地面氣象觀測(cè)“三性”原則分析

孔劉備　孔莉

摘要 地面氣象觀測(cè)的“三性”原則為代表性、準(zhǔn)確性、比較性，是氣象觀測(cè)資料必須具有的性質(zhì)，更是整個(gè)氣象體系的基礎(chǔ)性支撐。通過闡述“三性”的含義及它們之間的關(guān)系，了解當(dāng)下地面氣象觀測(cè)工作中的重點(diǎn)和影響“三性”的主要因素，提出了相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞 地面氣象觀測(cè)；“三性”原則；代表性；環(huán)境變化；儀器性能

中圖分類號(hào) P412.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）16-0167-02

地面氣象觀測(cè)是氣象系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)性工作，地面觀測(cè)站長(zhǎng)期而穩(wěn)定地獲取具有代表性、準(zhǔn)確性、比較性的各種氣象資料，為應(yīng)對(duì)氣候變化、防災(zāi)減災(zāi)、公共服務(wù)和科學(xué)研究提供詳細(xì)準(zhǔn)確的觀測(cè)數(shù)據(jù)支撐。大氣覆蓋著整個(gè)地球，連續(xù)地流動(dòng)著，并不斷與下墊面交換能量，造成氣象要素值在空間上分布不均一和時(shí)間上具有脈動(dòng)變化。地面氣象觀測(cè)是在自然條件下進(jìn)行的，因而對(duì)氣象資料提出“三性”的要求是每位觀測(cè)員甚至每位氣象人都應(yīng)當(dāng)盡其職責(zé)去思考、去努力完成的課題。

1 地面氣象觀測(cè)“三性”原則

地面氣象觀測(cè)的“三性”原則為代表性、準(zhǔn)確性和比較性，是氣象觀測(cè)資料必須具有的性質(zhì)，更是整個(gè)氣象體系的基礎(chǔ)性支撐。

1.1 代表性

每一個(gè)地面氣象觀測(cè)站都是整個(gè)氣象系統(tǒng)神經(jīng)脈絡(luò)的一部分，每個(gè)氣象觀測(cè)站的位置都是特別選定的，其地形、地貌、氣候特征、環(huán)境狀態(tài)都具有代表性。觀測(cè)員的每一次觀測(cè)和氣象儀器的每一次采集都發(fā)生在固定的地點(diǎn)和確定的時(shí)間，其測(cè)量結(jié)果不僅能代表觀測(cè)站點(diǎn)的氣象情況，而且也能代表觀測(cè)站所在的較大區(qū)域的平均氣象情況。當(dāng)把許多個(gè)觀測(cè)站的測(cè)量結(jié)果匯總在一起，就組合成大氣的整體狀態(tài)，這對(duì)氣象預(yù)報(bào)和服務(wù)具有重要意義。

1.2 準(zhǔn)確性

現(xiàn)代新型自動(dòng)站的運(yùn)行正在逐步取代傳統(tǒng)人工觀測(cè)，因而氣象觀測(cè)的準(zhǔn)確性可歸結(jié)為儀器的精確度，觀測(cè)記錄須真實(shí)地反映實(shí)際氣象狀況。

1.3 比較性

地面氣象觀測(cè)工作要按照觀測(cè)儀器、觀測(cè)方法和觀測(cè)時(shí)間的統(tǒng)一規(guī)定獲取氣象觀測(cè)資料，觀測(cè)工作的一致性能保證觀測(cè)記錄具有良好的時(shí)間和空間上的比較性。

2 地面氣象觀測(cè)“三性”的關(guān)系

地面氣象觀測(cè)的代表性、準(zhǔn)確性、比較性之間相互聯(lián)系、相互制約。氣象觀測(cè)資料的代表性是建立在準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上，只有準(zhǔn)確性而沒有代表性的觀測(cè)資料難以使用，追求高的準(zhǔn)確度可能會(huì)影響觀測(cè)資料的代表性，但為保證觀測(cè)資料的代表性可能會(huì)適當(dāng)降低準(zhǔn)確性的要求。氣象觀測(cè)資料的比較性必須以觀測(cè)資料的代表性和準(zhǔn)確性為前提，否則時(shí)空比較就沒有意義[1]。氣象觀測(cè)的代表性和準(zhǔn)確性在“三性”關(guān)系中起主導(dǎo)作用，而有研究顯示地面觀測(cè)站的代表性誤差會(huì)遠(yuǎn)大于單純的觀測(cè)儀器測(cè)量誤差[2]，因而對(duì)地面氣象觀測(cè)代表性的要求是最重要和最基本的，以科學(xué)的態(tài)度認(rèn)真對(duì)待代表性的問題對(duì)地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)至關(guān)重要。

3 地面氣象觀測(cè)“代表性”所面臨的問題及影響

影響氣象觀測(cè)代表性的最主要因素就是地面氣象觀測(cè)站所處的環(huán)境，環(huán)境因素對(duì)觀測(cè)站站址的選擇和觀測(cè)站所處環(huán)境是否具有代表性都尤為重要。

