新型自動氣象站在夜間農(nóng)業(yè)氣象觀測中的應用

邵文東 樂義 徐文龍 冀紅霞

摘 要：該文介紹了DZZ5新型自動氣象站的組成結構以及天氣觀測的種類，探討了如何做好冬季夜間天氣現(xiàn)象的觀測，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供方便。

關鍵詞：新型自動氣象站；夜間農(nóng)業(yè)氣象；觀測

中圖分類號 P415.12 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）14-159-02

1 DZZ5新型自動氣象站的組成結構

自動氣象站是一種能夠自動觀測氣象數(shù)據(jù)的儲存設備，主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)主要有外部總線、采集器（主采集器和分采集器）、傳感器和外圍設備組成[1]。系統(tǒng)軟件主要有業(yè)務應用軟件和嵌入式系統(tǒng)軟件組成。在安裝業(yè)務軟件時可以直接在終端計算機上進行，它的主要作用是監(jiān)控新型自動氣象站，對觀測到的氣象數(shù)據(jù)實現(xiàn)采集和處理，并實時進行上傳。

2 天氣現(xiàn)象觀測的種類

自黑龍江省嫩江縣氣象局使用DZZ5新型自動氣象站以來，對現(xiàn)在的天氣現(xiàn)象觀測種類進行了調(diào)整。當出現(xiàn)大雪、冰粒、霰、米雪的天氣現(xiàn)象時都用雪記錄，當雨和大雪、冰粒、霰、米雪同時出現(xiàn)時，記錄為雨夾雪。同時，使用地面綜合觀測業(yè)務軟件來對相關氣象要素進行觀測、采集、傳輸。對夜間天氣現(xiàn)象進行觀測的時間是20：00～8：00，而連續(xù)觀測時間是8：00～20：00。

3 新型自動氣象站在夜間天氣現(xiàn)象觀測中的應用

3.1 觀測注意事項

3.1.1 雨和露、霜是否可以共存 當傍晚或者夜間的天氣是晴朗并且伴隨著微風時，地面的溫度超過0℃時或著是在高山站有云層分布、有大風出現(xiàn)、濕度比較大且地表溫度大于0℃時可以形成露；如果在地面或者是近地面物體上有水汽凝結成冰此種現(xiàn)象也是露的形成。而霜的形成是在風小晴朗、地面溫度小于0℃的夜間由露凍結成的水珠或者是水汽在地面以及近地面物體上通過凝華形成的白色松脆的冰晶。

3.1.2 霧、霧凇和露、霜是否可以共存 霧的顏色是乳白色，是大量的微小水滴懸浮在空中，人工觀測的能見度不高于1 000m，自動水平的能見度低于750m。霧凇是由空氣中的水汽直接凝華，或者是在溫度低于0℃以下時過冷卻的霧滴在物體表面直接凍結的乳白色冰晶物，呈現(xiàn)出毛茸茸的針狀或者是表面不平整的粒狀，結構很松散，當有振動產(chǎn)生時容易塌落；當高山中的溫度在-0.5℃以下時，也很容易形成霧凇。如果露、霜、霧同時存在時，只記錄霧，霧消失之后，新生成的露應記錄下來。

3.1.3 結冰和雨凇的區(qū)分 結冰是氣溫低于0℃時露天水面凍結而成的冰或者是夜間由于溫度較低在0℃以下時，水體在持續(xù)一段時間后結成的冰。雨凇往往呈現(xiàn)出透明或者是毛玻璃狀，外表比較光滑，是過冷卻的液態(tài)降水與地面的物體接觸后而形成的堅硬冰層，當將水停止后，雨凇現(xiàn)象不會停止。

