气溶胶质量浓度观测系统建设指南征求意见稿Word文档下载推荐.docx
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同时，由于细粒子主要是由大气中的气粒转化过程形成的二次气溶胶粒子构成，这些粒子往往具有更强的亲水性，在较高的湿度条件下，粒子长大会大大增强其消光能力，造成能见度的大幅度降低。
准确测量气溶胶浓度，尤其是细粒子浓度，对开展能见度预报与服务有重要意义。
由于重污染天气及其造成的低能见度现象往往是由于人类活动排放的大量颗粒物及其气体前体物通过大气物理化学过程产生的二次粒子，尤其是细粒子在一定的气象条件下形成的，其在人类活动密集区发生更为频繁，影响也更严重。
而目前在城市等人类活动密集区域稀少的观测站网布局不能满足社会和公众对大气颗粒物监测的需求。
近年来，我国中东部大部地区频繁出现大范围雾霾天气，对大气环境、群众健康、交通安全带来了严重影响，已引起了各级政府、社会公众和媒体的极大关注，开展雾霾观测与预报亦是当务之急。
3．差距分析
尽管中国气象局大气成分站网，尤其是大气本底站网较早就开展了大气气溶胶PM10、PM2.5质量浓度和能见度的观测，但由于站点相对稀少，且多数站点分布在一些受人为活动影响相对较少的清洁或乡村背景地区。
而对于颗粒物污染严重，且受颗粒物污染严重影响的人群和财产集中的城市和发达地区却缺少相应的监测站点。
很多气象服务重点城市缺少气溶胶质量浓度的观测站点，远不能满足社会和公众对大气颗粒物监测的需求。
二、建设方案的编制
各省（区、市）气象局要将城市气溶胶质量浓度观测站网建设纳入综合气象观测系统建设总体部署，并积极争取地方财政支持，做好布局设计，制定建设方案。
气溶胶质量浓度观测系统的建设规划包括建设目标、布局设计、建设内容及规模、经费预算等方面内容，由省（区、市）气象局制定，并报中国气象局综合观测司备案。
1.布局设计
按照《关于加强雾霾监测预报服务工作的通知》要求，紧紧围绕气象服务需求，开展气溶胶质量浓度观测布局设计。
设计时应遵循如下原则：
（1）观测要素。
根据雾霾天气预报的分析、发布、检验需求，开展气溶胶质量浓度观测的要素为PM2.5、PM10质量浓度。
（2）观测站点
为保障全国人口稠密区精细天气预报和气象服务的正常开展，满足中小尺度监测、临近预报、灾害预警分析、发布、检验和模式预报对观测要素的需求，在全国省会城市、副省级城市和中东部地区部分有气象服务需求的地市级城市，建立PM2.5和PM10浓度要素的自动观测站。
气溶胶质量浓度观测系统应尽量布设在现有地面气象观测站。
气溶胶质量浓度观测系统的观测站址一经确定，应保持长期观测，确需站址变动的，由省（区、市）气象局审批，报中国气象局综合观测司备案。
2.建设内容
在编制观测站建设方案时，需对设备购置、仪器备件、基础设施建设、运行维持等一并考虑，以保证观测系统的长期、稳定运行。
（1）观测设备
观测设备包括PM2.5、PM10观测仪器、数据采集和处理系统、稳压电源/不间断电源等。
（2）仪器配备件
为保证观测站仪器的及时维修和定期标校，各类仪器设备及配件应按拟建观测站总数不低于5:
1的比例配备。
（3）基础设施建
观测系统的基础设施建设包括观测室、观测场、地下管道、设备和电源接入、防雷工程。
（4）运行维持
观测系统的运行维持包括日常水、电、资料传输、设备标校、设备运输、现场维护和维修等。
（5）观测人员
观测站应有从事气溶胶质量浓度观测的专、兼职观测人员、装备保障技术人员，以及从事观测数据处理及应用的科研和业务人员。
三、站址的选择
气溶胶质量浓度观测资料应具有代表性、准确性和可比较性，站址应使其观测资料在一定空间尺度上能代表本地区的平均情况，或设置在特定地点，满足当地气象服务的特殊需要。
在确定观测站位置时，应先对该地区气象要素分布的平均情况进行调研，根据气象要素的空间变化，确定观测站位置和站点间距。
但要避免建在斜坡、谷底等无地域代表性的地方。
观测站的站点位置由省（区、市）气象局组织选择，在编制建设实施方案前经现场勘察确定。
1．基本要求
