淺析大氣地面觀測

■農樹海 黃河

（隆林各族自治縣氣象局 廣西百色533400）

淺析大氣地面觀測

■農樹海 黃河

（隆林各族自治縣氣象局 廣西百色533400）

本文對大氣地面觀測進行探究分析，闡述了相關大氣地面觀測的方法及容易出現的誤差，并提出相關促進大氣地面觀測的方法。

地面觀測誤差分析

氣象的變化與人們的生活的方方面面都有著千絲萬縷的聯系，它影響著交通、出行以及經濟的發展等方面。地面觀測的目的之一就是通過儀器和人力的觀測給出比較精確的天氣數據從而為人們提供天氣變化的情況。盡管氣象觀測站的自動化監測水平和工作人員能力逐步提高，但是地面觀測的疑誤記錄現象仍然存在。

1　大氣地面觀測

1.1大氣地面觀測現場

安置室外儀器設備和進行觀測的場所。要求設在對當地的天氣和氣候具有一定代表性的地點，如：四周空曠，場地平坦，遠避坡谷、水澤和林木等地形地物的影響。場地的標準面積為25×25米2,場內保持不超過20厘米高的均勻草層，圍欄涂以白漆，防止輻射影響。

1.2氣壓測量儀器

常用的有水銀氣壓表和空盒氣壓表兩種。水銀氣壓表是將一支一端封閉的玻璃管抽成真空，注滿水銀，再將開口一端插入水銀槽中，以水銀槽平面到管內水銀柱頂的高度來測量大氣壓力。氣壓表的玻璃管外配有測量水銀柱高度的銅管標尺，當測量氣壓時，溫度和重力加速度與上述情況不符，則必須對由此引起的偏差加以訂正。水銀氣壓表測量精度較高，性能穩定，常作為標準氣壓表；空盒氣壓表是由扁平的金屬膜片空盒組構成，盒內的氣壓較低。利用彈性應力與大氣壓力相平衡的原理，以它形變的位移測定氣壓。其優點是便于攜帶和安裝。但由于金屬膜片的彈性系數隨溫度變化，須采取溫度補償措施；空盒形變存在彈性滯后，在一定的氣壓范圍內，升壓和降壓的形變曲線不重合。上述兩個因素使空盒氣壓表的測量精度低于水銀氣壓表?？蘸袣鈮河嫅每蘸袣鈮罕淼脑碇瞥桑且环N能自動記錄的氣壓表。

2　地面氣象觀測設備工作原理與維護

2.1溫濕度傳感器的原理維護維修

HMP45D溫濕度傳感器采用鉑電阻感應元件（Pt100）測氣溫，是無源的電阻輸出；采用電容式薄膜聚合物感應元件直接測相對濕度，是有源的0-1V電壓輸出。溫度和濕度感應元件裝在傳感器頭部帶有濾膜的保護罩內。溫室傳感器一般安裝在觀測場內（室外），是可同時測量空氣溫度和濕度的遙感儀器。電容式薄膜聚合物濕度傳感器是利用薄膜聚合物材料吸濕后介電特性發生變化的原理來測量相對濕度的。

2.2溫濕度傳感器的日常維護

保持百葉箱內通風良好，定期清掃灰塵；在清潔維護時，應選擇陰天等適宜的天氣，以免造成采集數據的異常。防止溫室傳感器頭部保護濾膜罩被灰塵污染，如發現異常應及時拆開傳感器頭部的網罩用毛刷等對其進行清潔，或及時更換過濾罩。定期檢查傳感器的各連線處是否松動，螺釘要緊固，保證接觸良好。此外，每日20時應將自動站的溫濕度和人工觀測值進行對比，若兩者比較，溫度的差值在1.0度以內，濕度相差在10%（根據各省規定）以內時，可視自動站傳感器正常，若比較后，溫度超過1.0度，濕度超過10%，則視為溫濕度超差，應及時進行維護。

2.3對觀測設備進行維護

保持自動站設備處于正常的運行狀態，每小時正點前10分鐘要查看數據采集器的顯示屏或計算機顯示的實時觀測數據是否正常，發現異常數據時，需要及時對長Z文件進行質量質控和實時跟蹤。每日日出后和日落前應巡視觀測場和值班室內的儀器設備，查看各傳感器是否正常、雨量傳感器的漏斗有無堵塞、地溫傳感器的埋置是否正確、風向、風速傳感器是否轉動靈活、直接輻射表跟蹤是否正確等。同時需要嚴格按照每一工作日20時進行匯總對比的規定，對人工觀測與自動觀測所得到的地面氣象數據信息進行匯總與對比，并做好當日數據文件的備份。定期按氣象計量部門制定的檢定規程進行檢定，不得超檢。

3　如何更好地進行大氣地面觀測

3.1地面觀測學習要點

自動觀測各項目同時在“0.0”分采集正點數據。自動站按采集器內部時鐘進行數據采集。采集器每20小時對計算機進行時間校正，當需對自動站系統進行時間校正時，必須針對采集器的內部時鐘進行調整。自動觀測系統對供電、防雷、防水等環境要求高，因此與自動觀測儀器密切相關的配電、防雷和儀器的接地必須符合規范要求?！白詣诱緝x器技術性能”中的“準確度”，要求≥95%的“觀測誤差”落在“準確度”范圍內。對明顯的“野值”，應按“異?！庇涗浱幚?。處理時注意與大氣本身的“脈動性”相區別。

3.2能見度儀器使用

能見度自動觀測站址選擇要遠離大型建筑物，應安裝在對周圍天氣狀況最具代表性的地點，不受干擾光學測量的遮擋物和反射表面的影響，遠離產生熱量及妨礙降雨的設施避免閃爍光源、樹陰、污染源的影響。能見度儀安裝在觀測場內時，應在觀測場西北角，與風桿東西成行，距西側圍欄7.5 m。能見度儀接收端和發射端分別在南北方向。水泥基座長60 cm×寬60 cm×深40 cm，大風區可適當加大、加深，接收器和發射器的支架成南北向，接收器在南側，發射器在北側，采樣區中心高度2.8 m（±0.1 m）。避免光學系統朝向強光源，和朝向諸如雪或沙之類的反射表面，高緯度地區要加遮光罩。儀器現場校準時，設備至少穩定工作10分鐘，輸出穩定的觀測值，若輸出值在標準信號值±10%以內，說明儀器工作正常，若輸出值在標準信號值±10%以外，需修改能見度儀校準參數，將儀器輸出值校準在標準信號值±10%以內；參數修改完畢，至少穩定工作10分鐘，確認輸出值在標準信號值±10%以內，方可結束校準工作。

4　結束語

大氣地面觀測是氣象監測工作的重要措施，轉變綜合氣象觀測系統發展方式，就要在滿足預報服務需求、提高觀測質量和效益、觀測的科技支撐和人才隊伍素質提高上下功夫，通過科學組織、上下聯動、狠抓落實，實現地面觀測業務的更大發展和持續發展。

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[3]劉小寧，地面氣象資料質量控制方法研究概述 [J].氣象科技，2012.

P41[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-354-1