自動(dòng)化現(xiàn)代氣象地面觀測(cè)發(fā)展中存在的問題

趙澤皓

摘 要：我國幅員遼闊，氣象災(zāi)害爆發(fā)頻率較高，如果不能及時(shí)實(shí)現(xiàn)氣象變化自動(dòng)觀測(cè)和智能觀測(cè)，將會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至是人員傷亡。因此，我國對(duì)地面氣象觀測(cè)的發(fā)展投入了較大精力。但目前，自動(dòng)化現(xiàn)代氣象地面觀測(cè)仍存在較多問題。由此，本文主要分析自動(dòng)化現(xiàn)代氣象地面觀測(cè)發(fā)展中存在的問題，主要包括復(fù)合型技術(shù)人才短缺，未形成系統(tǒng)的地面氣象觀測(cè)人員培訓(xùn)機(jī)制，管理制度和協(xié)調(diào)機(jī)制缺失，智能觀測(cè)設(shè)備存在的潛在問題，對(duì)自動(dòng)化觀測(cè)資金投入不足和地面氣象觀測(cè)保障措施不健全。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;氣象;地面觀測(cè)

中圖分類號(hào)：P412 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）11-0152-03

Abstract： China is a vast country with a high probability of meteorological disasters. If the automatic and intelligent observation of meteorological changes cannot be realized in a timely manner， it will bring serious economic losses and even casualties. Therefore， China has put a lot of energy into the development of ground meteorological observation. At present， however， there are still many problems in automatic modern meteorological ground observation. Therefore， this paper mainly analysed the problems existing in the development of automatic modern meteorological ground observation， including the shortage of compound technical personnel， the lack of systematic training mechanism for ground meteorological observers， the lack of management system and coordination mechanism， the potential problems of intelligent observation equipment， and the lack of investment in automatic observation funds， and the imperfect safeguard measures for ground meteorological observation.

Keywords：automation;the weather;ground observation

通過人工操作氣象觀測(cè)設(shè)備讀取氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，再進(jìn)行資料的審核統(tǒng)計(jì)，然后通過人工編報(bào)傳輸資料的時(shí)代已經(jīng)過去了。全部的人工讀取、計(jì)算、傳輸影響氣象觀測(cè)工作的效率與質(zhì)量。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與信息技術(shù)的普及，各行各業(yè)已經(jīng)逐漸被計(jì)算機(jī)和人工智能取代，現(xiàn)代信息技術(shù)也成為基層氣象臺(tái)站現(xiàn)代化建設(shè)的重要手段。通過科學(xué)技術(shù)手段，能滿足氣象信息發(fā)布準(zhǔn)確、快速、及時(shí)等要求，且能大大提高地面氣象觀測(cè)工作的效率。同時(shí)，高科技軟件的使用，也使得基層氣象臺(tái)站的工作由人工化走向現(xiàn)代化，既滿足了自身發(fā)展的需要，又滿足了時(shí)代發(fā)展的需求。自動(dòng)化地面觀測(cè)這一新的工作形態(tài)在推進(jìn)現(xiàn)代化氣象建設(shè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方面正在逐步釋放巨大的潛能，但自動(dòng)化的地面氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)依然存在許多問題，需要深入探討和積極應(yīng)對(duì)。

1 復(fù)合型技術(shù)人才短缺

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的成熟，“智慧氣象”對(duì)人才的需求也隨之提升，既具有大氣科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)又具有現(xiàn)代信息技術(shù)的人員成為現(xiàn)代氣象觀測(cè)迫切需求的人才。盡管我國在現(xiàn)代化氣象隊(duì)伍建設(shè)上取得了比較顯著的成果，但關(guān)于氣象的復(fù)合型技術(shù)人員仍然供不應(yīng)求，人才匱乏的狀況仍然較為明顯。在基層縣級(jí)臺(tái)站中，受過高等及以上教育的工作人員的比例嚴(yán)重偏低，現(xiàn)代信息技術(shù)的專業(yè)人才更為稀缺。因?yàn)閺?fù)合型人才的短缺，使得“智能化”與現(xiàn)代氣象難以有效融合和快速發(fā)展。

2 未形成系統(tǒng)的地面氣象觀測(cè)人員培訓(xùn)機(jī)制

隨著各種新型科技的發(fā)展，現(xiàn)代氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)對(duì)人才的需求不斷提升，不僅需要有較高信息素養(yǎng)的人才，也需要具備專業(yè)技能的人才。因此，為了保證氣象工作人員滿足地面氣象觀測(cè)的需求，需要加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)。但目前，相關(guān)氣象部門尚未形成系統(tǒng)的地面氣象觀測(cè)人員培訓(xùn)機(jī)制。一是缺乏應(yīng)完善的現(xiàn)代化培訓(xùn)體系，難以積極推廣信息化的虛擬網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái);二是對(duì)觀測(cè)員的技術(shù)指導(dǎo)未配合各地區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)地面氣象觀測(cè)裝備的基礎(chǔ)理論、儀器廠家、設(shè)備使用等未進(jìn)行針對(duì)教學(xué)，觀測(cè)員缺乏關(guān)于前沿的技術(shù)信息、先進(jìn)的理念和有發(fā)展空間的智能化設(shè)備方面的知識(shí)，難以成為新時(shí)代合格的地面氣象觀測(cè)人員。

