国家标准计划《冻土观测 频域反射法》由 TC507（全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国气象局。

主要起草单位 河南省气象科学研究所 、河南中原光电测控技术有限公司 、中国气象局气象探测中心 、河南省气象局 。

在我国，冻土分布广泛，季节性冻土和多年冻土影响的面积约占中国陆地总面积的70% ，其中多年冻土约占22.3%，随着全球气候变暖的加剧，冻土圈层也在不断演变，对农业、交通、基建都产生了较大的影响，动态监测冻土的变化规律对我国人民生活和经济建设有着举足轻重的影响。

长期以来，冻土观测一直依赖人工冻土器，操作繁琐且无法反映真实的冻土状况，为此，我国气象部门组织有关科研单位开展公益性行业（气象）专项“冻土自动化观测技术研究”，成功研制了利用频域反射法进行冻土观测的冻土自动观测仪，填补了国内外无法进行自动精准观测冻土的空白。

频域反射法观测冻土具有智能化、模块化、分辨力高、测量精确的特点，已广泛应用于生态、气象、农业、交通等行业，在西藏、新疆、内蒙古、青海等地区进行了大量的安装布设，由于频域反射法冻土观测仪的观测原理和传感器结构的特殊性，需在选址、校准、安装等方面进行合理操作才能保障观测数据的真实可靠，在参数设置、数据采集、数据处理和存储等方面进行规范，可保证冻土观测资料的应用效果，因此，随着频域反射法冻土观测方法在气象、交通、农业、生态等领域不断扩大应用范围，急需制定频域反射法冻土观测的相关标准，以保证社会资源的合理利用，发挥观测资料的有效价值。

标准的范围和主要技术内容（不少于600字） 本标准规定了采用频域反射法观测冻土的观测项目、选址要求、仪器要求、观测步骤。本标准适用于频域反射法冻土自动观测站的建设、运行和维护。 频域反射法观测冻土主要利用传感器发出的电磁波在土壤融冻变化时产生的频率突变，测量冻土深度的观测方法。通过分析现有频域反射法冻土观测的测量原理及传感器结构组成，研究其标定计算方法、观测项目和测试试验流程，制定频域反射法观测冻土相关技术要求。主要技术内容包括规定了频域反射法观测冻土的原理和观测项目，并在观测地段选择、仪器性能、安装布设、观测步骤、运行维护、数据 处理和存储等方面进行了要求。 首先，明确了定义、观测原理和项目，频域反射法是根据土壤中水和冰介电常数数值上存在差异的特性并采用频域反射原理观测冻土的方法，由GB/T 35234中3.1冻土的定义可知，形成冻土的两个关键条件是含有水分的土壤和温度下降到0℃或者0℃以下， GB/T 35234地面气观测规范中冻土观测是指各测量各冻土层上下限深度，科研、交通、农业、生态等领域的冻土观测除了测量各冻土层上下限深度外，还测量各冻土的温度、 体积含水量等要素。因此本仪器的直接测量的为各冻土层上下限深度、土壤体积含水量和土壤温度，导出量为冻土的土壤重量含水量、土壤相对湿度、土壤有效水分贮存量。然后对时制和日界、校时、观测任务和元数据提出了要求。 其次，对观测场地选址、仪器安装进行了规范。仪器选址应能代表当地冻土区独特的气候条件、植被覆盖、地形、土壤等自然环境特性，距离建筑物、供暖、道路等在20m以上，以保证没有人类活动干扰活动冻土层，观测场地确定后不得随意改变，以保证冻土观测资料的连续性和一致性。仪器布设与场地内其他仪器互不影响，便于操作并符合以下要求：按照仪器使用说明书要求，在规定的地段安装设备；数据采集箱在北边，传感器在南边；传感器安装层数和深度应符合观测要求；传感器和数据采集器应使用专业电缆连接，电缆不应架空布设，可穿入电缆管或安装在电缆井内；将仪器置于围栏内，并给出明显标识，以避免损坏；仪器距防护围栏边缘不小于1m。对防雷也进行了规定。 再次，对仪器的测量性能、维护提出了要求，应按照技术说明书要求定期对观测仪器进行检查，发现仪器故障时，及时维修或更换，保证仪器的技术性能符合要求和观测资料连续性。应定期对防雷设施进行全面检查，对接地电阻进行检测。 最后，对参数设置、数据采集和计算、数据处理和存储等观测步骤进行了要求。仪器使用前应设置站点参数，包括台站编号、经度、纬度、海拔高度和观测地段标识；仪器实时自动采集观测数据，每隔10min读取一次测量结果，每6个观测值的算术平均值作为该小时的观测值；以测量的土壤体积含水量为基础，按照附录B提供的公式计算冻土的土壤重量含水量、土壤相对湿度和土壤有效水分贮存量；存储整点的观测数据，存储容量应不小于1个月。．制定标准拟采取的主要方法（包括主要技术方法、组织措施等） 主要技术方法： （1）通过分析频域反射法冻土自动观测仪的构造及测量原理，分析观测仪的观测试验过程和所需的器材、设备及材料，确定该方法进行冻土观测所需的土壤地段、环境条件、配套设施等条件的规格及数量。 （2）选取典型地段，开展进行频域反射法冻土自动观测仪的观测试验，研究其标定计算方法、观测项目和测试试验流程，制定频域反射法观测冻土的相关技术要求，明确频域反射法观测冻土的原理和观测项目，并在观测地段选择、仪器性能、安装布设、观测步骤、运行维护、数据处理和存储等流程进行测试试验。 （3）对试验测试数据进行整理分析，结合相关仪器设备的标准规范要求，合理制定适用于频域反射法冻土自动观测站的建设、运行和维护。 工作和保障措施和落实情况： 项目承担单位河南省气象科学研究所长期从事气象应用仪器的开发和研制工作，在国内率先开展自动土壤水分观测仪、冻土自动观测仪、农业气象自动观测系统等自动化观测设备的研发工作，承担过中国气象局定型命名的DZN2型自动土壤水分观测仪、DTD5型冻土自动观测仪的开发研制、标定试验及定型考核工作，有较为丰富的理论和实践经验，自建的冬季环境模拟实验室具有完备的冻土试验条件。项目组有长期从事土壤水分研究、冻土观测研究、材料结构研究和软件开发的专业人员，其中有研究员、高级工程师多名，并具有较为丰富的标准编制经验，可保证标准制定的实用性和可操作性。