时间：2023-05-30 10:43:41
关键词：大气环境监测；污染物；气象服务领域；服务内容；影响
中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：
伴随着社会经济的不断进步，人们对于公共气象服务的需求开始不断的增加，特别是在供应定时、定点、定量预报上，对于有特殊性能的防灾决策、气候评估、大气环境影响评估和气象信息获取的服务要求也逐渐增强。为了满足当前的社会发展需要，气象部门气象服务内容也由单一的天气预报向天气预报、气象情报、气候分析及评价、科技咨询、农业气象、大气环境评价、人工降雨抗旱、专业气象服务等多学科、全方位气象服务体系发展，并取得了巨大成果。近年来，针对日趋严重的大气污染等现象，气象部门加大投资力度，根据气象预报服务工作需求，不断采取先进手段加强对大气环境的监测与服务，通过对一个地区大气环境中污染物浓度的观察、分析其变化规律，进行规定项目的定期监测，为气象预报服务提供具有权威性和法律性的监测数据，使服务更精细化和人性化，并使大气环境监测充分利用到公共卫生气象服务、群众生产生活等气象预报服务领域中去，以保证社会可持续发展和人民群众安康福祉。
依照我们国家的《环境空气质量监测规范(试行)》(以下简称《规范》)和每个省市对于大气环境监测位置的设置经管规定的准求，城市环境大气监测点的设置及调整，需要按照有关规律进行设置，城市环境空气点位的增设和调整，需要按照一定的布点方法， 在覆盖全区的现有监测点位和几个备选监测点(根据增设或调整需要)进行主要污染物浓度的同步监测，要求监测时间约为15日，鉴于可能出现的各种情况以及个别点位数据不完整等原因，整个监测时间往往会超过15日，达到20日左右。大气环境监测为人类提供了重要性的气象服务。
1开展大气环境监测在气象预报服务中的作用
当下城市发展非常迅速，城市化建设已经成为重要的发展项目之一，城市城镇已经变成人们共同生活娱乐的重要性场所，而城市的气候状况及环境现状伴随着整个社会的需求受到政府有关部门的密切关注。城市高楼使风速降低、风流增强，水泥柏油路使城市含水量减少，加上受城市热岛效应影响，增加城市气象数据获取和进一步研究的复杂性和难度性。而且城市区域内风场的不规则性致使空气污染物扩散问题变得十分复杂，而大气环境监测等研究必须是建立在科学、确切的测定出大气环境参数基础上的，气象预报服务是必须依赖准确的数据才得以开展的，因此如何快速准确的作好城市及周边大气环境预报，是满足气象预报服务实时运用需求迫切需要解决的气象数据监测问题。由于城市气象和污染物扩散监测预报模式为一个数值模式，其兼容并优化城市气象和污染物扩散数据的监测和预报，所以提高城市气象和大气环境监测质量，掌握城市区域内各常规与特殊气象数据，并结合数值模式，才能满足城市大气环境应急响应运用需求和气象预报服务制作、开展的关键。
2大气环境监测运用
大气环境监测所涉及监测的分子状污染物主要为硫氧化物、氮氧化物、臭氧、一氧化碳、卤代烃、碳氢化合物等，颗粒状污染物主要为降尘、悬浮颗粒、飘尘及酸沉降，我国规定大气质量监测项目包括二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒及一氧化碳和降尘，空气监测项目则包括二氧化硫、一氧化碳、碳氢化合物、浮尘等，这是大气质量控制和对大气质量进行合理评价的基础。首先要通过对大气环境中的主要污染物作定期或连续监测，以判断出大气质量是否符合国家制定的大气质量标准，为编写大气环境质量状况评价报告提供出准确数据，并为研究大气质量变化规律和发展趋势、开展大气污染预测预报工作提供依据，为当地政府部门执行相关环境保护法规、开展环境质量管理、环境科学研究及进行修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。
3大气环境监测在重要气象预报服务领域中的运用开展
2012年5月我国气象局气象探测中心完成首次大气负离子自动观测系统试验考核的静态测试任务，对于静态测试的成功，为大气负离子自动观测仪器进行业务布点奠定坚实基础，对于拓展气象预报服务领域和服务内容也具有重要意义，推动各级气象部门大气环境监测工作的运用开展。
3.1在气象为民服务领域的运用近10年来，社会经济的迅速增长带来一系列的能源消费攀升、机动车数量迅猛增加现象，使空气污染形势发生很大变化，在不利的天气条件下，城市和区域间灰霾现象频繁发生，且影响范围越来越大，成为近年显著影响大气环境的一种空气污染现象，大气污染范围不再局限于某一小范围内，同时也对提高影响当地影响大气环境的风沙、酸雨等自然灾害监测能力和防范能力提供了准确可行的数据理论。
3.2在加强公共卫生气象服务领域的运用要加强城市公共卫生气象服务，就要做好气象与城市管理、环保、卫生等部门的联系与沟通，建立灵活高效的合作机制和完善的监测系统以及畅通的气象信息传输途径。逐步完善城市高密度立体自动气象监测网，实现对交通、建设、能源、空气污染可能引发的积涝、高温、扬尘、雷电等灾害的动态监测和研究，构建气象服务系统、生态环境预估系统和城市重点工程气象服务决策。
大气中负离子浓度是影响空气质量好坏的标志之一，辐射、雷电、暴雨等天气现象有利于空气负离子的形成，这些现象的存在或消失与大气空气质量有较大关系，而空气中负离子浓度又影响区域内光照强度、温度、湿度、风速和雾等气象因子，因此积极开展大气环境监测，有利于综合研究天气、气候及其变化对疾病发生规律、病理影响机理，成立气象环境变化对疾病影响及发生发展的业务服务系统，可为突发性公共卫生事件、环境事件等应急处置提供优质的气象保障。
3.3在旅游等公共服务上的运用目前，气象单位已经逐渐建立起过负离子监测网，开展不同时空尺度、不同下垫面、不同天气过程和不同季节的负离子浓度分布特征研究。气象部门通过对负离子浓度与气象条件关系的分析，可开展城郊和旅游景区大气负离子浓度气象条件预报，为群众日常出行及旅游观光提供更为科学、人性化的预报服务参考依据，还可为环境部门开展城郊区大气环境评价及生态保护等工作提供数据参考。这类监测工作的开展极大的拓展了气象预报服务领域和服务内容在环境气象和旅游气象服务的运用。
大气环境质量的好坏与人类的聚集监测一定区域内的环境污染状况有着很密切的联系，所以，科学合理的进行土地、气象及一所城市的大气环境监测对于环境质量程度的了解有着非常直接的影响。目前，大气环境监测已经成为气象服务中的一项重要的研究课题。
结束语
气象服务与人们的日常生活有着非常密切的关系，而只有做好大气环境监测才能够为气象服务提供科学的数据。在进行大气环境监测当中要不断的拓展在各个领域中的运用，更好的为气象服务。
参考文献
一、总体要求和工作目标
坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一、分级负责的原则，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息时效性和覆盖面为重点，进一步完善气象灾害监测预报网络，推进信息系统建设，拓宽预警信息传播渠道，健全预警联动工作机制，加快实现气象灾害实时监测、短时临近预警和中短期预报有效衔接，健全预警信息、传播、接收快捷高效的监测预警体系，做到监测到位、预报准确、预警及时、应对高效。到年，灾害性天气预警信息提前15至30分钟发出，预警信息公众覆盖率达到95%以上；到年，建成功能齐全、科学高效、覆盖城乡的气象灾害监测预警及信息系统，气象灾害监测预报预警能力和预警信息时效性进一步提高，基本消除预警信息“盲区”。
二、提高监测预报能力