3.2 觀測方法 現(xiàn)階段，地面氣象測報業(yè)務軟件對于雨凇、雨夾雪、小雨、陣雨、積雪、雨夾雪及結冰等天氣現(xiàn)象還不能實現(xiàn)自動觀測，特別是對于建設在高山上的氣象站來說，在冬季新型自動氣象站對夜間氣象觀測的難度比較大，觀測人員在對冬季夜間的天氣現(xiàn)象進行記錄的過程中需要將各個氣象要素的變化同天氣變化進行有效結合，在經(jīng)過科學合理的綜合分析后再依次對天氣現(xiàn)象進行記錄。如果對于20：00之后出現(xiàn)的降水等天氣現(xiàn)象，值班人員需要依據(jù)各個氣象要素的變化情況利用人工的方法來判斷降水等天氣的現(xiàn)象，然后將相關的氣象要素數(shù)據(jù)及時在“夜間”一欄中進行記錄。其主要的操作方法為：觀測人員需要將臺站地面測報軟件中的“天氣現(xiàn)象”及時打開，結合夜間自動觀測的天氣現(xiàn)象，在“夜間”欄中按照順序?qū)⒕唧w天氣現(xiàn)象的有關代碼輸入進去，不同天氣現(xiàn)象之間應使用英文狀態(tài)下的半角符號將其分隔：在07：00～08：00對觀測場進行檢查時，如果有新的天氣現(xiàn)象出現(xiàn)時應及時進行整理并且將其記錄下來。如果出現(xiàn)凝結或著凍結現(xiàn)象[2]，需要利用綜合分析的方法將其出現(xiàn)的大致時間估算出來，如果雨量筒中有降水，此時需要分析降水情況，檢查時液態(tài)降水、固態(tài)降水還是混合降水，在判斷降雨是連續(xù)還是非連續(xù)時，可以借助于夜間是否出現(xiàn)雷鳴或者閃電并對各個氣象要素的分鐘變化情況進行判斷，并確定各天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的時間，將其正確記錄在“天氣現(xiàn)象一欄”中。

3.3 已實現(xiàn)自動觀測天氣現(xiàn)象的觀測方法 目前，可以借助于能見度傳感器、采集器、風速傳感器、溫濕度傳感器以及臺站地面綜合觀測軟件將沙塵暴、輕霧、浮塵、霧、大風等天氣現(xiàn)象記錄下來，還能將大風天氣現(xiàn)象自動挑取出來。在自動觀測天氣現(xiàn)象的過程中，要始終確保地面綜合觀測業(yè)務軟件可以隨時運行，如果因夜間停電而導致電腦自動關閉等原因使數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺測，此時重啟電腦之后，應手動將缺測的數(shù)據(jù)補充完整。其主要的操作方法為：打開臺站地面綜合觀測業(yè)務軟件-數(shù)據(jù)處理-歷史數(shù)據(jù)下載-覆蓋正常數(shù)據(jù)進行勾選，點擊起止時間-開始下載，當下載成功后，自動判別的天氣現(xiàn)象會準確、及時的補充到“天氣現(xiàn)象”中，觀測人員需要打開地面測報軟件中的“天氣現(xiàn)象”，對“夜間”一欄中的人工記錄和自動觀測記錄的數(shù)據(jù)進行檢查，如果有兩者的記錄，需要進行下一步操作，打開臺站地面綜合觀測業(yè)務軟件-數(shù)據(jù)查詢-詳細要素查詢-數(shù)據(jù)-選取“天氣現(xiàn)象綜合判斷每日逐分鐘數(shù)據(jù)表”-選擇時段，鼠標點擊查看，此時可以查看逐分鐘氣象要素的記錄結果，并結合各個氣象要素出現(xiàn)的開始時間，如果觀測到的有大風天氣現(xiàn)象，需要查看大風現(xiàn)象出現(xiàn)的時間。

參考文獻

[1]全學榮.DZZ5型自動站的維護與維修方法[J].北京農(nóng)業(yè)，2013（18）：170-171.

[2]張曉娟，姚遠，李娜，等.淺談地面凝結現(xiàn)象的特征和區(qū)別[J].今日科苑，2009，10. （責編：張宏民）