我國校園氣象站的規(guī)模結(jié)構(gòu)格局與評價(jià)

摘要 通過對我國校園氣象站結(jié)構(gòu)規(guī)模的綜合分析與評價(jià)，提出我國校園氣象站的發(fā)展趨勢和前景。

關(guān)鍵詞 校園氣象站；結(jié)構(gòu)規(guī)模；發(fā)展趨勢和前景

中圖分類號(hào) G483 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1671-489X（2008）10-0009-02

Scale Structure and Evaluation in Campus Weather Station//Ren Yongxia

Abstract Through comprehensive analysis and evaluation， the paper presents the developing trend and foreground for our campus weather station.

Key words campus weather station；structure scale；developing trend and future

Author’s address No.14 Middle School in Wenzhou，Wenzhou， Zhejiang 325003

氣象站進(jìn)入校園是20世紀(jì)30年代由竺可楨先生提出，并率先在他任教的東南大學(xué)校園中創(chuàng)建。而后，我國中小學(xué)的校園中也曾建立過不少氣象站。新中國成立后，黨和人民政府非常重視中小學(xué)的氣象科學(xué)教育與普及，因此，校園氣象站猶如雨后春筍，在共和國的中小學(xué)校園中紛紛誕生建立。20世紀(jì)六七十年代，上海市就有70%的中小學(xué)都曾建立過校園氣象站。校園氣象站不但在我國中小學(xué)的教育與教學(xué)中發(fā)揮巨大作用，而且還為我國社會(huì)主義科學(xué)人才的培養(yǎng)作出了輝煌貢獻(xiàn)，并且在中小學(xué)的校園中形成了一道蔚為壯觀的靚麗風(fēng)景。

隨著我國教育改革的不斷深入和蓬勃發(fā)展，校園氣象站作為進(jìn)一步貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院“科教興國”戰(zhàn)略和對中小學(xué)生實(shí)施“科技教育”的載體與平臺(tái)，它更是一展豐姿，充分展現(xiàn)了它獨(dú)特的個(gè)性和多面體的三維作用。同時(shí)，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)與發(fā)展，校園氣象站的內(nèi)在機(jī)制功能不斷提高和完善，結(jié)構(gòu)格局也不斷更新發(fā)展。目前，我國校園氣象站基本上形成了地面氣象人工觀測站、地面氣象自動(dòng)觀測站和地面氣象綜合觀測站等三大規(guī)模結(jié)構(gòu)格局。

1 地面氣象人工觀測站

地面氣象人工觀測站是氣象工作的基礎(chǔ)，是獲取大氣要素?cái)?shù)據(jù)的基本場所。中小學(xué)中的校園氣象站是完全以國家氣象行政部門頒布的氣象臺(tái)站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求為藍(lán)本進(jìn)行建設(shè)的。

地面氣象人工觀測站一般由工作室、觀測場和氣象儀器構(gòu)成。

工作室是氣象站的心臟部分，是整個(gè)氣象站組織工作的基礎(chǔ)，是室內(nèi)儀器安裝、氣象數(shù)據(jù)處理和氣象產(chǎn)品制作的中心。工作室的面積一般不小于20 m2，還要置放工作臺(tái)、文件柜等設(shè)施。

觀測場是安裝氣象儀器的專門場所。按照中國氣象局頒布的《地面氣象觀測規(guī)范》規(guī)定，其面積有25 m×25 m和20 m×16 m 2種規(guī)格，而且還要求四周200 m以內(nèi)不得有視程障礙物。

氣象儀器是獲取各大氣要素的專門工具。氣象臺(tái)站所使用的儀器必須是國家氣象行政部門指定的氣象儀器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。儀器的品種與數(shù)量必須滿足規(guī)定的基本氣象要素的觀測要求。