（一）加强监测网络建设。加快推进农业、人工影响天气、气候变化等监测系统以工程建设，建成气象灾害立体观测网，实现对重点区域气象灾害的全天候、高时空分辨率、高精度连续监测。按照共建共管、代建共享的原则，加快推进交通和通信干线、输电线路、水利工程、林区、旅游区、重点经济区等气象灾害监测设施建设，尽快构建国土资源、气象、水利、林业等部门联合监测预警信息共享平台。制订实施全省防治山洪地质灾害的气象监测设施建设规划，实现灾害易发区乡、村两级气象灾害监测设施全覆盖。加快推进农村气象灾害防御与农业气象服务工程建设，完善气象灾害和农业气象监测系统，提高农业趋利避害水平。组织开展小流域、森林、地质灾害易发区域的气象灾害跨部门监测，建设综合气象信息网络共享平台，提升观测资料的管理、应用和信息共享能力。强化我县粮食生产核心区、重点林区、生态保护重点区、水资源开发利用和保护重点区旱情监测，加密布设土壤水分和地下水监测设施。完善气象应急观测系统和视频会商指挥系统建设，提高对气象灾害及其次生、衍生灾害的综合监测能力。
（二）强化监测预报。开展气象灾害调查，建立气象灾害预报系统，重点加强城市、乡村气象灾害预报，着力提高对中小尺度灾害性天气预报的精细化和准确率。强化灾害性天气的预测、预报和预警，缩短突发性、局地性的灾害性天气预警时效。在强降雨、暴雪、冰冻、大风等灾害性天气来临前，及时做好滚动预报，特别是要做好短时临近过程的实况监测和实时预警。完善山洪地质灾害预报系统，加强西部山区的雷电灾害监测和预报。建立火险监测预警服务平台和森林火险信息交换平台，及时高火险天气预报预警。
（三）开展风险评估。各乡镇政府要组织做好气象灾害普查、风险评估和隐患排查工作，查清本行政区域内气象灾害种类、次数、强度和造成的损失等情况，建设以乡村为单元的气象灾害调查收集网络。组织开展基础设施、建筑物等抵御气象灾害能力普查，推进基层应急准备认证工作。加强气象灾害风险数据库建设，完成分灾种的气象灾害风险区划及评估。建立健全雷击风险评估制度。在城乡规划编制和建设与气候条件密切相关的重大工程项目、区域性经济开发项目前，要严格按规定开展气候可行性论证，避免、减轻气象灾害的影响。
三、加强预警信息
（一）加快预警信息系统建设。加强突发公共事件预警信息系统建设，实现各类突发公共事件预警信息的快速。依托国家、省、市气象频道完善我县综合防灾减灾栏目，加快推进气象灾害预警信息插播系统建设，实现预警信息在县内电视台和广播中的快速插播。把气象灾害监测、预警及信息系统建设、运行情况纳入公共安全监管范围，定期开展监督检查。
（二）加强预警信息规范管理。制定突发公共事件预警信息管理办法，明确预警信息权限、流程、渠道和工作机制。气象灾害预警信息由县气象部门负责制作，因气象因素引发的次生、衍生灾害预警信息由有关部门和单位制作，根据政府授权，其他组织和个人不得自行向全县。
四、强化预警信息传播
（一）充分发挥新闻媒体和手机短信的作用。广电、通信主管部门及有关媒体、企业要完善预警信息联动机制，建立重大和突发性气象灾害预警信息快速绿色通道，在收到气象预警信息后5分钟内，要采取增播、插播、增加播报频次和滚动字幕等形式准确播发。电信运营企业要根据应急需求对手机短信平台进行升级改造，按照政府及其授权部门的要求及时向预警区域手机用户免费信息。
（二）完善预警信息传播手段。要把气象预警信息配套设施建设纳入为民办实事的工程范围，在车站、旅游景点、重点林区，以及学校、医院等气象灾害敏感区域配备预警信息接收、传播设备。建立政府主导、各部门自建电子显示屏共建共享机制，因地制宜利用有线广播、高音喇叭、鸣锣吹哨等多种方式，及时将灾害预警信息传递给受影响群众。
（三）加强基层预警信息接收传递。乡、村和学校、卫生院、社区、工矿企业、建筑工地等要指定专人负责灾害防御工作，建立各类灾害防御责任人包干到户的预警信息传播机制，形成乡—村—户直通的灾害预警信息传播渠道。将气象信息员等队伍纳入基层应急救援队伍范围。
五、有效发挥预警信息作用
气象部门要与民政、国土资源、交通运输、水务、农牧、卫生、教育、安全监管、林业、旅游、通信、电力等部门及有关单位，建立气象灾害监测预报预警联动机制，实现信息互联互通。完善气象灾害预警联席会议制度，会商重大气象灾害预警工作，协调解决气象灾害监测预警及信息中的重要事项。有关部门要进一步完善自然灾害信息共享机制，通过建立网络专线等方式，实现气象灾害预警信息共享，为全县应对气象灾害提供必要的信息支撑。各乡镇、有关部门要适时修订相关应急预案，实现与气象预警信息的有效联动。对矿山、旅游景点、重点林区、水库坝区和重要交通、输气、输电、通信线路等重点区域，要制定气象灾害防御的强制性标准，提高气象防灾减灾应急响应能力。居民委员会、村民委员会等要在第一时间传递预警信息，迅速组织群众防灾避险。
六、保障措施
（一）强化组织保障。要组织建立气象灾害联防体系，完善“政府主导、部门联动、社会参与”的气象灾害联防机制，将气象灾害防御工作纳入乡镇政府绩效考核。定期开展气象灾害预警信息及有关部门应急联动情况专项检查，做好预警信息、应用效果评估工作，不断提高气象灾害预警应急联动能力和水平。要加强对气象监测、预警、信息播发等专用设施的保护，按照法定标准制定气象探测环境和设施保护专项规划。
【关键词】微气象;微控制单元;监测终端;GPRS
1.引言
现在的电网结构日益复杂，传输网络的规模越来越大，恶劣的天气条件也增加了电网安全运行的所受威胁。构成电力体系的基础器件是电气装置，是保证供电可靠性的根本。传输线路具有长距离，分散广、难以巡逻，各地区情况差异性大等特征，对输电线路安全运行的隐患是来自各个方面的，输电线路安全运行的影响最重要的方面是微气候的变化不可预知。因此，如果电力部门能准确的监测这些数据，就可以及时做好有关预防措施，消除安全隐患。但传统的日常维护需要停止电力供给，这将直接或间接地造成巨大的经济损失，并在运行时如热应力等因素的影响，它将无法发现潜在的故障。在线的实时微气象无线监测系统就可以避免上述影响，可以带来显著经济效应。
微气象监测系统是利用分布广泛的各类传感器将复杂环境中的各种微气象信息采集，然后通过虚拟局域网方式传输到信息处理中心，对收集到的数据集中进行存储、统计和分析，将数据通过曲线、报表、统计图等方式直观的显示，电网工作人员就可以做出预防措施提前维护，预防灾害发生。
2.硬件设计
如图1所示，输电线路微气象无线监测终端包含供电模块，微处理器模块，传感器模块，调理电路，无线通信模块，人机交互模块等构成。主要完成温度、湿度、风速、风向等信息的采集及传输。
图1 监测终端的硬件结构图
2.1 电源管理电路设计
电源管理电路采用宽电压范围的设计理念，输入电压范围为2.5V-35V，适合野外环境使用，电源的供电可靠性高。此外，电源管理模块能够提供5V/2A和3.3V/1A的电源。
2.2 调理电路设计
各传感器输出信号很弱，环境噪声强，随后的模块很难进行检测，信号的频率成分非常复杂，所以我们需要从不同的传感器输出信号进行有针对性的调理，来达到后续模块的采集要求。
整个电路由电流和电压的稳压电路，放大电路，滤波电路，遵循和限流电路，减法和逆变电路构成。
图3 调理电路结构图
2.3 STM32最小系统设计
考虑到经济成本的因数，微气象无线监控系统的主控芯片的选取上，使用stm32f103c8来进行信息处理和控制。该主控芯片信号的处理功能效率高，再加上廉价的且功耗小的Cortex-M处理器，很大程度提升了芯片的综合性能，STM32系列提供了完整高效的开发工具及库函数，使我们更易于使用[1-2]。
对于STM32F103xx，内部总线和两个APB总线的作用，系统及芯片的资源是紧密相连的，内部总线是主要的系统总线，连接到CPU，存储器，和系统时钟。
2.4 传感器
温度、湿度、风速和风向等气象参数是本系统重点监测的微气象信息，将采集到的各种气象参数及其变化状况通过GPRS网络（虚拟局域网方式）传送到监控中心的专家分析系统中。
