天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估方法

寶勒德 辛忠德

摘 要：本文展開(kāi)對(duì)天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估方法的研究，其主要目的在于了解當(dāng)前天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器的評(píng)估現(xiàn)狀，以及具體的評(píng)估方法。近年來(lái)，人們的生活水平顯著提升，因此逐漸加強(qiáng)對(duì)其各方面生活質(zhì)量的重視。通過(guò)天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器，實(shí)現(xiàn)對(duì)天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)與評(píng)估，可以使人們更加全面的掌握天氣情況，根據(jù)實(shí)際天氣現(xiàn)象選擇是否出行和出行的方式。受諸多因素的影響，天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估方法仍存在些許不足之處。為此，本文首先對(duì)天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器的采集性能加以評(píng)估。同時(shí)，重點(diǎn)對(duì)其識(shí)別性能加以評(píng)估。

關(guān)鍵詞：天氣現(xiàn)象；自動(dòng)化；觀測(cè)儀器

中圖分類(lèi)號(hào)：TN959 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）06-0217-01

在改革開(kāi)放深入實(shí)施的現(xiàn)代社會(huì)中，各行業(yè)均取得了突出性的成就。在天文學(xué)領(lǐng)域中，天氣現(xiàn)象在先進(jìn)的儀器技術(shù)下，也得到了較為全面性的發(fā)展。利用天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器，能夠充分實(shí)現(xiàn)對(duì)降水現(xiàn)象、地面凝結(jié)現(xiàn)象、視程障礙現(xiàn)象以及其他現(xiàn)象的評(píng)估。在上述評(píng)估方法的應(yīng)用下，可以為人們提供更多的天氣現(xiàn)象預(yù)測(cè)結(jié)果，方便人們的生活。本文通過(guò)對(duì)天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器采集性能與識(shí)別性能的評(píng)估，能為日后提高天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)水平，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器的采集性能評(píng)估

1.1 硬件可靠性評(píng)估

在天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估中，對(duì)天氣現(xiàn)象信息的采集是十分重要的[1]。在對(duì)天氣現(xiàn)象加以評(píng)估時(shí)，將以?xún)x器的可靠性參數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，其可靠性參數(shù)一般為儀器平均的故障間隔時(shí)間。被評(píng)估的觀測(cè)儀器可靠性是在規(guī)定的條件和環(huán)境下，特定觀測(cè)評(píng)估時(shí)間內(nèi)能夠完成的評(píng)估規(guī)定功能。通常情況下，平均故障間隔的時(shí)間，是自動(dòng)化觀測(cè)儀器相鄰兩次故障出現(xiàn)時(shí)間的平均值，將平均值的單位設(shè)置為小時(shí)。在規(guī)定的觀測(cè)評(píng)估時(shí)間范圍內(nèi)，試驗(yàn)評(píng)估的時(shí)間應(yīng)與儀器的工作常規(guī)時(shí)間，基本相同。在天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估期間，需要對(duì)被試驗(yàn)儀器的試驗(yàn)時(shí)間、故障發(fā)生時(shí)間、故障發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象、原因等，進(jìn)行詳細(xì)的記錄，根據(jù)所記錄的相關(guān)信息加以評(píng)估。對(duì)于較小的硬件性評(píng)估故障，及時(shí)解決；對(duì)于較大的硬件性評(píng)估故障，則應(yīng)由生產(chǎn)廠家初具維修報(bào)告。