按照國家氣象局規(guī)定的地面氣象人工觀測站的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，我國大部分的校園氣象站都沒能達(dá)到。首先是觀測場普遍偏小，同時(shí)四周200 m以內(nèi)無法排除視程障礙物。有的學(xué)校還采取分塊的方法，將儀器分別安裝在幾個(gè)地方。還有的學(xué)校將觀測場安置在樓頂上，造成所獲氣象數(shù)據(jù)的實(shí)際誤差。其次是氣象儀器的購置，有的校園氣象站采用了教學(xué)儀器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品來替代，極大程度地影響了觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重地破壞了校園氣象站建設(shè)的嚴(yán)肅性和科學(xué)性，致使校園氣象站成了單純的教學(xué)工具。

地面氣象人工觀測站是中小學(xué)校園中建設(shè)歷史最悠久，使用范圍最廣泛，也是氣象科學(xué)教育要求最基本的基礎(chǔ)設(shè)施。在70多年的運(yùn)轉(zhuǎn)中，曾為我國中小學(xué)的氣象科學(xué)教育、課外興趣活動(dòng)、共青團(tuán)少先隊(duì)組織活動(dòng)、氣象科學(xué)探究立下了汗馬功勞。雖然它的發(fā)展參差不齊，但還是有許多單位做出了成績作出了貢獻(xiàn)。如湖南省懷化市洪江區(qū)幸福路小學(xué)、浙江省德清縣洛舍中心校等校園氣象站都能被當(dāng)?shù)氐臍庀蟛块T定為該地區(qū)的氣象觀測點(diǎn)，所觀測的氣象數(shù)據(jù)允許輸入氣象部門的數(shù)據(jù)庫。小氣象員們的科學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告都能得到國家、省、市、縣領(lǐng)導(dǎo)部門的承認(rèn)與表彰。有的實(shí)驗(yàn)報(bào)告還被全國性的報(bào)紙雜志刊載，有的還被編入科普書籍，甚至教學(xué)參考書。

地面氣象人工觀測站是我國中小學(xué)中優(yōu)秀的教育裝備和不可多得的教學(xué)資源。它不但適合中小學(xué)完成教學(xué)大綱、新課程標(biāo)準(zhǔn)和課本規(guī)定要求的氣象科學(xué)教學(xué)，而且還可以為氣象科技活動(dòng)提供平臺(tái)，為素質(zhì)教育提供載體，實(shí)在是功不可沒。

但是，地面氣象人工觀測站也有其無法修正的局限：1）只能供為數(shù)不多的氣象活動(dòng)小組成員使用，無法承擔(dān)氣象科學(xué)普及和大面積學(xué)生群體共同參與活動(dòng)；2）局限于單一的校內(nèi)氣象觀測，無法與其他學(xué)校的校園氣象站進(jìn)行氣象信息的交流與溝通；3）只能獲取定時(shí)觀測的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，而無法獲取其他任意時(shí)間的氣象要素?cái)?shù)據(jù)，如節(jié)假日、假期和夜間等時(shí)間的氣象要素?cái)?shù)據(jù)；4）所獲的氣象要素?cái)?shù)據(jù)的意義只代表學(xué)校所在地的大氣狀況，而無法獲取可以相互對比的數(shù)據(jù)，也就是說只有時(shí)間縱向數(shù)據(jù)而無時(shí)間橫向數(shù)據(jù)；5）人工觀測所產(chǎn)生的誤差無法用科學(xué)的方法來訂正。

2 地面氣象自動(dòng)觀測站

地面氣象自動(dòng)觀測站是20世紀(jì)八九十年代誕生的氣象科學(xué)發(fā)展的新生事物，是一種能夠自動(dòng)觀測、記錄和存儲(chǔ)氣象數(shù)據(jù)的設(shè)備，是目前國內(nèi)外氣象部門所屬的氣象臺(tái)站、專業(yè)氣象臺(tái)站和軍事氣象臺(tái)站都在廣泛使用的基礎(chǔ)設(shè)備。它能自動(dòng)采集風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、雨量、蒸發(fā)、日照、紫外線與太陽輻射等八大氣象要素的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為大氣監(jiān)測、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究等提供與存儲(chǔ)準(zhǔn)確科學(xué)的數(shù)據(jù)。目前，世界各國的氣象臺(tái)站與校園氣象站都在推廣使用。