输电电路上，温度的微气象信息是根据二极管结电压法进行测量的。晶体二极管PN结的结电压随温度变化而变化，温度传感器根据这个原理制作。在PN结上，温度变化引起电压的变化，再传递给放大器，处理过后的电压的信息在DVM显示温度信息。像硅管的PN结的结电压当温度每向上变化1℃时，降低2mV，通过这类性质，通常能够直接选用二极管来制作PN结温度传感器[3]。线性的很好，占用空间小，热时间常数为0.2―2秒，极高的灵敏度是这类传感器的特征。二极管的伏安特性如图4所示。
二极管两端电压为：uD=（k*T/q）*In（iD/IS）
式中，Is是反向饱和电流，其约为10pA （硅材料）;q是一个原电荷所带电量，q=1.6* 10的-9次方库伦;k是boerciman常数，k=1.38*10的-23次方J/K;T为绝对温度。
输电电路上微气象中的湿度的测量是利用电容式的湿敏电阻进行测量的。电阻式和电容式是两类湿敏器件。用聚合物薄膜电容做成湿敏电容，聚合物材料常用的是聚苯乙烯和酪酸醋酸纤维等。湿敏电容的介电常数，根据环境湿度变化而变化，其电容变化依据湿度的变化。湿度传感器用HS1101聚合物湿敏电容制成，湿度的变化转变为脉冲响应，之后通过整流电路，集成电路和放大电路将被转换为0-3V的直流脉冲信号[5]。再通过变送器芯片把接收的直流脉冲的0-3V信号进行处理，变成4-20mA的电流信号发出。
风的速度和方向的信息监测是根据超声波原理。超声波在空气中，空气流动传播方向变化，超声波的速度随之变化，这样就可以依此来监测风速和风向的信息。
气压的信息采集是通过气压传感器进行的，感应气压强度的薄膜及顶针的控制是这类传感器的重要元件，它是连接了一个灵活的电阻。在压力升高时测量气体或气体压力降低时，其膜变形并驱动顶针，和电阻值会发生变化。从传感元件获得的信号电压0-5V，A/D转换的数据采集装置接收数据，而后发送适当方式的信息到终端处理器。
3.终端测试结果
温度测试结果如图6所示，在2013年5月31天的温度信息呈现出上升的趋势，符合气象学原理。
图6 温度曲线
在通信中丢包率测试，传输1000次数据，设定不同的“定时发射距离”，不一样的丢包数，如表1所示。从表中我们可以看到，传输时间短，导致提高了数据包丢失率。因此，在程序中设置发送正确的频率是非常必要的。
表1 丢包率测试
发送时间间隔 发送的次数 收到的次数 丢包率
50ms 1000 985 1.5%
100ms 1000 999 0.1%
200ms 1000 1000 0
4.结语
输电线路的损坏绝大多数是因为环境中各种微气象因数引起的绝缘劣化等导致，多数的输电线路都位于偏远的山区，局部微气象信息差异较大，一般都很难做到及时发现输电线路中存在的威胁。大范围人力巡视的效率低，且在恶劣的环境下，工作人员的生命安全得不到保证，人力的费用开支也很大，又不能及时发现输电线路中存在的问题。严重影响安全生产和生活的发展，特别是在部分重覆冰区如贵州一些地方经常因结冰引起输电线路故障。同时在一些平原地区也会出现微气象造成的线路损坏。原来的的监测系统硬件开发周期长，实施和中途维护的成本高，很难得到广泛应用。而以前的定期检修造成的直接和间接经济损失大，结合目前的实际经济情况及科学技术，本文提出了一套能够适应复杂的环境，可以广泛推广且经济实用的微气象信息的无线监测系统。微气象数据信息系统的气象数据对输电线路的的维护提供依据，根据各种自然灾害的预报系统，电网工作人员可以在事故发生前及时赶到现场，进行维护或抢修，提出改进措施。本系统的微控制单元采用传输数据更加灵活的、更加稳定和快速的STM32单片机系统。STM32单片机拥有集成度高、很好的稳定性和经济实用等特点。这样使本系统在无线监控电网的线路微气象信息过程中能做到更加实时和工作的稳定。
于其他监测系统，本系统的特点有：
（1）本系统能够积累输电线路微气象信息的历史数据，为输电线路的架设提供气象参考数据;
（2）本系统的前端数据采集设备采用“太阳能+蓄电池”的供电方式，保证前端设备长期可靠运行;
（3）微气象主站监测软件为用户提供友好的上位机界面，使用户随时获取任意采集点的微气象信息;
（4）微气象主站监测软件可以用曲线图的方式直观地显示某采集点最近一段时间的微气象变化。
本系统还没有在实际环境中进行工作监测，故它的可行性还有待论证，还需要通过大量的实验来进行检测。同时还有许多地方需要完善，整个设备的集成度还可以更高，设备的组装还能设计的更为精简，减小体积来适应更多的监测环境。
参考文献
[1]意法半导体STM32系列STM32F103微控制器[J].今日电子，2008（2）：61-62.
[2]喻金钱，喻斌.STM32F系列ARM Cortex-M3核微控制器开发与应用[M].清华大学出版社，2011.
[3]张金毅，胡宪武.二极管温度传感器设计[J].长春邮电学院学报，1992（1）.
[4]张跃常.常用模块与系统综合设计[M].电子工业出版社，2010.
【关键词】恶劣气象；监测；预警预报；设计
【 abstract 】 in recent years, high winds, rain, snow, sandstorm, such as bad weather, to our country economy brought immeasurable losses, hindered the rapid development of society, seriously affected the normal life of our people. Establish accurate severe weather monitoring and early warning forecast system can effectively avoid bad weather negative impact on industrial and agricultural production and living. This paper discusses the design of our country in severe weather monitoring and early warning forecast system in the process of the problems, and puts forward some views on its existing problems and solutions.
【 key words 】 the bad weather; Monitoring; Early warning forecast; design
中图分类号：P45文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1.前言
健全恶劣气象监测预警预报系统是当今社会安全建设急需解决的难题，突发性恶劣气象给我国的社会发展、经济建设、人民生命财产造成了难以估量的损失，严重减缓了我国社会建设、经济发展的步伐。目前，提高恶劣气象监测预警预报系统的设计水平是我国亟待解决的重大科研课题。
2.国内恶劣气象监测预警预报系统的设计研究现状
我国对于恶劣气象监测预警预报系统的研究起步较晚，与国际先进的技术水平还有很大的差距，但是我国目前已经加大的恶劣气象监测预警预报系统的研发力度。当前我国，恶劣气象监测预警预报系统设计主要有以下几个方面问题：
2.1 缺乏先进、科学的理论指导
如今，我国还没有建立一套完善的、科学地恶劣气象监测预警预报系统的理论体系，在气象监测的地域性、时效性、精确性等方面的研究还没有达到我国现在社会建设、经济发展的要求。科学的理论体系的缺乏，制约着我国恶劣气象监测预警预报系统的设计、研究发展。
2.2 传感借点不足
恶劣气象监测预警预报系统主要靠分布在各个地域的传感节点来收集该地域的气象信息。传感节点的缺少，使恶劣气象监测预警预报系统缺乏精确性、系统性，不能够对一些偏远地区的气象状况进行及时的、精确的预警预报。
