自動氣象站的優勢分析

張宇俊 喬俊峰 李鳴 鹿曉芳 李林凡

摘要：從自動氣象站與人工氣象站的比較中發現二者的差異，進而論述自動氣象站在氣象資料的“三性”要求及諸多方面的優勢。

關鍵詞：自動氣象站 氣象記錄的“三性” 優勢分析

隨著時代的進步，人們對氣象的重視與關注日益加深。近年來，絕大部分地面氣象觀測站轉變為自動觀測或半自動觀測。毋庸置疑，隨著氣象事業的發展，人工站將成為氣象觀測中消亡的模式，各種類型的自動氣象站不斷占領市場，將成為氣象觀測的主導。目前，全國約有的2400個地面氣象觀測站實現了自動觀測。與人工站相比，其優勢日益明顯。

一、氣象觀測概念層面分析

氣象觀測是氣象觀測的基礎。地面氣象觀測是氣象觀測的重要組成部分。它是對地球表面一定范圍內的氣象狀況及其變化過程進行系統的、連續的觀察和測定，為天氣預報、氣象信息、氣候分析、科學研究和氣象服務提供重要的依據。

人工觀測和自動觀測是地面氣象觀測的兩種方式。所謂人工觀測站，顧名思義，就是以人工觀測方式進行氣象觀測的氣象站。而自動氣象站是一種能自動地觀測和存儲氣象觀測數據的設備。也即“由電子設備或計算機控制的自動進行氣象觀測和資料收集的氣象站”。一個自動氣象站，就是一個小的自動氣象觀測系統。另外還可由一個中心站和若干自動氣象站通過通信電話組成自動氣象站網。自動氣象站網又可以組成大的自動觀測系統。

由上所述，僅就二者的概念而言，自動氣象站的優勢就已初見端倪。

二、觀測記錄層面分析

1． 地面觀測記錄的“三性”

我們知道，“由于近地面層的氣象要素存在著空間分布的不均勻性和隨時間變化的脈動性，因此地面觀測記錄必須具有代表性、準確性、比較性”，即“三性”。

所謂代表性指觀測記錄不僅要反映測點的氣象狀況，而且要反映測點周圍一定范圍內的平均氣象狀況。準確性是指觀測記錄要真實的反映實際氣象狀況。比較性即：不同地方的地面氣象觀測在同一時間觀測的同一氣象要素值，或同一個地面氣象觀測站在不同時間觀測的同一氣象要素值能進行比較，從而能分別表示出氣象要素的地區分布特征和隨時間變化的特點。

2. 自動氣象站與人工氣象站功能分析比較

下面就結合近幾年來運用自動氣象站的實踐，從氣象資料的三性要求及其它方面具體分析一下自動氣象站較人工氣象站具有的優勢。

2.1 0㎝地溫：人工氣象站有積雪移到雪面觀測，實則雪面溫度；洪水使地溫表漂浮于水面即缺測。自動氣象站始終是地面溫度，不會因洪水導致缺測。

2.2 淺層地溫：人工氣象站有積雪時撥雪觀測，被雪覆蓋時間較長時缺測。自動氣象站觀測正常進行，不出現缺測。

2.3 觀測時間：人工氣象站各要素順序觀測、要素間數值有時刻間距，不是同一時刻值。自動氣象站是同一時刻值。

2.4 觀測次數：人工氣象站三次、四次、七次、八次或二十四次定時觀測。自動氣象站均為二十四次定時觀測。

2.5 數據量：人工氣象站少。自動氣象站多。

2.6 誤差：人工氣象站觀測員有習慣誤差；各要素觀測時間不同，從而導致各要素值有誤差。自動氣象站避免了觀測員的習慣誤差及觀測時間的不同而導致的誤差。

2.7 普及方面：人工氣象站不易普及，既受機器性能的限制，也有人生存條件的限制。自動氣象站則易普及，只考慮儀器性能。

2.8 自記風：人工氣象站風速感應器高于風向感應器約20cm。自動氣象站風速風向感應器同高。

2.9 勞動量：人工氣象站大。自動氣象站小。

2.10 應急服務：人工氣象站及時性受儀器性能限制，范圍相對小。自動氣象站及時、范圍廣。

2.11 靈敏度：人工氣象站低。自動氣象站高。

2.12 實時監控程度：人工氣象站人工巡視較難做到全面而自動氣象站全面

從上面的比較分析中看，自動氣象站的優勢顯而易見，大致可概括為以下幾點：

三、優勢總結

優勢一：減輕了觀測員的勞動量，收到了事半功倍的效果。

如人工站的目測項目氣壓、氣溫、地溫、濕度、風向風速等原來都要人工讀數查算，挑取極值，量降水；壓、溫、濕、風、雨量自記值作訂正計算等，現在自動站都有數據直接傳回主控微機，一目了然。

優勢二：減少了誤差，提高了資料的準確性。

1、 避免了觀測員的習慣誤差。

2、 自記風避免了原人工站儀器風向風速感應器不在同一高度而產生的偏差。

3、 避免了人工站順序讀數導致的同一觀測時間各要素不是同一時刻的值而產生的誤差。

4、 極值挑自分鐘數據，避免了人工站最高最低溫度表（氣溫、地溫）讀數的不準確（出現最高最低若干時間后才讀數，數據或已回落）。

5、 自動站0cm地溫固定安裝在地面，不像人工站有積雪時放置在雪面上，遇有洪水又導致缺測。其數據準確性大大提高。

小結：只有準確性高的資料才更具有代表性，其比較性才更有意義。

優勢三：易于普及

無人職守站不受是否適宜人生存條件的限制，都可建站設點進行觀測。

優勢四：應急服務前景廣闊

分鐘數據的實時采集、存儲、使自動氣象站具有了人工站力所不及的應急服務能力，使氣象服務具有了前所未有的魅力。

優勢五：定時觀測次數增多，數據量增大。

原人工站每日三次、四次、七次、八次、二十四次的定時觀測站都變成了24次定時觀測，而且每分鐘都能采集到一組數據。就拿基準站來說，數據量也擴大了60倍，每日就有24×60﹦1440組數據。

龐大的數據量為大氣科學及其他科學的研究提供了充分的依據。

優勢六：實時監控，便于發現異常天氣現象和儀器故障，能夠積極應對各種突發事件，減少缺測，為防災減災提供了及時服務，這也是人工站所不及的。

優勢七：自動站組網的建立，全國乃至全球一盤棋，各種氣象要素全世界一目了然，風云變化彈指間便可知曉，極大地提高了天氣預測預報的及時性、準確率。

四：結束語

綜上所述，自動氣象站具有人工站無可比擬的優勢，而且相信隨著時代的發展、科技的進步，自動氣象站將會顯示出更加令人矚目的優勢，發揮多（數據量增多、站點不受時空限制而增多）、快（數據采集快、上傳快）、好（數據準確、應急服務好）、省（節約了勞動力）的效能。

參考文獻

宗曼曄等《地面氣象觀測規范》氣象出版社2003年1-2