3 管理制度和協(xié)調(diào)機(jī)制缺失

2018年全國氣象局長會(huì)議圍繞開拓創(chuàng)新、主動(dòng)作為，努力做好2018年工作，會(huì)議作出八個(gè)方面部署：一要狠抓規(guī)劃實(shí)施，推進(jìn)氣象業(yè)務(wù)能力建設(shè);二要服務(wù)保障民生，做好氣象綜合防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作;三要發(fā)揮氣象優(yōu)勢(shì)，保障國家生態(tài)文明建設(shè);四要助力鄉(xiāng)村振興，建設(shè)現(xiàn)代氣象為農(nóng)服務(wù)體系;五要強(qiáng)化統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，推進(jìn)氣象軍民融合和服務(wù)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展;六要激發(fā)創(chuàng)新活力，推動(dòng)科技創(chuàng)新和人才隊(duì)伍建設(shè);七要深化氣象改革，提高氣象法治化水平;八要深化開放合作，提高氣象國際影響力[1]。因?yàn)橹悄芑^測(cè)設(shè)備的應(yīng)用改變了原有的地面觀測(cè)業(yè)務(wù)的模式，從原來的手工編報(bào)轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在需要人工觀測(cè)的氣象要素越來越少，人工地面觀測(cè)的大部分任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訂正和保證觀測(cè)儀器及設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，管理制度不夠明確導(dǎo)致值班員在值班時(shí)未能嚴(yán)格按照地面氣象觀測(cè)規(guī)范要求進(jìn)行，未經(jīng)允許私自離開工作崗位，遇到突發(fā)天氣情況不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，迅速判斷，難以選擇好的應(yīng)對(duì)方法，因此，加強(qiáng)地面氣象觀測(cè)的管理監(jiān)控就顯得尤為重要。這也從另一方面突出觀測(cè)人員專業(yè)素質(zhì)必須過硬。但是，因?yàn)楣芾碇贫炔]有跟上現(xiàn)階段的地面氣象觀測(cè)工作的發(fā)展，導(dǎo)致觀測(cè)人員對(duì)地面觀測(cè)設(shè)備的維護(hù)和數(shù)據(jù)傳輸保障不重視。同時(shí)，因?yàn)楣芾韰f(xié)調(diào)制度不明確，設(shè)備保障和測(cè)報(bào)不是同一人員的臺(tái)站經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)備故障或傳輸故障難以及時(shí)處理的問題，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)長時(shí)間缺測(cè)?；鶎庸ぷ魅藛T流動(dòng)性大，測(cè)報(bào)崗位的人員變動(dòng)頻繁，有些臺(tái)站為謀取更多利益，集中部分人員開展科技服務(wù)工作，甚至將測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)與行政、財(cái)務(wù)進(jìn)行輪換，導(dǎo)致部分人員不符合觀測(cè)崗位的要求，影響測(cè)報(bào)質(zhì)量[2]。

4 智能觀測(cè)設(shè)備存在的潛在問題

我國研制氣象觀測(cè)自動(dòng)化的技術(shù)起步較晚，儀器的穩(wěn)定性和可靠性都與國外有較大差距。我國國土約960萬km2，橫穿幾十個(gè)經(jīng)緯度，地形條件復(fù)雜，有平原、沙漠、高山、島嶼等，因此，氣象觀測(cè)也較為復(fù)雜、多樣。而觀測(cè)儀器的好壞直接影響氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性，因此，對(duì)觀測(cè)儀器要求極為嚴(yán)格，不僅要符合氣候條件，還要適用于各種惡劣的天氣。在風(fēng)速以及風(fēng)向測(cè)量方面，傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)向標(biāo)方式較容易受環(huán)境的影響，所以現(xiàn)在正在大力研發(fā)超聲測(cè)風(fēng)技術(shù);在測(cè)量降水量方面，翻斗式測(cè)雨技術(shù)容易受蒸發(fā)量的影響，但安裝防風(fēng)圈后又難以對(duì)固態(tài)降水進(jìn)行測(cè)量，目前正在采用的光電式降水測(cè)量技術(shù)能有效解決該問題[3]。我國自動(dòng)氣象觀測(cè)工具都達(dá)到了世界氣象組織對(duì)自動(dòng)觀測(cè)氣象工具準(zhǔn)確性的要求。在嚴(yán)苛的環(huán)境和地形條件下，滿足世界氣象組織的要求無疑會(huì)導(dǎo)致儀器成本增加，同時(shí)也增加了使用和維護(hù)這些儀器的難度。因此，國家氣象部門必須開發(fā)適合本國需要的自動(dòng)化氣象工具，不能死板地遵守世界氣象組織的要求，世界氣象組織的要求只是一個(gè)基準(zhǔn)。目前的地面氣象觀測(cè)儀器都是應(yīng)用直流電頻進(jìn)行供電，在苛刻的環(huán)境條件下，儀器的消耗可能會(huì)增大。同時(shí)，隨著使用時(shí)間的增長，儀器的電池磨損不斷加劇，會(huì)導(dǎo)致電壓頻率不穩(wěn)定，影響儀器的運(yùn)行狀況。因此，應(yīng)運(yùn)用交流電和直流電通用的氣象觀測(cè)儀器保證自動(dòng)化觀測(cè)的穩(wěn)定性。