2.3监测资料不足
恶劣气象监测预警预报系统的运行主要依赖完备的数据库。地面遥控监测、卫星遥感数据数据库的信息资源不能详细的表达各地域的气象信息，如缺乏人工工程，地域植被覆盖率，历史气象等方面的数据，这些数据的缺失，严重影响了对恶劣气象的预警预报工作的精确度。
3.恶劣气象监测预警预报系统的基本结构
信息采集系统、监测系统、决策系统、信息这四个子系统组成了恶劣气象监测预警预报。恶劣气象监测预警预报系统通过GPS、无线传感技术，将各地域的安全隐患，与该地域实时的气象资料有机的结合起来，对各地域的气象信息进行有效的采集、更新，借助空间气象自动识别系统以及气象预报模型准确的鉴别气象预警区域，并在网络技术的帮助下及时的向气象监管部门发出预警报告。使各级政府部门能及时掌握恶劣气象信息，并按照应急预案，采取正确的措施来减少、甚者避免恶劣天气带来的损失。
4.如何提高恶劣气象监测预警预报系统的设计水平
为了使恶劣气象监测预警预报系统研发、维护，更加快速、方便、精确、有序，提高恶劣气象监测预警预报系统的监测水平应进行以下几个方面：
4.1建立时效性强、信息量丰富的数据库
充分利用卫星遥感技术，建立宏观性好、时效性强、信息量丰富的恶劣气象监测数据库。加大对恶劣气象形成机理，预警预报理论和模型的研究力度，结合不同地域不同时期发生恶劣气象发生原因，建立科学性强的预报预警模型。
完善恶劣气象监测预警预报数据管理系统，为恶劣气象的预警预报工作提供科学的理论依据。
4.2加强预警预报系统的技术应用
恶劣气象监测预警预报系统将应用于我国航天、公路交通、农业各个方面，将预警预报系统与各行业发展紧密结合，在各方面应用过程中不断完善、提高恶劣气象监测预警预报的设计水平[1]。
依托气象观测站和气象监测站，通过多普勒天气雷达、气象卫星云图、以及WCF技术，实时收集交通路线能见度、温度、降雨降雪量，借助监测预警和预报模型，建立权责明晰、多方参与的公路交通气象监测系统、信息服务和运营管理模式，做好现有公路沿线气象观测站、气象监测站的升级和改造工作[2]。广电、通信等部门协调并提高恶劣气象监测预警、预报系统的设计水平，及时的预警、预报公路沿线的气象信息。
4.3对各种恶劣气象的进行数值模拟
通过寻找物理过程与动力过程之间的微妙的平衡关系，结合不同地区地形、地势的资料，模拟出更接近真实情况的的气象变化情况，建立更加精确的恶劣气象预警和预报模型，进行科学地恶劣气象模拟试验。如利用MOS方法建立海雾的预报模型，利用WRF模式模拟新疆大风天气，利用MM5模式模拟地面大风的模拟试验。大尺度的数值模拟试验，对于如雷暴、雾霾、大风天气的研究有着重要意义，是提高恶劣气象监测预警预报系统的设计水平的重要方法。
4.4科学运用无线传感技术
无线传感技术是建立在无线网络技术的基础上的更科学的进步，无线传感技术拥有成千，乃至上万的网络节点，节点分布密集，由具有无线通信能力的传感器和中转数据的基站组成。相比于传统的无线网络，无线传感工作环境比较恶劣，监测信息准确，扩展性大，功能强，施工简单，但存储能力和信息处理能力有限，且电源供应受到限制。因此，在提高建设恶劣气象监测预警预报技术水平的过程中，需要根据不同地域的地域特征，根据目标区域内的环境性质合理、科学地运用无线传感技术。
5.恶劣气象监测预警预报系统技术的应用效果
在恶劣气象监测预警预报系统技术的应用过程中，预警、预报的目标区域的预警预报结果，将具有详细的、真实的文字和图像的分析报告，在确定恶劣气象在目标区域发生的情况下，预警、预报结果将及时的传达给相关部门，以便政府做出正确的，有效的预防措施，对于恶劣气象发生的级别、类型、区域、时间能够精确控制，同时预警预报系统的操作人员将拥有网外远程登录的权限，普通公众也能通过网络、广播、短信等方式查询保密级别不高的气象变化情况[3]。
6.结语
恶劣气象监测预警预报系统能够为政府的行政部门提供精确、详细的决策信息，提高恶劣气象监测预警预报系统的技术水平，有助于减少突发性恶劣气象对自然环境，社会发展带来的不良影响，减少经济损失，降低对人民的生命财产的危害。恶劣气象监测预警预报技术为政府行政提供了科学的、重要的决策资料。
【参考文献】
[1] 汤筠筠； 李长城； 马雪峰.基于热谱地图的京沈高速公路气象监测试验系统[J].公路,2010,(12):109-112.
近年来，经济的进步为物联网技术的发展提供了一个全新的契机，使得各行各业在解决相关问题时都有了全新的方法。农业气象部门也借助这一发展大势，不断引进物联网技术，从而使得相应农业信息的及时性、准确性以及可靠性大大提升，为农业工作的开展奠定了坚实的基础。现有计算机网络技术在不断的拓展当中就形成了物联网，它在将所有物体连接起来的前提下，实现了全方位的监控，最终为生产力水平的不断提升打下坚实的基础[1]。
一、物联网与互联网技术的联网
在不断的发展中，将更多的物体与现有计算机网络以及移动通信实现可靠的连接，进而对物体以及数据进行直接、全方位的控制是物联网最终的形态[2]。这项技术的应用包括计算机的IP地址、手机的SIM卡等等，它的目的主要是进行身份的识别，为后续相关工作的进行打好基础。但是受科技水平的限制，目前，我国的物联网都局限于小型的、机构本身的、独立的网络，具有多样性的特点，不利于展开全局性的监控工作。但是农业工作范围广，这样的特点对于物联?W在农业当中的应用产生了很大的限制，因此本研究引进了带有电子标签的身份识别，为农业工作的顺利开展打下坚实的基础。
二、带有电子标签的气象数据
气象监测数据应该以系统化为终极目标，因此为了达到这样的效果就应该首先将监测节点连接到整个网络当中，为后续的身份识别打好基础。另外要根据农业信息的不同性质对监测网络以及监测数据进行细化。但是这样的气象监测数据也存在某些缺陷，比如对于那些相似的气象监测数据，这一系统无法做出正确的区分。此外，监测环境的不同也会对相同的监测数据产生不同程度的影响。因此在开展这项工作的时候就应该切实做好身份识别，从而使得内部信息的获取更加精准。
但是目前，从农业监测的角度来讲，统一的身份识别标准是不存在的，因此就应该将通用的身份信息数据结构设计作为目前的重点工作之一，进而使得不同的监测节点能够被建立起来，使得用户依据自己特殊的需求去建立相关的气象监测系统，实现信息的综合共享。但是应该注意的是，移动终端在这个过程中发挥着重要的责任，它不仅可以查看附近存在的监测系统，而且对于气象数据的获取、气象数据的查看都相当重要[3]。
三、气象监测系统的技术选择
（一）气象监测系统的构建
身份识别只是气象监测系统构建的基础步骤，完成这一步骤之后，才可以进行模型的选择等工作，进而在此基础上进行有效组网以及现有网络的有效连接。首先，传感器技术应该应用到感知层当中，为嵌入式系统的构建打下坚实的基础；其次，“物体”网络层当中也应该引进相关的智能处理功能，从而使得传感器的网络技术得到最佳的应用。最后，上述工作完成之后，将网关节点与监控主机进行连接，然后将获取的信息传输到监控主机与Internet当中，实现信息的有效共享。在这样的身份识别过程中没有电子标签的有效应用，主要是由于这一过程中缺乏相关的载体所决定的。整个气象监测系统的构建过程对于气象监测部门成本的缩减相当关键。另外，应该进行应用层的构建，在对气象数据进行监控的过程中，系统可以定期自行获取相关信息，然后进行自主的分析处理，为后续工作的开展起到基础性的作用。
（二）农业气象监测网络的通信协议
