地面自動氣象觀測的技術(shù)發(fā)展與展望探討

楊旋

根據(jù)地面自動氣象觀測業(yè)務(wù)的實際發(fā)展?fàn)顩r及社會生產(chǎn)對氣象服務(wù)的戰(zhàn)略需求，著重分析其技術(shù)發(fā)展過程和未來展望，指出在技術(shù)應(yīng)用中存在的不合理現(xiàn)象，并結(jié)合信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加以改進(jìn)，使其更快適應(yīng)現(xiàn)代氣象服務(wù)發(fā)展方向。

我國地幅遼闊，加之氣象多變的特征，各地均有氣象災(zāi)害的發(fā)生。為了增強(qiáng)綜合國力，穩(wěn)定社會發(fā)展，氣象部門大力發(fā)展了地面自動氣象觀測技術(shù)，通過智能化與人工檢驗的結(jié)合，提高了氣象要素變化的準(zhǔn)確性，為人們的生活帶來了便利。要提升觀測技術(shù)的應(yīng)用水平，就要不斷創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用和氣象裝備研發(fā)能力，科學(xué)布局觀測系統(tǒng)。

1、地面自動氣象觀測的主要內(nèi)容

當(dāng)前，我國氣象部門開展的地面自動氣象觀測主要包括天氣觀測、氣候觀測和其他觀測。天氣觀測是為氣象預(yù)報服務(wù)提供的繪圖資料，可以用于國內(nèi)氣象情報的分析。天氣繪圖報的觀測時間為一天的2：00、8：00、14：00、20：00或者8：00、14：00、20：00。部分觀測臺站的繪圖時間為5：00、11：00、17：00、23：00。在臺風(fēng)影響較大地區(qū)，需要對風(fēng)向、風(fēng)速進(jìn)行加密觀測。氣候觀測是為理論研究和資料積累提供的觀測業(yè)務(wù)。觀測時刻與內(nèi)容由各國自行確定，我國氣象部門規(guī)定氣候觀測的時間同定時觀測天氣相同，氣候資料以晚20：00為準(zhǔn)，讀取溫度感應(yīng)器、濕度感應(yīng)器、降水量感應(yīng)器、日常感應(yīng)器等數(shù)據(jù)，定時整理讀數(shù)并記錄，統(tǒng)計24小時內(nèi)的最大量值和最小量值，制定月終、年終氣象觀測報表。其他觀測是指為了某個特定任務(wù)開展的觀測工作，如為保證民航運行安全，一些氣象臺站會定時觀測雷暴天氣、能見度等數(shù)據(jù)。

2、地面自動氣象觀測技術(shù)的發(fā)展及展望

①自動氣象觀測技術(shù)的發(fā)展

常使用的氣象觀測技術(shù)有氣壓觀測、氣溫觀測、濕度觀測、風(fēng)速觀測等，這些都是主要的測量參數(shù)。先進(jìn)測量儀器配備及觀測技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上帶動了氣象觀測業(yè)務(wù)的前進(jìn)。常規(guī)測量方法有接觸式測量，比如各類感應(yīng)器的使用，可直觀地反映氣象要素的變化情況。溫度傳感器便是通過鉑電阻的作用，在周圍溫度發(fā)生變化時會出現(xiàn)電流波動。類似軍事行動對氣象信息的精度要求較高，便可以通過熱電偶測溫技術(shù)和紅外線測溫技術(shù)來進(jìn)行氣象要素的測量。對于氣壓測量，則以水銀氣壓表、空盒氣壓表為主，根據(jù)平衡式測量技術(shù)來達(dá)到安全測量目標(biāo)。但在當(dāng)前，效率較高的氣壓測量技術(shù)是利用振筒氣壓儀，可以解決因外界氣流變化引起的機(jī)械轉(zhuǎn)動。對于降水量的測量，由于以往翻斗式測雨技術(shù)常常會受到蒸發(fā)量的影響，并且在設(shè)置防風(fēng)圈后也無法有效檢驗固態(tài)降雨量，所以技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上普及了光電式降水測量技術(shù)。

除此之外，對于其他氣象信息也有專門的技術(shù)加以實施。如云狀、云層的形成過程、云離子等參數(shù)。傳統(tǒng)多使用光成像技術(shù)來達(dá)到目標(biāo)，但這需要在白天進(jìn)行。夜晚光線的不足使得技術(shù)人員難以捕捉有關(guān)云的信息，降低了測量的準(zhǔn)確度。因此現(xiàn)在多采用激光云高測技術(shù)加以完善。但這種方式也存在一定的缺陷，如受水蒸氣的影響會改變光的傳播方向和速度，還需不斷改進(jìn)。另外則是移動氣象觀測技術(shù)，主要分為專用觀測和通用交通觀測。專用移動觀測用于處理突發(fā)事件的現(xiàn)場氣象勘測，通用交通觀測的對象為氣流，借助安裝在交通工具上的設(shè)備儀器來完成任務(wù)。地面遙感氣象觀測技術(shù)是基于主動、被動遙感器的條件下，以雷達(dá)系統(tǒng)來檢測輻射的波長。

②展望自動氣象觀測技術(shù)

地面自動氣象觀測技術(shù)雖然得到了長足發(fā)展，但在使用中仍然存在很多不穩(wěn)定影響，一些技術(shù)的使用也受到諸多因素的限制，反應(yīng)出氣象觀測業(yè)務(wù)的自動化程度不足。要實現(xiàn)對云層、日照、降雨等參數(shù)的全自動化，除了深入研究微觀氣象參數(shù)的觀測技術(shù)之外，還要提高系統(tǒng)的模塊化程度，使得采集信息更快地轉(zhuǎn)化為氣象要素信息。未來自動化、智能化將成為地面自動氣象觀測技術(shù)的潮流趨勢。除此之外，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，觀測系統(tǒng)的信息化也會進(jìn)一步提升，氣象觀測效率將會大大加強(qiáng)。對于各類感應(yīng)器來說，體積小型化是主要改進(jìn)方向，故障發(fā)生率也會不斷降低，為各項生產(chǎn)活動提供更好的服務(wù)。

專業(yè)與大眾地面觀測技術(shù)也是氣象觀測技術(shù)發(fā)展的重點內(nèi)容。專業(yè)觀測的特性是自動觀測站點較少，密度不高，其數(shù)據(jù)具有較高的代表性，一般用于較為惡劣的氣候地區(qū)。大眾觀測的特性是便攜化、移動化，如手持氣象站等。為了讓群眾能夠及時掌握范圍地區(qū)的氣象變化，未來可在公共交通上設(shè)置微型氣象站。公共交通的分布較為廣泛，氣象可測范圍也更大，能夠合理判斷出一段時間的氣象要素。

總而言之，地面自動氣象觀測是各系統(tǒng)化工程，其技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也要經(jīng)過長期的實踐證明。作為氣象觀測人員，應(yīng)具備高度的責(zé)任感，培養(yǎng)與時俱進(jìn)的思想理念，主動學(xué)習(xí)并掌握自動化、信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù)，熟悉氣象要素形成的原理，提高對突發(fā)問題的應(yīng)變能力和處理能力，增強(qiáng)對新技術(shù)的使用，提高觀測水平，從而更好地為氣象預(yù)報提供可靠資料。

（作者單位：025500內(nèi)蒙古通遼市科爾沁區(qū)氣象局）