一种现代气候与环境综合观测站观测仪器的系统集成方案

张北斗兰州大学大气科学学院

主要内容主要内容

一、兰州大学半干旱气候与环境观测站简介

二、 SACOL观测仪器输出接口分析

三、 SACOL观测仪器集成通讯方法 ★

四、 SACOL观测资料共享探讨 ★

■ 2005 年 12 月建立 ■ 科研仪器经费 1600 万元

■ 基础建设经费 420 万元 ■ 具有国际水准的观测站

兰州大学半干旱气候与环境观测站 (SACOL)

CEOPCEOP －－ SACOLSACOL 站基本情况站基本情况

中国气象局资料中心整编的 605 个气象站 1961 年～ 2002 年 42 年逐日降水资料

一般按长期年平均降水量将干旱荒漠区分为干旱区和半干旱区。

SACOL

SACOL

兰州大学榆中校区

兰州

优良的维护保障条件

地理位置（ 35.32N, 104.09E ）

观测站

观测场地面积

SACOL 综合观测场20 万平方米

观测站已加入的国际观测网

云的观测①利用激光雷达观测云底和云顶高度；②利用微波辐射仪进行云水含量的观测。气溶胶观测①用激光雷达观测气溶胶、消光系数垂直分布特征；②用多波段太阳光度计观测气溶胶、水汽和臭氧光学厚度；③用气溶胶粒子谱仪光侧气溶胶尺度谱分布；④利用积分浊度仪和黑碳仪观测气溶胶散射和吸收特性。土壤含水量、温度和热通量观测①利用 CS616- 土壤体积含水量测定观测量土壤含水量；②利用 STP01-L50 土壤土壤温度测定测量土壤温度；③利用 HFP01SC-L50 土壤热通量仪测量土壤热通量；④利用蒸发皿观测地表潜在蒸发 , 用 Lysmeter 观测地表实际蒸发。

观测项目观测项目

近地层观测①利用铁塔多层的风、温、湿仪器进行微气象和局地小气候 观测；②利用太阳直接辐射、地表反射辐射、大气长波向下辐射和 地面长波向上辐射等辐射分量观测仪器，分析地表辐射 平衡；③利用超声脉动仪器观测大气动量、感热和潜热湍流通量， 并结合辐射平衡的观测，研究地表热量平衡和水分输送。

大气垂直扩线观测①用双波长多通道地基微波辐射仪进行温度和湿度垂直分布；②用系留气球观测大气边界层进行大气风、温、湿垂直分布。

观测项目观测项目

生态观测生态观测①降水量，降尘量及其有机碳含量；②植被的生物量包括（地上现存量、凋落物、立枯物量与地下

植物量）；③植被物种数、密度、高度、盖度等④土壤呼吸（ Li-6400+6400-09 光合作用仪）⑤ 0 ～ 200cm 土壤水分含量 , （ TDR 土壤水分测定仪）⑥ 0 ～ 100cm 土壤的物理、化学、生物学特性。

观测项目观测项目

兰州大学气候灾害移动监测系统

2008 年中美沙尘暴联合观测试验

激光雷达

微波辐射仪－ TV-WVP

大气成份监测系统

辐射仪器平台

多波段光度计

通量观测

近地层观测

卫星资料接收系统 接收 EOS/MODIS(TERRA 和 AQUA), NOAA 和 FY-1C/D ，

FY-2C/3

大型数据计算处理平台

SGI  Origin 350  服务器

SGI Origin 2100 服务器

SGI Origin 2000 服务器

计算能力为 1T

存储能力为 8T

APO 并行工具

O2 图形工作站

SACOL Measurements SACOL Measurements 管理界面 管理界面

提出：建立一个以现代通信技术为基础的数字传

输系统，实现观测仪器集成式通讯管理。

SACOL 观测仪器集成通讯图

RS232 长线驱动器改进接线方式

MFR 和 UVMFR 输出串口使用了 DCD 、 RX 、 TX 、 DTR 、 GND 、 CTS 信号， 即：输出 RS232 串口使用的是 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 8 引脚， 6 、 7 脚、 9

脚未用。

数采远距离通讯方案一： TCP 数据包方式远程通讯

Campbell 公司的 CR1000 、 CR23X 、 CR5000 等系列数据采集器输出的RS232 串口使用了 2 、 3 、 5 脚，但电压值极低，无法使用串口取电型的 RS232至 422 转换器完成远距离传输。

数采远距离通讯方案二： RS422 差分方式远程通讯

SACOL 观测仪器集成通讯图

SACOL观测资料共享

闭建荣bijr@lzu.edu.cn

移动观测车、辐射等 .

史晋森shijs@lzu.edu.cn

大气成分 等 .

王鑫wxin@lzu.edu.cn

气溶胶 等 .

黄忠伟huangzhw03@lzu.cn

激光雷达 .

张北斗zbd@lzu.edu.cn

数据库、微波辐射计 .

SACOL 主页

英文 http://climate.lzu.edu.cn

中文 http://climate.lzu.edu.cn/chinese

欢迎各位专家指正！欢迎各位专家指正！