每个既定的网络系统都会存在一个通信协议，从而实现对于信息的自行监测和定位。而农业气象监测网络中通信协议的存在主要是为了完成信息的传输。无线传感器网络技术以通信方式的角色存在，再加上红外、蓝牙等相应的设计就可以实现无线通信协议的有效构建。但是上述设计在实际工作的过程中并不符合规模大、功耗大的特点，因此ZigBee协议在这样的网络中就会发挥出应有的作用。该协议包括两个方面的设备――Full Function Device（FFD）和Reduced Function Device（RFD）。两种设备的简易程度不一，而且前者比后者拥有更大的内存，进而就可以完成更多的功能。协调器节点、终端节点以及路由器节点是网络节点的三种不同身份[4]。第一，协调器节点一般只有一个，它的主要作用是建立相应的网络，为后续工作的开展打好基础；第二，多个路由器节点可以在相互配合的过程中实现与终端节点的有效连接；如果需要，它还可以完成数据转发等不同的任务；第三，除上述两种节点之外的节点为终端节点，它可以不通过任何连接而实现对于网络的直接加入，主要负责数据的传输以及通信的实现。
综上所述，物联网相关设备的特点与无线传感器网络需求相符，而且对于气象监测环境的有效运行具有很重要的作用。气象数据的传输是整个工作当中最重要的一个部分。但是在实际工作当中各个节点所需要数据量不是很大，因此只要较低的速率就可以实现。不同节点与网络协议在相互配合的过程中可以形成很大规模的网络，大大提高监测效率以及质量，为监测系统的稳定性打下坚实的基础。
关键词关键词：iOS；iPhone；BLE；气象监测
DOIDOI：10.11907/rjdk.161944
中图分类号：TP319
文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2016）011010303
0 引言
越来越多的手机及可穿戴设备使用蓝牙4.0技术。该技术优点：①低功耗：在静态状态，一节钮扣电池可支持数年之久；②低成本：蓝牙技术逐步成为智能手机标配；③开放性：以2.4GHz频段全球开放。蓝牙4.0技术使可穿戴设备炙手可热，小米手环、苹果公司的iBeacon等产品受到大众欢迎，加速了物联网革命的发展进程[1]。
1 BLE协议架构
气象数据监测系统采集模块使用Nordic自主研发的nRF51822蓝牙低功耗2.4GHz片上系统。nRF51822采用优化的32位ARM Cortex-M0处理器，使BLE模式达到-92.5dBm 敏感度，最高达+4dBm的输出功率，支持256KB片上闪存和16KB RAM，成为行业领先者。
蓝牙低功耗（BLE）协议栈分为应用程序、主机和控制器3个部分，如图1所示[2]。应用程序负责与实际用例相关的逻辑、用户界面和数据处理，实现产品特定功能；主机包含GAP、GATT、SMP、ATT、L2CAP以及HCI层，可管理两个或多个BLE设备相互间的通信；控制器主要用于收发编码过的无线信号，并通过解码这些信号获取内部信息包[3]。
（1）物理层（PHY）。包含模拟通信电路，负责调制解调，将模拟信号转换成数字信号[4]。
（2）链路层（LL）。负责管理设备协议栈状态，此层定义4个角色：①广告者（Advertiser）：发送广告包的设备；②扫描仪（Scanner）：扫描广告包设备；③主人（Master）：启动连接并对连接进行管理的设备；④奴隶（Slave）：接受连接请求并与控制者时间同步[5]。
（3）主机控制接口（HCI）是一个标准协议。允许主机和控制器在串行接口进行通信[6]。
（4）逻辑链路控制和自适应协议（L2CAP）。是一个协议多路复用器，负责将上层的多个协议封装成标准的BLE数据包格式，它支持分段和重组。
（5）安全管理协议（SMP）。既是一个协议也是一系列安全算法，负责为蓝牙协议栈提供生成和交换安全密钥能力，让各节点通过加密链接安全交流，信任远程设备身份[7]。
（6）属性协议（ATT）。是一个简单的客户端/服务器无状态协议，在BLE中，每个设备是一个客户端或一个服务器，或者两者兼有。
（7）通用访问配置（GAP）。允许BLE设备相互操作。它提供一个框架，任何BLE实现必须允许设备发现彼此、广播数据、建立安全连接以及执行其它基本操作标准。
（8）通用属性协议（GATT）。它是基于属性协议（ATT），添加了一个层结构和数据抽象模型，定义数据如何在应用程序之间组织和交换 [8]。
2 蓝牙无线通信原理
对BLE网络中的角色、蓝牙通信过程中广告包类型及通信模式介绍如下。
2.1 BLE网络中的角色
通用访问配置（GAP）定义了BLE网络中4个角色，每个特定设备可同时扮演一个或多个角色。
（1）广播角色（Broadcaster）：定期发送广告包数据，不建立连接，使用链路层（LL）广告角色。
（2）观察角色（Observer）：优化了广播设备收集数据的应用程序，观察者角色侦听从广播端嵌入在广告包中的数据，使用链路层（LL）扫描仪角色。
（3）中心角色（Central）：相当于链路层（LL）主人角色，能够建立多个连接设备，是连接的发起者。中心角色通常由智能手机或平板电脑扮演。
（4）角色（Peripheral）：相当于链路层（LL）奴隶角色，这个角色通过广告包使中心角色找到它，随后建立连接[9]。
2.2 广告包分类
蓝牙通讯广告包分3种类型：①是否可连接。扫描仪在接收广告包时是否可开启连接，如果不能，则这个包只用来广播；②是否可扫描。在收到广告包时扫描仪是否可发起扫描请求；③是否定向。定向的广告包只包含广告者和目标扫描仪的蓝牙地址，不允许负载用户数据，所有的定向广告包都可连接，不定向广告包不针对任何特定扫描仪，可包含用户数据[10] 。
3 系统搭建
软件整体设计基于MVC（Model-View-Controller），即模型-视图-控制器，简称MVC。模型提供应用程序所需数据资源。视图是用户可以看到并与之交互的界面。控制器响应视图传递的用户事件，调用模型和视图资源满足用户需求。MVC模式分工明确，降低了模块之间的耦合性，是一种非常流行的设计模式[11]。
3.1 系统框架设计
系统通过蓝牙4.0传输协议接收气象数据采集模块发送的数据，在iPhone上进行气象数据处理分析及显示，系统框架如图2所示。
3.2 模型处理
本系统主要对温度、湿度、气压数据进行实时监测，并绘制相应的变化趋势图，提供气象预测功能。通常，气压随时间增加预示晴天，气压不断减小则更接近阴天或下雨，模型如表1所示。采用滑动均值滤波算法，采样间隔为30分钟。
3.3 数据库设计
数据库采用苹果自带的Core Data框架，它提供了对象-关系映射（ORM）功能，能够将OC对象转化成数据，保存在SQLite数据库文件中，也能够将数据还原成OC对象。本方案创建了两个实体对象：WeatherFob（气象设备对象）和WeatherReading（数据对象），是一对多关系，如图3所示。
3.4 蓝牙模块设计
BLE气象设备信号采集与处理采用CoreBluetooth框架，与第三方蓝牙4.0设备交互。为了减少数据传输开销，方案采用不可连接的蓝牙通信模式，将用户数据封装在广告包中进行广播，过程如图4所示。本方案创建了一个ConnectionManager对象，继承自NSObject类，遵守CBCentralManagerDelegate协议，实现协议中两个方法：
4 系统测试
方案将原始广告包打印在Xcode中的控制台，如图5所示，设备名称是WS，其中气象设备发送的数据包含在KCBAdvDataManufactureData对应关键字中，KCBAdvDataIsConnectable = 0代表该气象设备不可连接。系统将原始数据进行拆分解析显示在iPhone手机上，如图6所示。
5 结语
本方案充分利用了iOS设备强大的计算能力、灵活的
可编程性、足够的存储空间、网络连接功能、便携性等特点，使用蓝牙4.0技术很好地解决了设备能耗问题，使本方案成本更低、速度更快、距离更远，在花费较少的情况下，实现了便携气象监测系统功能。
参考文献：
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[3] 徐金苟. 低能耗蓝牙 4.0 协议原理与实现方法[J]. 微型电脑应用， 2012， 28（10）： 1619.