观测站的站点位置应具有一定的地域代表性、满足当地气象服务需要为原则，尽量安置在能保持长久固定的地方，避免频繁迁移。
2．探测环境要求
应避开地震、活火山、泥石流、山体滑坡、洪涝等自然灾害多发或频发地区；
避免建在陡坡、洼地、大建筑群、山凹、绝壁、森林等局地气候变化剧烈的区域；
应选在四周环境相对开阔、气流通畅的地区，四周至少270°
范围内障碍物的遮挡仰角不宜超过5°
；
应避开燃烧、交通以及工、农业生产等局地污染源和其他人类污染活动；
或选在当地主要污染源主导风向的上风或侧风方向。
3．供电、防雷要求
应具有稳定、可靠的电力供应系统和设施，具有足够的运行载荷量。
电线、电路以及相应电气设备的架设等应符合电力部门的要求，并具有良好接地和地网；
应配备具有稳压过滤功能的稳压电源或不间断电源，以保证站内供电的电压波动不超过±
5%。
仪器用电、生活照明用电和观测场用电的线路应各自独立分开，避免互相干扰，并兼顾三相平衡。
4．通信要求
站点位置应满足自动观测数据实时传输所需要的（GPRS、CDMA、ADSL或专线等方式）通信条件。
5．观测室
根据各站目前实际情况，选择一间观测室或箱式房舱，面积需视具体观测项目而定。
四、站点信息上报要求
各省（区、市）气象局在完成新建观测站选址和位置信息测定后，要及时将《气溶胶质量浓度观测站建设备案表》报中国气象局综合观测司备案。
五、设备选型
省及省级以下气溶胶质量浓度观测站的设备选型，由省（区、市）气象局组织，并符合规定的性能和要求。
1.总体要求
仪器设备应选用与国家级大气成分、沙尘暴观测业务中使用的气溶胶质量浓度观测仪器设备相同型号的设备，以确保观测数据的可比和利于仪器设备运行的技术保障和支撑。
2.设备要求
所配置的PM2.5、PM10质量浓度观测仪器的测量准确度指标必须符合中国气象局《大气成分观测业务规范》的要求。
设备选型过程中要广泛调研，注重生产厂家的技术支持、后续服务能力和成本。
设备采购过程中，应严格按照国家财政部和中国气象局，以及当地政府关于政府采购的有关规定和要求执行。
3.设备安装要求
仪器设备的测量和分析单元，应安装在具有温度控制的观测室（或箱式房舱）内专用、稳固的工作台上。
仪器四周应留有足够的空间，以便于仪器的散热和检修。
系统的专用进气管的进气口应安装在室外，进气管口应高于观测室屋顶1.2～1.5m，进气管总长不应超过4m。
六、基础设施建设要求
观测站的基础设施建设包括观测室、观测场地、仪器基础、地下管道、仪器接地和设施防雷等工程。
对观测场地、观测场围栏、场地下垫面等要求参照《地面气象观测规范》规定执行。
1.观测室
观测室的面积应依据所开展的观测项目进行核定。
观测室可对已有的观测房屋进行改造而成，也可采用箱式房舱作为观测室。
观测室内地面、墙壁、顶棚应采用不易起尘的环保材料。
应不受强震动、强电磁辐射的干扰，室内环境应保持整洁，室内温度、湿度应按照仪器运行的环境要求保持相对稳定，取暖应采用空调或电暖气设备。
根据当地的环境特点，采取适当的防虫措施。
根据观测项目的技术要求，可在观测室顶部及侧壁的适当位置预留管线孔洞。
屋顶应具有一定的承重能力，以便仪器安装和维护。
2.观测场地及围栏
应设置地面保持自然平整的观测场地。
观测场地一般应设置坚固、稀疏、美观的围栏，其高度可根据安全防护和与周边环境相协调为宜；
设置在机关、园林等绿地环境中的观测场地，尽量采用美观的纯白色工艺围栏；
围栏外侧应设立观测场的社会作用和受法律保护的告示牌。
3.仪器安装架设工作台
工作台应平整、稳固，耐磨和抗腐蚀。
4.基础设施建设工程验收
观测站基础设施建设工程，由省（区、市）气象局组织检查、验收，验收不合格的，必须及时调整或改进。
七、数据传输
1.建立省级观测数据信息处理中心
按照“信息汇集、统一管理、资料共享”的原则，各省（区、市）气象局应建立省级观测数据信息处理中心，以组网方式实时收集所辖气溶胶质量浓度观测站的数据，实时上传到国家气象信息中心。
并建立省级气溶胶质量浓度数据库，满足省内气象服务和业务科研的需求。
地（市、州、盟）气象局也可建立地级观测数据信息处理分中心，实时收集所辖气溶胶质量浓度观测站的数据，并建立地级气溶胶质量浓度数据库，实时上传到省级数据信息处理中心。