1.2 軟件可靠性評(píng)估

在天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器采集性能評(píng)估中，其軟件的可靠性評(píng)估與硬件的可靠性評(píng)估存在差異性。為了能夠進(jìn)一步的明確軟件的可靠性，其一般采用單獨(dú)統(tǒng)計(jì)的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件可靠性的綜合評(píng)估[2]。軟件可靠性評(píng)估期間，其評(píng)價(jià)指標(biāo)也主要以平均故障間隔時(shí)間統(tǒng)計(jì)的方法為主，該評(píng)估指標(biāo)與硬件可靠性評(píng)估相同。在天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估中，單個(gè)算法及整個(gè)軟件的出錯(cuò)，均屬于軟件性故障。試驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)中出現(xiàn)的各種信息加以記錄，包括故障的出現(xiàn)時(shí)間、出現(xiàn)的次數(shù)、出現(xiàn)的原因等。同時(shí)，要明確軟件故障出現(xiàn)的具體原因，若軟件可靠性的失效，是由于操作人員操作不當(dāng)、硬件維護(hù)的影響、停電所致等原因，導(dǎo)致軟件相關(guān)數(shù)據(jù)缺失，則不應(yīng)將其納入到軟件故障中，應(yīng)將其按照常規(guī)的故障加以處理。

1.3 數(shù)據(jù)完整性評(píng)估

現(xiàn)階段，天氣現(xiàn)象的種類(lèi)日益增多[3]。因此，在對(duì)天氣現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)和評(píng)估時(shí)，所需要觀測(cè)的類(lèi)型和項(xiàng)目較多。對(duì)于天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器的識(shí)別性能，因一句不同類(lèi)型的實(shí)際天氣現(xiàn)象，分別制定與天氣現(xiàn)象相適應(yīng)的評(píng)估方法。受諸多因素的影響，天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器在評(píng)估天氣時(shí)，會(huì)存在不同程度的誤報(bào)、漏報(bào)的現(xiàn)象。誤報(bào)主要是天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器所監(jiān)測(cè)到的天氣現(xiàn)象，實(shí)際上并未發(fā)生，儀器識(shí)別出的結(jié)果與實(shí)際不一致。漏報(bào)主要是人工所觀測(cè)到的天氣現(xiàn)象發(fā)生，但是天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器并未有效評(píng)估。天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器存在的上述兩種現(xiàn)象，通常是以人工觀測(cè)為基礎(chǔ)的。此兩種情況，僅是針對(duì)人工觀測(cè)結(jié)果。所謂的評(píng)估準(zhǔn)確，是指天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器與人工觀測(cè)方法下的結(jié)果相同。為此，在天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)評(píng)估中，通過(guò)儀器和人工實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)完整性的評(píng)估，尤為重要。

2 天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器的識(shí)別性能評(píng)估

2.1 降水天氣現(xiàn)象的評(píng)估

降水天氣現(xiàn)象，是自動(dòng)化觀測(cè)儀器的主要識(shí)別項(xiàng)目[4]。現(xiàn)階段，天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器對(duì)降水天氣的觀測(cè)對(duì)象，主要包括雨、雪、雨夾雪等。在對(duì)上述天氣現(xiàn)象進(jìn)行評(píng)估時(shí)，需要根據(jù)天氣現(xiàn)象預(yù)測(cè)情況建立相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)外關(guān)于降水現(xiàn)象觀測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)，主要是以人工觀測(cè)和輔助攝像設(shè)備觀測(cè)為主，將輔助攝像設(shè)備及時(shí)獲取的降水圖像，同時(shí)作為講述現(xiàn)象觀測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，降水天氣現(xiàn)象的評(píng)估指標(biāo)需要從三個(gè)方面進(jìn)行考量。第一為判斷降水是否發(fā)生。通過(guò)天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器，判斷降水是否發(fā)生，是該觀測(cè)儀器能否代替人工觀測(cè)的重要衡量指標(biāo)。第二為判斷降水現(xiàn)象的準(zhǔn)確性。根據(jù)觀測(cè)儀器的統(tǒng)計(jì)定時(shí)，明確儀器對(duì)降水識(shí)別的準(zhǔn)確性，儀器與人工觀測(cè)的結(jié)果在前后至少5分鐘以?xún)?nèi)的結(jié)果一致，判定為觀測(cè)儀器正確。第三為降水與評(píng)估識(shí)別的符合率。在人工觀測(cè)降水時(shí)間段內(nèi)，觀測(cè)儀器所監(jiān)測(cè)到的降水量是否與其比值相類(lèi)似。