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关键词：气象；土壤；水分；监测
粮食的生产及储备对于国家粮食安全体系有着举足轻重的作用。21世纪初，随着全球气候变暖，人类活动对自然界的影响进一步增加，自然灾害频繁出现，造成的损害程度也在加重。特别是土壤旱情，对我国粮食的安全生产危害性更大。因此，快速、准确的反映灾害信息和制定有效的措施是新时期气象土壤水分监测业务的新思路。面对防灾减灾工作新形势，气象部门需要全面加强自然灾害移动式监测站网的建设，从而满足防灾减灾业务工作的新需求。
一、土壤水分的基本概念
土壤水分状况是水分在土壤中的移动、各层中数量的变化以及土壤和其它自然体（大气、生物、岩石等）间的水分交换现象的总称。土壤水分是土壤成分之一，对土壤中气体的含量及运动、固体结构和物理性质有一定的影响，制约着土壤中养分的溶解、转移和吸收及土壤微生物的活动，对土壤生产力有着多方面的影响。土壤水分是水分平衡组成项目，是植物耗水的主要直接来源，对植物的生理活动有重大影响。不定期进行土壤水分状况的监测，掌握其变化规律，对农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义。
二、土壤水分观测业务发展的现状
至今为止，土壤墒情监测业务在传感器研发及应用方面虽然取得了历史性的进步，但是，防灾减灾监测体系移动式监测业务还不完善。防灾减灾移动监测是防灾减灾工作的重要基础，从多年的防灾减灾实际工作来讲，土壤旱情信息的监测，从监测信息来源到实时监测技术手段，都还存在需要不断改进和加强的地方。土壤旱情监测严重滞后主要体现在以下三方面：
第一，旱情信息采集方法薄弱、站网布设不够密集，信息处理手段相对滞后，土壤旱情实时分析能力不强，干旱信息的实效性差，应对干旱的措施有效性不足等问题。
第二，判断土壤旱情，很多地方主要还是靠传统的实验计算方法或凭经验，一些地方已经建立并开展了的固定式土壤水分测量业务，但由于受地点限制，难以体现土壤旱情的全部状况，对旱情发展趋势进行科学的分析和预测业务也没有建立起来。
第三，缺乏比较规范的灾害评估体系，干旱灾害对农业造成的损失以及抗旱效益无法进行准确、有效的评估等，不能满足新时期全面抗旱各项工作的实际需求，急需进行改善。
三、土壤水分观测站网建设的必要性
土壤旱情是多种因素共同作用的结果。土壤墒情是反映旱情的重要指标，需要结合雨量、水流量、水位、蒸发、水质、地下水及水库蓄水等水文水资源信息进行综合分析才可以全面真实的反映土壤实际旱情。加强自然灾害移动式监测站网的建设，增强旱情综合分析水分，全面提高防灾减灾业务能力，[1]对于新时期抗旱工作具有十分重要的意义。因此，为满足新时期防灾减灾工作需求，迫切需要对我国防灾减灾移动式监测站进行合理布局和建设。
防灾减灾移动式监测以提高防灾减灾能力为出发点，充分利用防灾减灾移动监测站网的有效手段，通过提供快速、密集、准确的旱情信息资源，建立系统化的全省
（上接第149页）
防灾减灾移动式监测站网系统，构建全省防灾减灾移动式监测业务的服务体系，为农业的科学化生产提供必要的支持和保障。
通过防灾减灾移动监测系统的建设，结合现有传统监测网络，构建全方位、多层次监测模式，可准确、快速的获得覆盖全省全部的土壤墒情信息、旱情分析、发展规律的防灾减灾监测服务体系，促进和提高旱情信息的自动化监测和管理水平。为防灾减灾决策和水资源合理配置等提供科学的依据，为其它相关工作和有关部门提供基础信息参考，从而实现农业科学生产。防灾减灾移动监测系统建设以服务新农村建设和指导农业生产为出发点，能够快速、及时、有效的为农业生产提供真实、可靠的土壤墒情状况、干旱评估和科学有效的抗旱措施，保证农业的科学生产具有重要的意义。
随着全球气候变暖，自然灾害的频繁出现，干旱灾害频发，且程度加重，对农业的影响很大，使粮食安全生产受到威胁。针对粮食安全生产及农业气象事业和基础工程建设的自身发展，考虑自然气候特点及农业生产实际情况，科学、全面、客观建立防灾减灾移动式监测系统，项目建设具有先进性、经济性、适用性，可为当地的生态建设和保障粮食安全生产提供可靠的农业气象科学依据，从而为特色农业提供优质高效的农业气象保障，在指导农业生产及推动农业经济可持续发展中具有深远意义。
参考文献
[1]国家质量技术监督局，中华人民共和国建设部.土工试验方法标准[M].北京：中国计划出版社，1999
[2]中华人民共和国水利部.土工试验规范 [M].北京：中国水利水电出版社，1999.
【关键词】气象；自动站；PHP
山东省从2003年起共建立了123个自动气象站，其中国家基本（准）站23个，一般站100个[1-2]，为了更好的利用分析这些气象资料开发了数据查询软件。此软件基于B/S架构模式，在系统中，采用了B/S+Sql Server2000数据库架构模式，客户端使用浏览器进行查询，后台使用PHP[3-5]脚本语言连接SQLServer数据库。
1.平台软件功能
1.1 常规观测要素的查询
常规要素包括十分钟风向风速、空气温度、最高气温、最低气温、1小时雨量、最大风向风速的图形显示（如图1所示）。
1.2 全部观测要素的查询
全部要素包括温度、风向、风速、能见度、蒸发量、云量、气压、地温、湿度、分钟雨量、雨量的要素的的表格显示。
1.3 任意时间段的查询
包括降水、气温、最大极大风速、最大极大风速等级、二分钟风向、相对湿度、气压、能见度的要素任意时间段的资料的的图形显示（如图2所示）。
2.平台软件程序代码
程序采用php脚本语言开发，图表采用网上免费开源的jpgraph控件，省掉了开发步骤。
3.小结
平台投入业务运行后，实现了气象信息的共享和，并能够对实时自动站数据信息进行查询，极大的方便了用户，为政府部门的决策服务提供依据。在实践应用中，反映良好，在业务工作中充分发挥了集约化、自动化、运行稳定等优势。
参考文献
[1]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.
[2]杨代才，傅希德.湖北省自动气象站多要素资料显示系统[J].湖北气象，2006（3）：30-31.
[3]李存斌等.PHP高级编程及其项目应用开发[M].北京：中国水利水电出版社，2003：343-369.
[4]丁贵广等PHP动态网站建站实例与技巧――JSP与Web数据库的结合[M].西安：西安电子科技大学出版社，2001.
一、指导思想
以党的十七大精神为指导，全面贯彻科学发展观，认真抓好《丹东市农村气象防灾减灾体系建设方案》的落实和实施，努力提高气象防灾减灾服务能力，为加快实现*经济的跨越式发展，为全市人民生命财产安全提供科学、及时、准确的气象服务，为切实推进社会主义新农村建设提供基本气象保障。
二、工作任务和实现目标
1、加强乡镇（区）自动气象站监测网的建设和维护管理。我市现已建成自动气象监测站17个，基本实现区域间的有效覆盖。相关乡镇（区）要与气象部门密切协作，安排专人负责，保证已经建成的监测设备安全和正常运行，确保对突发灾害性天气的实时监测。
到2010年，完成蓝旗和凤山、草河、凤凰城一镇三区的自动气象站建设，同时争取在特色农业示范基地、旅游景区、防汛主要地段，建设多要素自动气象监测站，进一步提高气象监测水平和防灾减灾能力。
2、建设全市农业干旱监测网。为了提高干旱监测能力，在爱阳、大兴、刘家河、东汤、白旗、大堡六个乡镇设置土壤墒情监测站，对春播期和作物生长期土壤墒情进行跟踪监测，为全市防御干旱灾害指挥决策提供科学依据。
3、建设农村风能资源监测评估系统。在蓝旗、边门、刘家河三个镇建立70米自动风能监测点，获取相关风能资料，为我市风能资源开发、风电场可行性论证提供基础信息。
4、在凤凰城区、赛马镇建立自动雷电监测站各一个，与其他县（市）区的雷电监测站组成雷电灾害监测网，为雷电灾害预报、预警提供科学依据。
