淺析大氣地面觀測(cè)

■農(nóng)樹(shù)海 黃河

（隆林各族自治縣氣象局 廣西百色533400）

淺析大氣地面觀測(cè)

■農(nóng)樹(shù)海 黃河

（隆林各族自治縣氣象局 廣西百色533400）

本文對(duì)大氣地面觀測(cè)進(jìn)行探究分析，闡述了相關(guān)大氣地面觀測(cè)的方法及容易出現(xiàn)的誤差，并提出相關(guān)促進(jìn)大氣地面觀測(cè)的方法。

地面觀測(cè)誤差分析

氣象的變化與人們的生活的方方面面都有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，它影響著交通、出行以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展等方面。地面觀測(cè)的目的之一就是通過(guò)儀器和人力的觀測(cè)給出比較精確的天氣數(shù)據(jù)從而為人們提供天氣變化的情況。盡管氣象觀測(cè)站的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)水平和工作人員能力逐步提高，但是地面觀測(cè)的疑誤記錄現(xiàn)象仍然存在。

1　大氣地面觀測(cè)

1.1大氣地面觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)

安置室外儀器設(shè)備和進(jìn)行觀測(cè)的場(chǎng)所。要求設(shè)在對(duì)當(dāng)?shù)氐奶鞖夂蜌夂蚓哂幸欢ù硇缘牡攸c(diǎn)，如：四周空曠，場(chǎng)地平坦，遠(yuǎn)避坡谷、水澤和林木等地形地物的影響。場(chǎng)地的標(biāo)準(zhǔn)面積為25×25米2,場(chǎng)內(nèi)保持不超過(guò)20厘米高的均勻草層，圍欄涂以白漆，防止輻射影響。

1.2氣壓測(cè)量?jī)x器

常用的有水銀氣壓表和空盒氣壓表兩種。水銀氣壓表是將一支一端封閉的玻璃管抽成真空，注滿水銀，再將開(kāi)口一端插入水銀槽中，以水銀槽平面到管內(nèi)水銀柱頂?shù)母叨葋?lái)測(cè)量大氣壓力。氣壓表的玻璃管外配有測(cè)量水銀柱高度的銅管標(biāo)尺，當(dāng)測(cè)量氣壓時(shí)，溫度和重力加速度與上述情況不符，則必須對(duì)由此引起的偏差加以訂正。水銀氣壓表測(cè)量精度較高，性能穩(wěn)定，常作為標(biāo)準(zhǔn)氣壓表；空盒氣壓表是由扁平的金屬膜片空盒組構(gòu)成，盒內(nèi)的氣壓較低。利用彈性應(yīng)力與大氣壓力相平衡的原理，以它形變的位移測(cè)定氣壓。其優(yōu)點(diǎn)是便于攜帶和安裝。但由于金屬膜片的彈性系數(shù)隨溫度變化，須采取溫度補(bǔ)償措施；空盒形變存在彈性滯后，在一定的氣壓范圍內(nèi)，升壓和降壓的形變曲線不重合。上述兩個(gè)因素使空盒氣壓表的測(cè)量精度低于水銀氣壓表?？蘸袣鈮河?jì)應(yīng)用空盒氣壓表的原理制成，它是一種能自動(dòng)記錄的氣壓表。

2　地面氣象觀測(cè)設(shè)備工作原理與維護(hù)

2.1溫濕度傳感器的原理維護(hù)維修

HMP45D溫濕度傳感器采用鉑電阻感應(yīng)元件（Pt100）測(cè)氣溫，是無(wú)源的電阻輸出；采用電容式薄膜聚合物感應(yīng)元件直接測(cè)相對(duì)濕度，是有源的0-1V電壓輸出。溫度和濕度感應(yīng)元件裝在傳感器頭部帶有濾膜的保護(hù)罩內(nèi)。溫室傳感器一般安裝在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)（室外），是可同時(shí)測(cè)量空氣溫度和濕度的遙感儀器。電容式薄膜聚合物濕度傳感器是利用薄膜聚合物材料吸濕后介電特性發(fā)生變化的原理來(lái)測(cè)量相對(duì)濕度的。

2.2溫濕度傳感器的日常維護(hù)

保持百葉箱內(nèi)通風(fēng)良好，定期清掃灰塵；在清潔維護(hù)時(shí)，應(yīng)選擇陰天等適宜的天氣，以免造成采集數(shù)據(jù)的異常。防止溫室傳感器頭部保護(hù)濾膜罩被灰塵污染，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)拆開(kāi)傳感器頭部的網(wǎng)罩用毛刷等對(duì)其進(jìn)行清潔，或及時(shí)更換過(guò)濾罩。定期檢查傳感器的各連線處是否松動(dòng)，螺釘要緊固，保證接觸良好。此外，每日20時(shí)應(yīng)將自動(dòng)站的溫濕度和人工觀測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，若兩者比較，溫度的差值在1.0度以?xún)?nèi)，濕度相差在10%（根據(jù)各省規(guī)定）以?xún)?nèi)時(shí)，可視自動(dòng)站傳感器正常，若比較后，溫度超過(guò)1.0度，濕度超過(guò)10%，則視為溫濕度超差，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

