地面自動(dòng)氣象觀測(cè)的技術(shù)發(fā)展與展望探討

楊旋

根據(jù)地面自動(dòng)氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r及社會(huì)生產(chǎn)對(duì)氣象服務(wù)的戰(zhàn)略需求，著重分析其技術(shù)發(fā)展過(guò)程和未來(lái)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(guó)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(guó)力，穩(wěn)定社會(huì)發(fā)展，氣象部門大力發(fā)展了地面自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)，通過(guò)智能化與人工檢驗(yàn)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(lái)了便利。要提升觀測(cè)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(cè)系統(tǒng)。

1、地面自動(dòng)氣象觀測(cè)的主要內(nèi)容

當(dāng)前，我國(guó)氣象部門開(kāi)展的地面自動(dòng)氣象觀測(cè)主要包括天氣觀測(cè)、氣候觀測(cè)和其他觀測(cè)。天氣觀測(cè)是為氣象預(yù)報(bào)服務(wù)提供的繪圖資料，可以用于國(guó)內(nèi)氣象情報(bào)的分析。天氣繪圖報(bào)的觀測(cè)時(shí)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(cè)臺(tái)站的繪圖時(shí)間為5：00、11：00、17：00、23：00。在臺(tái)風(fēng)影響較大地區(qū)，需要對(duì)風(fēng)向、風(fēng)速進(jìn)行加密觀測(cè)。氣候觀測(cè)是為理論研究和資料積累提供的觀測(cè)業(yè)務(wù)。觀測(cè)時(shí)刻與內(nèi)容由各國(guó)自行確定，我國(guó)氣象部門規(guī)定氣候觀測(cè)的時(shí)間同定時(shí)觀測(cè)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(shí)整理讀數(shù)并記錄，統(tǒng)計(jì)24小時(shí)內(nèi)的最大量值和最小量值，制定月終、年終氣象觀測(cè)報(bào)表。其他觀測(cè)是指為了某個(gè)特定任務(wù)開(kāi)展的觀測(cè)工作，如為保證民航運(yùn)行安全，一些氣象臺(tái)站會(huì)定時(shí)觀測(cè)雷暴天氣、能見(jiàn)度等數(shù)據(jù)。

2、地面自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展及展望

①自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展

常使用的氣象觀測(cè)技術(shù)有氣壓觀測(cè)、氣溫觀測(cè)、濕度觀測(cè)、風(fēng)速觀測(cè)等，這些都是主要的測(cè)量參數(shù)。先進(jìn)測(cè)量?jī)x器配備及觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上帶動(dòng)了氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)的前進(jìn)。常規(guī)測(cè)量方法有接觸式測(cè)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(guò)鉑電阻的作用，在周圍溫度發(fā)生變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流波動(dòng)。類似軍事行動(dòng)對(duì)氣象信息的精度要求較高，便可以通過(guò)熱電偶測(cè)溫技術(shù)和紅外線測(cè)溫技術(shù)來(lái)進(jìn)行氣象要素的測(cè)量。對(duì)于氣壓測(cè)量，則以水銀氣壓表、空盒氣壓表為主，根據(jù)平衡式測(cè)量技術(shù)來(lái)達(dá)到安全測(cè)量目標(biāo)。但在當(dāng)前，效率較高的氣壓測(cè)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(dòng)。對(duì)于降水量的測(cè)量，由于以往翻斗式測(cè)雨技術(shù)常常會(huì)受到蒸發(fā)量的影響，并且在設(shè)置防風(fēng)圈后也無(wú)法有效檢驗(yàn)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(cè)量技術(shù)。

除此之外，對(duì)于其他氣象信息也有專門的技術(shù)加以實(shí)施。如云狀、云層的形成過(guò)程、云離子等參數(shù)。傳統(tǒng)多使用光成像技術(shù)來(lái)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(cè)量的準(zhǔn)確度。因此現(xiàn)在多采用激光云高測(cè)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(huì)改變光的傳播方向和速度，還需不斷改進(jìn)。另外則是移動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)，主要分為專用觀測(cè)和通用交通觀測(cè)。專用移動(dòng)觀測(cè)用于處理突發(fā)事件的現(xiàn)場(chǎng)氣象勘測(cè)，通用交通觀測(cè)的對(duì)象為氣流，借助安裝在交通工具上的設(shè)備儀器來(lái)完成任務(wù)。地面遙感氣象觀測(cè)技術(shù)是基于主動(dòng)、被動(dòng)遙感器的條件下，以雷達(dá)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)輻射的波長(zhǎng)。

②展望自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)

地面自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)雖然得到了長(zhǎng)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(cè)業(yè)務(wù)的自動(dòng)化程度不足。要實(shí)現(xiàn)對(duì)云層、日照、降雨等參數(shù)的全自動(dòng)化，除了深入研究微觀氣象參數(shù)的觀測(cè)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(lái)自動(dòng)化、智能化將成為地面自動(dòng)氣象觀測(cè)技術(shù)的潮流趨勢(shì)。除此之外，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，觀測(cè)系統(tǒng)的信息化也會(huì)進(jìn)一步提升，氣象觀測(cè)效率將會(huì)大大加強(qiáng)。對(duì)于各類感應(yīng)器來(lái)說(shuō)，體積小型化是主要改進(jìn)方向，故障發(fā)生率也會(huì)不斷降低，為各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)提供更好的服務(wù)。

專業(yè)與大眾地面觀測(cè)技術(shù)也是氣象觀測(cè)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。專業(yè)觀測(cè)的特性是自動(dòng)觀測(cè)站點(diǎn)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(cè)的特性是便攜化、移動(dòng)化，如手持氣象站等。為了讓群眾能夠及時(shí)掌握范圍地區(qū)的氣象變化，未來(lái)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(cè)范圍也更大，能夠合理判斷出一段時(shí)間的氣象要素。

總而言之，地面自動(dòng)氣象觀測(cè)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(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐證明。作為氣象觀測(cè)人員，應(yīng)具備高度的責(zé)任感，培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的思想理念，主動(dòng)學(xué)習(xí)并掌握自動(dòng)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(duì)突發(fā)問(wèn)題的應(yīng)變能力和處理能力，增強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的使用，提高觀測(cè)水平，從而更好地為氣象預(yù)報(bào)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）