5、完善人工影响天气系统。我市人工增雨防雹装置现有车载火箭防雹增雨装置一部，设五个作业阵地分别在弟兄山、刘家河、大堡三个乡镇，车载火箭发射装置流动作业。现有装备不能满足全市人工防雹和增雨的需要。到2010年，鸡冠山镇、宝山镇、边门镇新建三个火箭作业阵地，配备火箭作业车及装备2部，增强作业的机动性和时效性。逐步完善雹监测预报、防雹作业指挥、防雹作业效果评估综合系统。逐步增加防雹资金投入、完善防雹人员和设备管理机制。
6、完善公共气象服务信息渠道，建立健全灾害性天气预警机制。充分利用广播、电视传播网定时气象预报和气象灾害预警信息；进一步完善手机短信气象预警机制，扩大手机短信的预警功能，力争在第一时间将气象灾害预信息发送到市委、市政府、防汛防旱指挥部、各乡镇（区）、各村和各中小学的主要领导手中。
7、积极开展雷电灾害防御工作。各乡镇（区）、各部门要加强本地区、本系统雷电灾害防御基础设施建设。气象局要依法履行雷电灾害防御工作的组织管理职责，按着国家规定的防雷设计标准、施工规范，在各类设施和场所安装防雷装置，并按规定进行审核、验收和定期检测。气象、规划、城建、公安、安全生产监督等行政管理部门要按着各自的职责，做好全市雷电灾害防御的有关工作。
关键词：大气环境监测；现状；问题；对策
中图分类号：X830 文献标识码：A
大气环境监测是我国环境监测工作中的重要组成部分。随着PM2.5监测工作的逐步高调推进，人民群众对于大气环境监测工作的关注度日益提高。事实上，除了群众关注的PM2.5之外，硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、卤代烃、碳氢化合物等分子状污染物，降尘、总悬浮微粒、飘尘及酸沉降等颗粒状污染物都是大气环境监测项目。
1 大气环境监测的现状
1.1 政府监测工作为主，民间监测工作为辅
传统的大气环境污染物监测工作的主要工作是由政府部门下设的环境监测部门执行。政府部门下设的大气环境污染监测工作的工作目的是完成政府的社会服务职能，为社会提供详实的大气环境报告，同时为环境稽查相关部门提供参考，以确定环境稽查工作的工作方向。
而民间大气污染监测工作是近年来因为环境经济的日益发达而兴起的一种民间自发的监测工作。最初执行大气污染监测工作的是不少畜牧养殖农场，农场为了展示自身的畜牧养殖环境的优势，对自身农场进行较为详细的大气环境监测。同时，很多养生度假地也开始为了吸引游客前来度假养生而进行本地的小范围大气环境监测工作。
1.2 民间监测工作主要来自数据宣传理念
对于大气污染的民间监测工作驱动力大都来自养生地或者食品原产地等对于环境的评估需要。目前，部分饮品企业的水源地和奶源地都已经开通了在线监测实时数据公开系统，这些系统的意义是显示这些企业的食材来源的环境优势。真正用于科研意义上的检测工作在民间并没有展开。
1.3 污染物分布特性造成了监测结果的差距
因为大气污染物，特别是颗粒污染物在大气中以气溶胶形式存在，多以，很多污染物表现出了很强的区域性。距离很近的两个观测点观测到的大气颗粒物污染的污染值可能差距较大。这也让民众对于大气污染监测结果的不信任感，这种不信任感使得大气污染监测大数据的市场受到了压缩。
2 大气环境监测的问题
2.1 监测网点密度不够
目前，因为大气环境监测监测系统的布置与气象站的布置基本重合的，目前，气象部门的气象站的布局，一般按照每乡镇择地布局。所以，大气环境监测的监测点布局也基本保持着每乡镇布局1～2点的方式进行。这种监测密度下，难以实现对于气溶胶系统移动的精确监测。
而民营企业对于大气环境监测的布局点主要在其生产园区内布置，布置方式为单点或者多点，甚至部分企业选用了基于SCM系统的数字化监测系统，而非基于质谱仪和色谱仪的物理监测系统。这些监测点的监测数据置信度不高，难以实现科学严谨的监测。
同时，有效监测大气中层和高层污染情况的空飘气球监测法，因为其成本较高，设备难以复用，目前的使用密度也难以达到大气质量大数据的具体要求。甚至不少监测承包单位会选择数据造假的方式降低监测成本。
2.2 没有形成统一的监测体系
目前，即便是政府下设的大气环境监测机构，也是直接对当地政府相关部门负责，目前没有一个统观全国的大气污染监控管理部门对于大气污染进行统一部署和数据整理。全部数据均上报到国家气象局的大数据中与气象数据同步汇总。从系统实质上，大气污染数据与气象数据有着本质的区别，目前我国需要一个单独部门对于大气污染的监测负责，这个部门可以是一个政府部门，也可以是一个企业。但是目前尚没有成立这样一个全国统一的独立的部门的时间表和议程。
2.3 数据科研目的性不强
近年来，民间要求整合一个大气质量监测系统的呼声逐渐增强，不少高校的专家学者也及著作，提出统一的具有科研价值的数据大气数据监测系统的工作已经刻不容缓。但是，目前来说形成该大数据整合的投资来源无从获得，且项目为纯公益项目，无法为投资人提供足够的投资回报率。所以，目前的大气污染数据来自不同的部门，在气象部门汇总，然后通过气象信息通道面向全国。这些数据对于大气治理科研工作的指导价值不强。这一状态值制约我国大气治理研究的一个主要瓶颈。
2.4 篡改数据的事件有所发生
首先，对于企业测量数据来讲，其目的是展示当地大气成分的良好状态，所以，在大气环境发生恶化时，部分企业会对企业监测数据进行修改。甚至部分生成公开其食材原产地大气污染状况的企业，并没有真实部署监测系统，而是采用纯粹伪数据的方式进行“监测”。同时，在政府相关部门中，也存在不负责任的个别员工不按流程操作的情况，这种情况可能造成政府相关部门的部分监测结果不准确。所以，目前我国的大气污染监测数据在民间的关注度居高不下，但是置信度一直打不到令人满意的结果。
3 大气环境监测的对策
3.1 提高监测人员责任心
监测人员的责任心对于监测数据的准确性和客观性有着直接的关系。不管是政府相关部门的监测网点工作人员还是环境依赖企业的环境监测人员，都应该保持高度的责任心和使命感，努力提供准确详实的大气环境监测数据。
3.2 实现在线实时监测
大气环境监测的实时监测并不是采用基于监测芯片的纯电磁监测，而是通过远程读表技术实现数据的自动读出。通过在线实时监测系统，民众可以得到更加准确客观的大气环境监测数据，企业也会对大气环境保护工作更加重视。只有企业对于大气环境保护工作重视了，才会充分发挥企业之间的相互监督效应，让环境依赖企业主动监督环境污染企业，使得部分污染企业无处遁形。
3.3 建立健全独立的信息体系
大气污染指数通过气象网站和天气预报面向公众的现状来自气象部门对于各地大气环境监测部门的管辖权。此举使得监测部门和稽查部门分属两个部门管辖，其业务传递和执行过程中存在较明显的隔阂。所以，建议国家进行机构调整时，充分考虑到环境监测和环境稽查部门的业务相关性，而并不是仅仅考察大气环境监测和气象监测的技术相似性。将大气环境监测、土壤环境监测、水环境监测等环境污染监测部门在各自的技术职能部门中划分出来，统一归环境稽查部门管辖，这一方式可以使得包括大气环境监测工作在内的所有环境监测工作渠道更加畅通。
3.4 构建专业检测体系或者独立部门
包括大气环境监测部门在内的环境监测部门应该首先受到全国统一的内部调度和业绩考察，而不是分属于各个地市的相关政府部门管辖。基于政府及企业对于环境监测的长期硬性需求，该部门可以进行企业化改制，从而实现更加独立的监测环境。同时也为加大监测点密度的融资创造条件。该企业可以面向重点的环境依赖企业提供全面的专业的环境监测服务，同时承接国家的环境监测任务，从而得到运营的基本业务收入。
结语
近年来，随着PM2.5的监测工作高调推行，我国的大气环境监测工作逐渐走到前台。但是，基于历史原因，我过的大气环境监测工作仍然存在一系列的问题，这些问题可以在不久的将来通过国家的体制改革逐渐的得到改观。
参考文献
[1] 杨健华.提高大气环境监测质量的措施探讨.[J].科技创新与应用，2014（01）：128.