2.组网方式
观测台站、地级观测数据信息处理分中心、省级观测数据信息中心以及国家气象信息中心之间的数据传输通过现有气象观测数据传输网络进行。
3.传输频次
观测站数据实时上传至国家气象信息中心的频次为1小时。
4.传输的数据文件命名及格式
观测站上传的气溶胶质量浓度观测数据采用统一的命名方式，数据文件命名和格式参见气象行业标准《大气成分观测资料分类与编码》（QX/T124-2011）和《大气成分观测数据格式》（QX/T132-2011）。
5.对信息中心的基本要求
（1）能够对各观测站进行有效的监控，能够对实时上传数据进行监视，具有数据的补收、补传等功能。
（2）能够提供基于Internet的对PM2.5、PM10观测数据进行实时数据显示的网站。
（3）能够按照中国气象局有关规定形成正点或加密上传数据文件，并实现实时上传，数据传输时限要求请参见附件。
（4）能够按照大气成分观测数据质量控制信息采集与传输的有关规定气测函[2008]16号上传现场质量控制信息文件。
（5）当出现通信故障或没有进行每小时一次实时资料传输时，信息处理中心应在故障恢复后及时将每天24次正点的资料补齐，并上传到国家气象信息中心。
八、实时质量控制
各级观测数据信息中心要按照有关规定，对上传的实时数据质量进行监控，并实施质量控制，以确保观测资料的准确。
1.采样级的质量控制
加强对设备的日常运行维护工作，健全维护、检修和标校体系，及时发现和排除设备故障，对采样数据的可疑性、可疑变化率进行检查和处理，确保自动观测数据的完整、准确、可靠。
2.实时数据质量控制
在观测数据信息处理中心以软件方式对各自动观测要素测量值的合理性、时间一致性、内部一致性、逻辑关系、气候学极值等进行检查。
可以采用相同时次邻近站点资料对比和单个站点各要素时间变化规律等方法对接收到的每份数据进行检查。
当发现明显差错时，将差错数据在上传和应用数据文件中予以删除，并将有差错的站点通告有关部门进行检查和维修；
对正点资料的差错情况要进行统计和发布。
3.传输质量监控
观测数据信息处理中心要对实时资料的上传、收集、入库、转存情况进行实时监控，对单站上传的及时率、到报率等情况进行动态统计和定期发布。
当发现同一时次多个站或单站连续24小时以上资料传输中断或有数据质量问题时，要及时通告有关部门进行处理。
九、资料归档
自动观测资料对于雾霾天气系统监测预报和应用有着重要的价值，须将这些珍贵的资料及时进行归档。
1.原始数据归档
观测站的原始观测数据，由各省（区、市）资料部门存储、归档，永久保存。
2.实时上传数据归档
（1）须按照有关规定，将观测站上传的原始数据按日、月生成日观测数据文件和月观测数据文件，并归档，永久保存。
（2）月数据文件中应包括观测站的建站时间、地理位置、设备型号、探测环境等附加信息。
3.资料的质量控制
各省（区、市）气象局要制定观测站资料归档的管理办法，落实职责，通过有关审核软件、审核办法对归档资料进行审核、纠错，确保归档资料的完整、准确。
十、技术保障
完善的技术保障措施是观测站观测质量、运行质量的根本保证，须在建设中予以充分考虑和安排。
1.运行状态实时监控
各省（区、市）气象局在技术保障部门建立省级观测站运行实时监控系统，根据实时上传的观测信息、状态信息等数据实时监视观测系统的运行状态。
（1）监视各观测站观测资料的实时传输情况，及时发现仪器和通讯模块的工作故障，及时报警提示，并通知所属运行维护部门进行检查处理；
（2）监视供电状况，发现供电异常时及时报警提示，并通知所属运行维护部门进行检查处理；
（3）通过收集到的要素数据质量，监视仪器设备的运行情况，发现明显差错、疑误应及时报警提示，并通知有关部门处理；
（4）对设备运行状况、设备完好率等进行统计、分析。
2．运行维护
各省（区、市）气象局应当制定观测站的运行维护管理办法，明确各级气象部门对区域站的运行管理职责，明确日常维护职责；
定期对仪器设备进行现场检查、测试和标校；
经常检查仪器设备的运行和安装状态，维护观测场地和设施，确保观测站运行稳定和状态完好。
3．技术保障