首先將地面氣象自動(dòng)觀測站引進(jìn)校園的是我國臺(tái)灣省的臺(tái)北市。20世紀(jì)90年代，臺(tái)北市12個(gè)區(qū)的60所中小學(xué)都安裝了地面氣象自動(dòng)觀測站，并組成了全球領(lǐng)先的微觀（micro）氣象網(wǎng)。這些學(xué)校的校園氣象站既是一個(gè)各自獨(dú)立的地面氣象觀測站，在自己學(xué)校的網(wǎng)頁上顯示校內(nèi)每天的天氣變化狀況。同時(shí)各校校園氣象站也會(huì)將每天的觀測資料送至臺(tái)北市校園氣象網(wǎng)。在這集中型的氣象網(wǎng)中，網(wǎng)站的瀏覽者除了分別看到60所學(xué)校所收集的實(shí)時(shí)或歷史的氣象資料，也可以同時(shí)看到60所學(xué)校在同一時(shí)間內(nèi)所收集到的特定氣象要素?cái)?shù)據(jù)。

其次是“香港聯(lián)校氣象網(wǎng)”。該網(wǎng)是本世紀(jì)初由香港新界翁佑中學(xué)發(fā)起，由香港地區(qū)30多所學(xué)校響應(yīng)參加所組成的。這些中小學(xué)都統(tǒng)一安裝了地面氣象自動(dòng)觀測站，由香港天文臺(tái)、香港城市大學(xué)大氣實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一集中，每天收集各校地面氣象自動(dòng)觀測站所獲取的氣象數(shù)據(jù)，通過專門網(wǎng)頁公示。同時(shí)定時(shí)組織成員學(xué)校聯(lián)合開展一系列氣象科學(xué)探究活動(dòng)。

再則就是北京數(shù)字氣象網(wǎng)。2007年初，由北京市氣象局牽頭組織海淀區(qū)八所中小學(xué)安裝了地面氣象自動(dòng)觀測站，并編寫了統(tǒng)一的氣象科學(xué)教育校本教材，進(jìn)行共同的氣象科學(xué)教育與探究活動(dòng)。

地面氣象自動(dòng)觀測站能獲取定時(shí)觀測以外任意時(shí)間的氣象數(shù)據(jù)，并長期存儲(chǔ)保留。它不但可以獲取時(shí)間縱向數(shù)據(jù)還可以獲取時(shí)間橫向數(shù)據(jù)；同時(shí)，所獲取的氣象要素?cái)?shù)據(jù)比人工觀測更準(zhǔn)確更科學(xué)。通過網(wǎng)絡(luò)可使各校之間進(jìn)行溝通與交流，使長期禁錮在校園內(nèi)的氣象科技活動(dòng)突破學(xué)校圍墻，創(chuàng)設(shè)出更大的科學(xué)探究空間。而且還可以吸收更廣泛的學(xué)生群體參與活動(dòng)。

但是，地面氣象自動(dòng)觀測站也有其不可避免的缺陷：自動(dòng)觀測代替了人工觀測以后，導(dǎo)致“科技教育”中學(xué)生要人人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的要求無法實(shí)施；減少對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)技術(shù)技能訓(xùn)練的平臺(tái)；失去了各項(xiàng)素質(zhì)培養(yǎng)訓(xùn)練的優(yōu)秀載體。

3 地面氣象綜合觀測站

地面氣象綜合觀測站是我國教育改革深入發(fā)展和對中小學(xué)生實(shí)施“科技教育”的新時(shí)代產(chǎn)物。它的綜合方式有3種類型。

第一種類型是地面氣象人工觀測站和地面氣象自動(dòng)觀測站并設(shè)。目前，世界各國和我國各地的各類氣象臺(tái)站都采用這種綜合設(shè)置的方式建設(shè)，這種綜合設(shè)置是氣象科學(xué)發(fā)展的基本趨勢。設(shè)有這種地面氣象綜合觀測站的有北京第十八中學(xué)的校園氣象站和重慶市北碚區(qū)大磨灘小學(xué)的校園氣象站等。