关键词 氢气；泄漏；监测；报警
中图分类号P41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）103-0150-02
0 引言
经过近些年的发展，新疆气象部门已初步建立起一套较为完善的气象观测网络。目前全区有14个L波段探空雷达站，配备有13部水电解制氢设备，水电解制氢设备是气象高空探测业务制取氢气的主要手段。我区投入业务运行的水电解制氢设备通过多年的运行发现，制氢设备的氢气分离器、电解液循环、气体排空、压力平衡等系统连接处及氢气输送管线泄露氢气的现象时有发生。氢气是无色无味的易燃易爆气体，看不见，摸不着，若不能及时检测发现排除氢气泄漏点，存在安全隐患，将造成人身及财产损失。
虽然水电解制氢设备安装有压力、温度等报警装置，但对氢气泄漏定期维护时需要进行人工检测，不能做到及时发现排除泄漏点。为确保制氢用氢安全，需要在制氢室、充球室、储氢室安装氢气泄漏测报仪。
氢气泄漏测报仪能够自动检测空气中氢气的含量，从而实现自动报警，提醒操作人员及时检查排除氢气泄漏点，保证制氢用氢安全，减少人身财产损失。
随着气象业务的发展，全疆气象观测技术保障体系建设和技术保障手段以及效率要与气象监测系统建设速度及需求相适应，特别是某些水电解制氢设备建在办公区域或离住宅区较近的地方，制氢业务安全监测工作就显得尤为重要。因此，开展全区氢气泄漏监测报警系统建设是十分必要的。
1 系统需求
目前，全区探空站氢气泄漏监测报警系统的基本需求为：通过氢气测报仪和终端软件对氢气流速的监测实现全疆探空站氢气泄露检测报警功能。
当制氢站氢气泄漏时，台站安防联控主机将持续发出蜂鸣声，并自动以手机短信的方式将报警信息发送到指定手机上。系统中心端氢气泄漏监测报警功能页面上，站点图标变成红色报警状态，同时显示氢气泄露动画图标。
通过该功能，便于业务管理人员、技术保障人员、制氢人员实时浏览全疆制氢站制氢、用氢情况，制氢安全生产监测技术手段得到大幅提升。
2 总体设计
2.1建设目标与思路
本系统的建设目标是：一、氢气泄漏时，台站安防联控主机将持续发出蜂鸣声，并自动以手机短信的方式将报警信息发送到指定手机上；二、搭建中心端管理平台，便于业务管理人员、技术保障人员、制氢人员实时浏览全区制氢站制氢、用氢情况。
2.2 总体结构设计
为了满足我区各级气象部门对探空站氢气泄漏监测报警需求，该系统应采用三级网络结构：各个气象站为一级网络，各地市气象局为二级网络，自治区气象局管理中心端为三级网络。
自治区级：自治区级系统设计和建设重点为中心端管理平台的搭建、系统的运行维护，进而实现全区探空站氢气泄漏监测报警信息资料的在线调用。
地市级：地市级用户通过B/S方式直接登录区局中心服务器，对本地市所辖台站进行管理、监督。
台站级：台站级氢气泄漏监测报警系统侧重于系统的前端采集单元、氢气泄露监测单元建设，主要任务是氢气泄露检测单元的正常运行。
2.3总体功能设计
氢气泄漏监测报警系统从功能上进行划分，可分为硬件系统功能和软件系统功能两部分。
2.3.1硬件系统功能
氢气泄漏监测报警硬件系统功能包括：制氢主机室氢气泄露报警、储氢室氢气泄露报警、充气室氢气泄露报警、信息流存储、防雷设计等。其中：信息流存储功能实现报警信息的存储。防雷设计主要实现信号线路防雷与电源线路防雷功能。
2.3.2软件系统功能
根据氢气泄漏监测报警系统三级体系架构设计模式，中心端管理平台主要通过接收氢气测报仪信号和终端软件对氢气流速的监测实现探空站氢气泄露报警、用户及角色管理、GIS管理、设备管理、自动对时、“心跳”检测、视频流远程管理以及日志管理等功能。
软件系统开发环境：氢气泄漏监测报警系统编程环境采用Microsoft Visual Studio 2010，数据库环境采用Microsoft SQL Server 2008。
监测功能：实现氢气检测传感器接入，并可实现氢气泄露自动报警功能。
管理功能：具有对各级系统管理员、操作员账号、密码和操作控制权限灵活管理的功能。
其它功能：实现用户多级远程访问和管理功能；“心跳”信息检测功能；时间同步功能；电子地图功能；可连接报警设备，如红外探头、警灯等；并可实现自动报警功能、远程报警及报警开关的功能。
2.3.3 网络传输的实现
目前，新疆气象局内网带宽为6Mb/s左右，氢气泄漏监测报警系统默认占用带宽为512kb/s（最小可调整为300Kb/s左右），若增加摄像监控功能，其占用带宽约为700Kb/s左右。所以，氢气泄漏监测报警系统可以直接利用新疆气象局内网进行数据传输，不会影响正常的气象业务网络带宽。
3 结论
新疆探空站氢气泄漏监测报警系统的建设，将切实加强全疆探空站制氢业务的监测力度，及时发现探空站制氢机、储气罐存在的安全隐患，有效保障全疆探空站制氢业务系统的安全运行，为新疆气象事业的快速发展保驾护航。
参考文献
[1]南京大桥机器厂.GFE（L）1型二次测风雷达原理和维修[G].南京：南京大桥机器厂，2006.
[关键词] 区域自动气象站 给预报服务 好处
[中图分类号] TP311.52 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2016）11-0292-01
最近几年，娄底市气象局加强气象为农服务设施建设，优化农村气象灾害监测站点布局，加快农村山区、林区、重要流域、地质灾害易发地区的气象灾害监测预警系统建设，在雷电多发地区开展农村雷电灾害观测，完善乡镇自动气象站建设。要以农村信息化体系为依托，结合突发事件预警信息平台和广播村村通工程建设，加大自动气象信息设施建设力度。要按照发展现代农业的需求，加强农业气象观测和小气候观测，完善农业气象观测站点建设，建立现代农业专业气象观测网络。要组织编制符合实际的农村住宅防雷装置设计安装指导图集，引导农民按照防雷规范标准建房，推进农村科学防雷，把农村防雷设施建设与市级中心镇建设、新农村建设结合起来，把农村危旧房改造和农村中小学防雷建设结合起来，切实提高农村建筑物防雷减灾能力。
1 湖南省自动化气象站建设和服务现状
目前，湖南共有区域自动气象站超过3450个，位居全国之首，覆盖了湖南全省所有乡镇。高密度的覆盖范围也为设备维护、保障带来了巨大压力。湖南省气象部门高度重视区域自动站资料传输与应用，只有及时传报数据才能进一步加强中小尺度天气的监测，为灾害性天气区域联防提供条件。地方政府部门重视和强调要狠抓区域自动站的维护保障与资料传输质量，要求各级台站做好当地区域自动站的维护保障工作，一旦出现问题必须及时上报并处理，不能延误。进一步加强自动站资料传输的考核与管理，严格执行《区域自动气象站运行管理办法》，在关键时期要每周对全省区域自动站资料传输以及设备运行情况分站进行通报。目前湖南区域自动气象站传输质量位居全国第八，是自动站建站以来的最好成绩。在提高资料传输的基础上，为了进一步提升区域自动站资料的应用价值，湖南省气象局信息中心对“中尺度监测资料应用平台”进行了升级和改版，这样就保证了全省3000多个自动站，任何一个自动站的雨量达到一定阈值就会发生警报提示预报服务人员发送预警，大大提升了自动气象站数据应用的时效性。
2 区域自动化气象站给预报服务好处分析
2.1 在设施农业生产方面带来的好处
实现设施农业的工业化和现代化建设是未来我国农业实现现代化的重要途径之一，而设施农业的智能化和现代化的实现需要强有力的建设水平和技术装备作为后续保证。设施农业精准化控制离不开精细化的监测仪器和设备，而自动化气象站作为气象监测的实施者，对于保证设施农业安全生产有着很强的作用，在未来能够起到显著的促进作用。最近几年，国家正在大力倡导实施物联网技术，实现对农业生产技术的高效控制，自动化气象站可以借助这个机遇，实现更好的发展。在未来自动化气象站所扮演的预警角色越来越突出。例如在设施大棚生产过程中，“自动气象站”，可以对棚内温度、湿度、风向、风力、光照强度、土壤湿度等气象因子进行24小时不间断自动监测记录，全天候为菜农提供准确的第一手气象资料，“自动气象站"随时滚动播放着观测数据、最新天气预报信息和每日气象服务信息。如果棚内温度、湿度低于或高于设定数值时，就会自动报警。此外，安装在蔬菜大棚里的微型气象站由太阳能板供电，可对风向、风速、日照、雨量、湿度、地表温度等多个气象数据进行实时动态监测，这些监测数据还可导入电脑，进行科学统计分析，用以监测大棚小气候。气象监测数据约每分钟更新一次，通过无线传输传到接收端后可自动存贮并分析温、湿度等各项指标，还可预测未来一至数小时的天气变化趋势。
2.2 在农业气候因素监测方面所带来的好处
首先，灌溉系统。水是珍贵有限的自然资源。土壤湿度测量时，通过使用不同的传感器技术（张力、水印、FDR传感器等），综合考虑到降水等因素，可以优化灌溉，实现智能控制；其次，霜报预警。当超过特定温度传感器设定值时，T-Warne天气工作站可同时向8个手机号码发送SMS短信。这些阈值可在任意时间通过密码保护的互联网登陆进行设置。温度报警功能可以应用于多个领域，如可实现果园、土豆场、葡萄园降霜预警。可设置若干预警阈值。除了霜冻预警，还可用于储藏室温度预警，亦可用于多通道培养系统领域；再次，环境水平衡。组合使用总体辐射、风速和风向传感器，可对多地多作物进行气候水平衡（蒸发蒸腾作用）测试；最后，作物保护。空气温度、湿度、降雨、和叶片湿度信息是可靠预测常见植物疾病的依据。应用T-Warner工作站，可以进行多项植物疾病预防。
参考文献
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