5 自動(dòng)化觀測(cè)儀器技術(shù)能力、科技水平和資金投入不足

我國自動(dòng)化觀測(cè)技術(shù)起步較晚，與西方發(fā)達(dá)國家相比，地面氣象的觀測(cè)設(shè)備相對(duì)較為落后，很多地區(qū)的地面氣象局依然采用人工觀測(cè)的方式展開氣象觀測(cè)工作。目前，大部分氣象傳感器并不能直接將采集的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣象要素，需要通過專用的采集器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得其模塊化程度不高、可更換性差、計(jì)量檢定困難。同時(shí)，我國采用的關(guān)鍵傳感器元件主要來自國外，如測(cè)量濕度的濕敏電容大部分依賴進(jìn)口。與國外相比，我國的傳感器在精度、穩(wěn)定性等方面仍有較大的提升空間[4]。自動(dòng)化的地面氣象觀測(cè)依賴于高精度、高質(zhì)量的儀器，這些儀器設(shè)備可能需要搭載一些新興的元素組件，而這需要?dú)庀蟛块T投入較大的資金。此外，為了實(shí)現(xiàn)氣象觀測(cè)自動(dòng)化對(duì)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、質(zhì)控上傳等，需要配置多種自動(dòng)化傳輸設(shè)置，而這也需要大量資金的投入。但目前，多數(shù)氣象部門對(duì)自動(dòng)化觀測(cè)認(rèn)識(shí)不清，從而導(dǎo)致資金投入較少，阻礙了地面氣象自動(dòng)化觀測(cè)的發(fā)展。

6 地面氣象觀測(cè)保障措施不健全

氣象地面觀測(cè)保障首先要保障的是探測(cè)環(huán)境的完整性，這是氣象地面觀測(cè)任務(wù)開展的前提。第一，對(duì)普通民眾的氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)宣傳仍然相對(duì)薄弱，且缺少和有關(guān)部門的合作。第二，缺少有針對(duì)性的正確引導(dǎo)，在宣傳探測(cè)環(huán)境保護(hù)的相關(guān)規(guī)定時(shí)，沒有考慮影響普通群眾決策的心理和行為因素。第三，氣象部門也未深入開展有關(guān)氣象探測(cè)環(huán)境保護(hù)方面的法律宣傳活動(dòng)，對(duì)環(huán)境破壞行為的懲罰力度不足，不能較好地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)，且未組織多樣化的教育宣傳活動(dòng)，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)全社會(huì)的宣傳。第四，自動(dòng)化的氣象地面觀測(cè)對(duì)儀器設(shè)備的依賴程度極高，但基層測(cè)報(bào)人員對(duì)儀器的日常維護(hù)不夠重視，導(dǎo)致儀器設(shè)備在長期運(yùn)行中極易出現(xiàn)故障，或者縮短儀器壽命。第五，目前，雖然為了保障地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的完整性和保密性已經(jīng)使用專有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了雙線傳輸，保證不間斷傳輸，但因?yàn)樾畔⒕W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)病毒仍對(duì)計(jì)算機(jī)存在較大威脅，且缺乏嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)保障措施，難以保證數(shù)據(jù)的安全性。

7 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，智能化地面觀測(cè)技術(shù)必然是未來的發(fā)展趨勢(shì)。氣象地面觀測(cè)作為氣象工作的重要環(huán)節(jié)，其具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，且更新速度不斷加快。氣象信息與百姓生活、日常生產(chǎn)息息相關(guān)。為此，對(duì)于地面觀測(cè)存在的問題，要能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，處理得當(dāng)，將氣象地面觀測(cè)工作落到實(shí)處，充分發(fā)揮其參考價(jià)值[4]。只有越來越成熟的地面觀測(cè)運(yùn)行體系才能保障氣象現(xiàn)代化建設(shè)更快更好的發(fā)展，才能讓人人都能享受到個(gè)性化、專業(yè)化的高端氣象服務(wù)。因此，要加強(qiáng)地面觀測(cè)運(yùn)行體系建設(shè)。

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