3.1 環(huán)境對(duì)“代表性”的影響

菏澤國家一般氣象站于1954年1月1日建站并開始觀測(cè)，歷史遷站次數(shù)1次，遷站日期為1966年11月22日，現(xiàn)址位于菏澤市牡丹區(qū)東方紅西街365號(hào)，使用年限為51年。菏澤屬暖溫帶季風(fēng)型半濕潤(rùn)大陸性氣候，四季分明，光熱資源豐富。年平均氣溫13.9 ℃，極端最低氣溫-16.5 ℃，極端最高氣溫40.5 ℃，年平均降水量615.3 mm，降水多集中在夏季，年平均日照2 388.7 h，年平均風(fēng)速2.0 m/s，最多風(fēng)向?yàn)镾SE。

菏澤屬經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢(shì)并不明顯，多年來菏澤國家一般氣象站所獲取氣象觀測(cè)資料的代表性沒有受到環(huán)境變化的顯著影響。習(xí)主席任職后，提出了要實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的“中國夢(mèng)”，并對(duì)“十三五”5年計(jì)劃提出明確要求，推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化，全面實(shí)施脫貧攻堅(jiān)。隨著這些政策的出臺(tái)，菏澤市舊城改造的力度達(dá)到歷史空前，在2016年位居全省第一、全國第四。雖然民生得到根本的改善，但高層住宅平地四起，使原本地處城市郊區(qū)、附近有農(nóng)田和村莊的觀測(cè)站被包圍在城市中心。鋼筋混凝土形成的一連串障礙物，破壞了下墊面，導(dǎo)致氣流不能平穩(wěn)通過而在障礙物前后產(chǎn)生漩渦，破壞了熱交換系統(tǒng)，氣象要素也隨之發(fā)生改變，失去了其觀測(cè)資料應(yīng)有的代表性，對(duì)地面氣象觀測(cè)站和整個(gè)氣象系統(tǒng)產(chǎn)生不可估量的影響[3]。

3.2 地面氣象觀測(cè)站所處環(huán)境對(duì)“三性”的影響

現(xiàn)代新型自動(dòng)氣象站已投入運(yùn)行，觀測(cè)儀器的準(zhǔn)確性處于相對(duì)可控制的狀態(tài)，由此產(chǎn)生的誤差也降至較低水平。目前影響氣象觀測(cè)準(zhǔn)確性最主要的因素是觀測(cè)儀器的性能，而這與其所暴露的環(huán)境也是密不可分的。雖然新型自動(dòng)站觀測(cè)儀器的準(zhǔn)確性為觀測(cè)資料的比較性奠定了優(yōu)勢(shì)，但因地面氣象觀測(cè)站周邊環(huán)境的變化而引起的觀測(cè)數(shù)據(jù)變動(dòng)或年代間不連續(xù)的現(xiàn)象對(duì)氣象預(yù)報(bào)、服務(wù)、氣候分析等日常業(yè)務(wù)工作造成不利影響[4]。

4 對(duì)策

4.1 重新選址

隨著國家的戰(zhàn)略布局和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，城市化已是一個(gè)必然的趨勢(shì)。菏澤市氣象局領(lǐng)導(dǎo)帶頭認(rèn)真學(xué)習(xí)中央思想，并結(jié)合本地實(shí)際，在菏澤地面觀測(cè)站未面臨環(huán)境問題影響的時(shí)候，提前和上級(jí)有關(guān)部門積極協(xié)商，建立良好的溝通，為菏澤地面觀測(cè)站的未來進(jìn)行規(guī)劃。目前，觀測(cè)站新址已經(jīng)確定，在菏澤市區(qū)北面的郊區(qū)，遷站工作也即將進(jìn)行。此外，良好的觀測(cè)環(huán)境更需要全社會(huì)共同維護(hù)，氣象部門要聯(lián)動(dòng)起來做好對(duì)氣象法規(guī)的宣傳，強(qiáng)化執(zhí)法力度和氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)管理，通過各種有效途徑讓社會(huì)各界廣泛認(rèn)知。

4.2 規(guī)范儀器使用

目前，菏澤市各種工程施工揚(yáng)起的灰塵會(huì)影響氣象觀測(cè)儀器的性能，面對(duì)特殊的環(huán)境，觀測(cè)員要有較高的職業(yè)道德，保證儀器的正確操作和使用，并定期對(duì)儀器進(jìn)行保養(yǎng)，使儀器的準(zhǔn)確度始終符合要求。此外，還要按規(guī)定的周期送檢儀器，絕不能使用超檢的儀器。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 張文煜，袁九毅.大氣探測(cè)原理與方法[M].北京：氣象出版社，2007.

[2] 鄭光明.地面氣象觀測(cè)“代表性”淺析[J].貴州氣象，2010，34（增刊1）：189-191.

[3] 李紹云，田萍，梁杰，等.城市發(fā)展對(duì)氣象探測(cè)環(huán)境的影響分析[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2008，28（11）：40-42.

[4] 顧品強(qiáng).氣象觀測(cè)“三性”原則的代表性與比較性、準(zhǔn)確性同等重要[C]//上海：第二屆長(zhǎng)三角氣象科技論壇論文集，2005.endprint