2.2 地面凝結(jié)現(xiàn)象的評(píng)估

根據(jù)對(duì)地面凝結(jié)現(xiàn)象的分析，明確霜、露、雨凇和霧凇等，均是自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估的地面凝結(jié)現(xiàn)象。因此，可以根據(jù)地面氣象相應(yīng)的規(guī)范，將其作為地面凝結(jié)現(xiàn)象的規(guī)定劃標(biāo)準(zhǔn)。在天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器進(jìn)行識(shí)別時(shí)，其評(píng)估的依據(jù)主要為地面氣象規(guī)范[5]。在對(duì)霜和露進(jìn)行天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)時(shí)，識(shí)別并分析固定區(qū)域內(nèi)的玻璃片樣本，明確地面凝結(jié)現(xiàn)象是否能夠發(fā)生。在對(duì)霧凇和雨凇進(jìn)行天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)時(shí)，識(shí)別并分析固定區(qū)域內(nèi)的電線積冰架上的圖像，明確地幔凝結(jié)現(xiàn)象是否能夠發(fā)生。具體的評(píng)估方法為，對(duì)霜和露進(jìn)行常規(guī)的一天一次統(tǒng)計(jì)，天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器與人工觀測(cè)到的霜和露現(xiàn)象一致，則說(shuō)明天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器觀測(cè)正確，反之則被視為誤報(bào)或是漏報(bào)。對(duì)雨凇和霧凇進(jìn)行識(shí)別與評(píng)估時(shí)，則是選擇固定的時(shí)間，將其識(shí)別及觀測(cè)前后5分鐘的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果一致則說(shuō)明儀器識(shí)別正確。

2.3 視程障礙現(xiàn)象的評(píng)估

通常情況下，視程障礙現(xiàn)象較多，包括霧、霾、沙塵暴、揚(yáng)塵、浮塵等，均屬于視程障礙現(xiàn)象[6]。對(duì)于上述視程障礙現(xiàn)象，主要是通過(guò)計(jì)算儀器，實(shí)現(xiàn)對(duì)視程障礙現(xiàn)象的識(shí)別性準(zhǔn)確評(píng)估。根據(jù)對(duì)視程障礙的分析，其與能見(jiàn)度值的具有密切的關(guān)系。因此，在對(duì)視程障礙現(xiàn)象進(jìn)行評(píng)估時(shí)，將能見(jiàn)度儀觀測(cè)結(jié)果，作為基本的視程障礙現(xiàn)象的參考標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)觀測(cè)員對(duì)視程障礙現(xiàn)象的觀測(cè)與判斷，進(jìn)一步掌握和明確視程障礙的類(lèi)型和品谷標(biāo)準(zhǔn)。在評(píng)估時(shí)，每天采用人工監(jiān)測(cè)的方式定時(shí)觀測(cè)天氣現(xiàn)象，嚴(yán)格記錄天氣現(xiàn)象自動(dòng)化儀器的監(jiān)測(cè)結(jié)果，將兩個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合性的對(duì)比。若兩觀測(cè)結(jié)果在觀測(cè)前后5分中對(duì)比結(jié)果一致，則說(shuō)明天氣現(xiàn)象自動(dòng)化儀器的判斷準(zhǔn)確。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)科學(xué)技術(shù)得到普遍的更新和發(fā)展。在現(xiàn)實(shí)生活中，天氣現(xiàn)象的預(yù)報(bào)，對(duì)于人們出行具有重要的影響。人們通常會(huì)根據(jù)天氣現(xiàn)象的預(yù)報(bào)情況，決定是否出行或是選擇如何出行。因此，天氣現(xiàn)象的預(yù)報(bào)對(duì)于人們的生活質(zhì)量、生活便捷性，均具有一定的作用。針對(duì)當(dāng)前天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估方法的現(xiàn)狀，本文在研究中，主要從天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器的采集性能評(píng)估和識(shí)別性能評(píng)估兩方面，展開(kāi)對(duì)天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估方法的研究。期望通過(guò)本文關(guān)于天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)儀器評(píng)估方法的探究，可以為日后促進(jìn)其發(fā)展，提供寶貴的建議。

參考文獻(xiàn)

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