第二種類型是地面氣象人工觀測站和地面氣象模擬觀測站并設(shè)。地面氣象模擬觀測站是將地面氣象人工觀測站按比例縮小設(shè)置在室內(nèi)，專門供氣象科學(xué)教學(xué)和學(xué)生氣象科學(xué)技術(shù)培訓(xùn)之用。設(shè)有這種地面氣象綜合觀測站的有浙江省岱山縣秀山小學(xué)的校園氣象站。

第三種類型是地面氣象人工觀測站、地面氣象自動(dòng)觀測站和地面氣象模擬觀測站等三站并設(shè)。這種集人工、自動(dòng)和模擬于一體設(shè)置規(guī)模格局的校園氣象站是“科技教育”中的一種創(chuàng)新之舉。設(shè)有這種類型校園氣象站的有遼寧省大連市沙河口區(qū)中小學(xué)生科技中心。他們這種規(guī)模類型建設(shè)的校園氣象站在國內(nèi)尚屬首例。

地面氣象綜合觀測站是在地面氣象人工觀測站和地面氣象自動(dòng)觀測站的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)出來的校園氣象站新模式。它既能使地面氣象人工觀測站和地面氣象自動(dòng)觀測站的長處得到優(yōu)化，短處得到充補(bǔ)。又能為氣象科學(xué)在中小學(xué)中的全面普及和吸收更多的學(xué)生群體參加氣象科技活動(dòng)提供廣闊的科學(xué)空間與活動(dòng)平臺(tái)。同時(shí)，有效地彌補(bǔ)了地面氣象人工觀測站只限于少數(shù)人參與活動(dòng)和地面氣象自動(dòng)觀測站省略了學(xué)生動(dòng)手訓(xùn)練環(huán)節(jié)的缺陷。為學(xué)校氣象科學(xué)教育和氣象科技活動(dòng)闖出了一條新路，為我國校園氣象站的發(fā)展創(chuàng)出新方向。

地面氣象綜合觀測站的誕生，是我國校園氣象站又一次跨越性發(fā)展進(jìn)步的標(biāo)志；是我國氣象科學(xué)教育和氣象科技活動(dòng)深入發(fā)展的標(biāo)志；是我國“科技教育”實(shí)施在技術(shù)與措施上創(chuàng)新的具體展示；是我國教育技術(shù)裝備進(jìn)步的實(shí)際展現(xiàn)。它將帶動(dòng)與促進(jìn)其他學(xué)科科技教育與活動(dòng)的共同進(jìn)步與發(fā)展。

從上述3種規(guī)模結(jié)構(gòu)類型校園氣象站的格局來看，基本上彰顯了我國校園氣象站的發(fā)展過程和目前現(xiàn)狀。但從我國氣象科學(xué)教育普及和“科技教育”實(shí)施的時(shí)代要求來看，地面氣象人工觀測站的進(jìn)一步完善普及，地面氣象自動(dòng)觀測站的迅速推廣組合，特別是地面氣象綜合觀測站的裝備發(fā)展，應(yīng)該成為我國校園氣象站未來規(guī)模結(jié)構(gòu)格局的總趨勢和大方向。

建立和建設(shè)校園氣象站的目的就是為“科教興國”、教育改革和素質(zhì)教育的具體實(shí)施提供優(yōu)秀的平臺(tái)和載體。它的總體目標(biāo)就是通過氣象科學(xué)教育提高中小學(xué)學(xué)生的公眾氣象意識(shí)，拓寬他們的科學(xué)視野，延伸和補(bǔ)充課本知識(shí)，提高他們學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的濃厚興趣。通過氣象科技活動(dòng)，使中小學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)技術(shù)技能等方面都得到提高。因而，校園氣象站建設(shè)的創(chuàng)新是“科技教育”發(fā)展的必然，是教育改革深入的必然，是科學(xué)與社會(huì)發(fā)展的必然。