2.3對(duì)觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)

保持自動(dòng)站設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，每小時(shí)正點(diǎn)前10分鐘要查看數(shù)據(jù)采集器的顯示屏或計(jì)算機(jī)顯示的實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)是否正常，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)，需要及時(shí)對(duì)長(zhǎng)Z文件進(jìn)行質(zhì)量質(zhì)控和實(shí)時(shí)跟蹤。每日日出后和日落前應(yīng)巡視觀測(cè)場(chǎng)和值班室內(nèi)的儀器設(shè)備，查看各傳感器是否正常、雨量傳感器的漏斗有無(wú)堵塞、地溫傳感器的埋置是否正確、風(fēng)向、風(fēng)速傳感器是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、直接輻射表跟蹤是否正確等。同時(shí)需要嚴(yán)格按照每一工作日20時(shí)進(jìn)行匯總對(duì)比的規(guī)定，對(duì)人工觀測(cè)與自動(dòng)觀測(cè)所得到的地面氣象數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總與對(duì)比，并做好當(dāng)日數(shù)據(jù)文件的備份。定期按氣象計(jì)量部門(mén)制定的檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，不得超檢。

3　如何更好地進(jìn)行大氣地面觀測(cè)

3.1地面觀測(cè)學(xué)習(xí)要點(diǎn)

自動(dòng)觀測(cè)各項(xiàng)目同時(shí)在“0.0”分采集正點(diǎn)數(shù)據(jù)。自動(dòng)站按采集器內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采集器每20小時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行時(shí)間校正，當(dāng)需對(duì)自動(dòng)站系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間校正時(shí)，必須針對(duì)采集器的內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整。自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)供電、防雷、防水等環(huán)境要求高，因此與自動(dòng)觀測(cè)儀器密切相關(guān)的配電、防雷和儀器的接地必須符合規(guī)范要求?！白詣?dòng)站儀器技術(shù)性能”中的“準(zhǔn)確度”，要求≥95%的“觀測(cè)誤差”落在“準(zhǔn)確度”范圍內(nèi)。對(duì)明顯的“野值”，應(yīng)按“異常”記錄處理。處理時(shí)注意與大氣本身的“脈動(dòng)性”相區(qū)別。

3.2能見(jiàn)度儀器使用

能見(jiàn)度自動(dòng)觀測(cè)站址選擇要遠(yuǎn)離大型建筑物，應(yīng)安裝在對(duì)周?chē)鞖鉅顩r最具代表性的地點(diǎn)，不受干擾光學(xué)測(cè)量的遮擋物和反射表面的影響，遠(yuǎn)離產(chǎn)生熱量及妨礙降雨的設(shè)施避免閃爍光源、樹(shù)陰、污染源的影響。能見(jiàn)度儀安裝在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)時(shí)，應(yīng)在觀測(cè)場(chǎng)西北角，與風(fēng)桿東西成行，距西側(cè)圍欄7.5 m。能見(jiàn)度儀接收端和發(fā)射端分別在南北方向。水泥基座長(zhǎng)60 cm×寬60 cm×深40 cm，大風(fēng)區(qū)可適當(dāng)加大、加深，接收器和發(fā)射器的支架成南北向，接收器在南側(cè)，發(fā)射器在北側(cè)，采樣區(qū)中心高度2.8 m（±0.1 m）。避免光學(xué)系統(tǒng)朝向強(qiáng)光源，和朝向諸如雪或沙之類(lèi)的反射表面，高緯度地區(qū)要加遮光罩。儀器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)，設(shè)備至少穩(wěn)定工作10分鐘，輸出穩(wěn)定的觀測(cè)值，若輸出值在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值±10%以?xún)?nèi)，說(shuō)明儀器工作正常，若輸出值在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值±10%以外，需修改能見(jiàn)度儀校準(zhǔn)參數(shù)，將儀器輸出值校準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值±10%以?xún)?nèi)；參數(shù)修改完畢，至少穩(wěn)定工作10分鐘，確認(rèn)輸出值在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值±10%以?xún)?nèi)，方可結(jié)束校準(zhǔn)工作。

4　結(jié)束語(yǔ)

大氣地面觀測(cè)是氣象監(jiān)測(cè)工作的重要措施，轉(zhuǎn)變綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)發(fā)展方式，就要在滿足預(yù)報(bào)服務(wù)需求、提高觀測(cè)質(zhì)量和效益、觀測(cè)的科技支撐和人才隊(duì)伍素質(zhì)提高上下功夫，通過(guò)科學(xué)組織、上下聯(lián)動(dòng)、狠抓落實(shí)，實(shí)現(xiàn)地面觀測(cè)業(yè)務(wù)的更大發(fā)展和持續(xù)發(fā)展。

[1]張明陽(yáng)，氣象測(cè)報(bào)地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù) [J].網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)報(bào)，2012（22）.

[2]宋文英，氣象測(cè)報(bào)地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù) [J].北京氣象科技，2013.

[3]劉小寧，地面氣象資料質(zhì)量控制方法研究概述 [J].氣象科技，2012.

P41[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-354-1