DB15/T 3971-2025 荒漠生态系统高时间分辨率智能气象观测技术规范

标准名称​：内蒙古自治区地方标准DB15/T 3971-2025《荒漠生态系统高时间分辨率智能气象观测技术规范》

​1. 范围与目的​

• 适用于内蒙古荒漠生态系统的高时间分辨率气象观测，规范气象站的设计、生产及数据采集处理。
• 涵盖观测站类别、要素、组成结构、功能要求、安全与环境要求。

​2. 规范性引用文件​

• 引用GB/T、QX/T等21项标准，涉及盐雾试验（GB/T 2423.17）、外壳防护等级（GB/T 4208）、自动气象站（QX/T 520）等，确保技术细节合规。

​3. 关键术语与定义​

• ​荒漠生态系统​：由超旱生植物与非生物环境形成的自然系统。
• ​智能自动气象站​：具备自动观测、数据处理、远程操作功能的设备。
• ​高时间分辨率数据采集器​：支持秒级采样（1次/s）的装置。
• ​采样瞬时值​：单次测量的气象要素值。

​4. 观测站类别​

• 属于地面观测层的“应用气象观测站”，符合QX/T 485-2019分类。

​5. 观测要素​

• ​常规气象要素​：气温、湿度、气压、风速、风向、降水、地温（草面/地面/浅层/深层）、辐射（总/净/直接）、日照、蒸发。
• ​生态气象要素​：土壤体积含水量、pH值、地下水位。

​6. 组成结构​

• ​硬件​：
  • ​传感器​：配置气温、风速、土壤含水量等传感器，地温含4层监测，辐射分3类。
  • ​采集器​：含微处理器、时钟、存储器等，支持分布式组网。
  • ​外围设备​：电源（交流/太阳能）、通信终端、防雷装置。
  • ​配套设备​：风杆、百叶箱、支架。
• ​软件​：嵌入式采集软件及业务软件，支持数据存储（BUFR格式）与远程传输。

​7. 功能要求​

• ​数据采集​：
  • 采样频率达秒级，最高频率见表2（如风速240次/min，土壤pH值1次/min）。
  • 观测时序按气温、湿度、风速等顺序执行。
• ​数据处理​：
  • 算术平均法（气温、湿度等）、滑动平均法（风速、能见度）、矢量平均法（风向）。
  • 数据质量控制：界限值检查、时变检查（依据QX/T 118-2020）。
• ​数据存储​：
  • 采样值存储≥72小时，掉电保存功能。
  • 业务数据按BUFR格式保存。
• ​数据传输​：支持主动/被动模式，无线或有线传输。

​8. 安全要求​

• 符合QX/T 520-2019，涵盖防雷、电气安全、设备防护等。

​9. 环境适应性​

• ​工作条件​：
  • 温度：-40℃~60℃；湿度：0%~100%RH；气压：450~1060 hPa。
• ​耐久性​：
  • 盐雾试验48小时（GB/T 2423.17）；外壳防护等级符合IP代码（GB/T 4208）。

​10. 数据处理方法（附录A）​​

• ​算术平均法​：用于气温、湿度等平均值计算，剔除错误数据。
• ​滑动平均法​：用于3秒、10分钟平均风速等。
• ​矢量平均法​：计算风向平均值，考虑单位矢量分量。

​11. 目标与意义​

• 确保荒漠地区气象数据的高精度、高频率采集，支撑生态监测与科研。
• 通过智能化和抗恶劣环境设计，提升观测设备的可靠性与数据连续性。