各省（区、市）气象局应当制定观测站的技术保障管理办法，建立分级保障体系和措施，明确省、地、县的技术保障职责，储备一定数量的仪器配、备件和消耗材料；
参照中国气象局大气成分观测站网对相关仪器现场检查、标校的有关规定，定期对观测仪器进行标校；
及时排除仪器故障，确保观测站的长期、稳定运行和观测资料的准确、完整。
附件一
全国省会城市及副省级城市气溶胶质量浓度
观测系统建设情况表
根据中国气象局办公室《关于加强雾霾监测预报服务工作的通知》（气办发[2011]64号）对气溶胶PM2.5、PM10质量浓度观测的要求，在全国省会城市、副省级城市和中东部地区部分有气象服务需求的地市级城市，开展PM2.5、PM10质量浓度观测。
全国省会城市及副省级城市共有36个，其中，已建PM2.5观测的有16个城市，未建PM2.5观测的20个，详见下表。
类别
城市
GRIMM仪器
TEOM仪器
TH仪器
备注
省会城市
（21个，已建7个，未建14个）
北京
已建
朝阳
天津
铁塔
石家庄
太原
呼和浩特
上海
浦东
福州
南昌
合肥
郑州
长沙
南宁
海口
重庆
贵阳
昆明
拉萨
兰州
银川
西宁
乌鲁木齐
副省级城市（15个，已建9个，未建6个）
哈尔滨
长春
沈阳
济南
南京
杭州
广州
武汉
成都
西安
大连
青岛
宁波
厦门
深圳
附件二
气溶胶质量浓度观测系统
数据文件命名、格式和传输时限参考
一、气溶胶质量浓度观测系统数据文件命名规则
溶胶质量浓度观测系统上传到国家气象信息中心的数据文件命名规则为：
Z_CAWN_I_IIiii_yyyymmddhhMMss_O_AER-FLD-观测要素种类.txt
各段的具体说明如下：
Z：
固定编码，表示国内交换资料；
CAWN：
固定编码，表示大气成分及相关资料；
I：
表示后面IIiii字段为观测站站号；
IIiii：
表示5位观测站站号；
yyyymmddhhMMss：
是一个固定长度的日期时间字段，为文件生成的时间（UTC，世界时）。
其中：
yyyy为年，4位；
MM为月，2位；
dd为日，2位；
hh为小时，2位；
mm表示为分钟，2位；
ss为秒，2位。
O：
固定编码，表示观测资料；
AER：
固定编码，表示气溶胶类观测资料；
观测要素种类：
字符编码参照表1
表1.观测要素种类编码表
序号
要素名称
编码
说明
1
质量浓度多要素
PMMUL
数据文件中包含PM10、PM2.5等多种粒径范围的质量浓度
2
数浓度
NSD
数据文件中包含多通道气溶胶粒子数浓度
3
PM2.5质量浓度
PM25
数据文件中仅包含粒径范围为PM2.5的气溶胶粒子质量浓度
txt：
固定编码，表示文本文件。
二、气溶胶质量浓度观测系统数据文件的格式
1.使用GRIMM180仪器的多要素质量浓度PMMUL数据格式见表2，共38列参数。
表2.质量浓度多要素PMMUL小时文件数据格式
列
字段说明
数位
01
观测站的区站号
5位
02
项目代码
4位
03
年
04
日
3位
05
时分
06
存储位置
07
重量因数
08
错误代码
09
电池电压代码
10
阀电流
11
UeL
综合订证计数
12
Ue4
气压计数
13
Ue3
备用
14
Ue2
湿度计数
15
Ue1
温度计数
16
时间间隔
17
S1
风速计量因子
18
S2
风向计量因子
19
S3
降水计量因子
20
T_K
温度斜率订证
21
H_K
湿度斜率订证
22
P_K
气压斜率订证
23
T_b
温度偏移订证
24
H_b
湿度偏移订证
25
P_b
气压偏移订证
26
WS
风速灵敏度
27
WD
风向倾角
28
Rain
降水传感器订证因子
29
气压
30
31
湿度
32
温度
33
风速
34
风向
35
降水
36
PM10
PM10质量浓度
37
PM2.5
38
PM1
PM1质量浓度
2.使用GRIMM180仪器的气溶胶数浓度谱NSD数据格式见表3，共67列参数。
表3.数浓度谱NSD小时文件数据格式
观测站区站号
C1
C1通道数浓度
C2
C2通道数浓度
C3
C3通道数浓度
39
C4
C4通道数浓度
40
升级会员 