12點(diǎn)對應(yīng)的北京時(shí)間這一時(shí)刻，根據(jù)太陽照射在鐵桿留在地面上的投影，迅速緊繃地將綁著線繩的另一端直挺細(xì)鐵棍重合投影地釘入地面，至此，緊繃連接兩根鐵棍之間的細(xì)繩即是南北線。

3.4觀測場圍欄的實(shí)際勘測具體方法和注意事項(xiàng)及要求

3.4.1標(biāo)準(zhǔn)觀測場圍欄的實(shí)際勘測具體方法和注意事項(xiàng)及要求

《地面氣象觀測規(guī)范》中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)觀測場是25 m×25 m，即是觀測場圍欄的邊界。應(yīng)使用無伸縮性的鋼卷尺。實(shí)際勘測具體方法：首先設(shè)置觀測場中心點(diǎn)，然后按照中心點(diǎn)上的南北線，平行延伸至東西各12.5 m，即為東西兩個(gè)方向的圍欄邊界，再過中心點(diǎn)垂直于南北線向南北平行延伸各12.5 m，即為南北兩個(gè)方向的圍欄邊界，東西向兩條平行線和南北兩條平行線互相垂直，所交叉的四個(gè)點(diǎn)即為觀測場圍欄的四個(gè)頂點(diǎn)。這里應(yīng)該注意還需要進(jìn)行過中心點(diǎn)的頂點(diǎn)測量，根據(jù)勾股定理公式，所測距離應(yīng)為12.5×2=17.675 m。

3.4.2圓形觀測場圍欄的實(shí)際勘測具體方法和注意事項(xiàng)及要求

如建圓形觀測場，測量南北線不再贅述，根據(jù)上述測量可得，以中心點(diǎn)為圓心點(diǎn)、半徑至少為17.675 m的圓形，即為標(biāo)準(zhǔn)圓形觀測場的圍欄邊界。

最后，還應(yīng)根據(jù)規(guī)定測定觀測場圍欄與業(yè)務(wù)用房及周邊建筑之間的距離是否符合標(biāo)準(zhǔn)。完全可以根據(jù)以上的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)直接推算出最小距離，直接測量是否符合標(biāo)準(zhǔn)即可。

應(yīng)該提起注意的是，新建觀測場不應(yīng)小于以上兩種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格（地域限制除外）。

4　結(jié)論

在國家級地面氣象站遷建工作和地面氣象觀測站探測環(huán)境調(diào)查評估工作中，掌握這些實(shí)際勘測方法、要求和注意事項(xiàng)，對氣象臺(tái)站的遷建工作、觀測場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和對本地地面氣象觀測站探測環(huán)境調(diào)查評估及能見度目標(biāo)物的勘定具有實(shí)際意義，將更方便更完善地完成這些工作。

姚君（1968-），男，黑龍江省寶清縣人，南京信息工程大學(xué)，專科生，工程師.

1002-252X（2015）04-0022-03

2015-9-1