地面氣象觀測“三性”原則分析

孔劉備　孔莉

摘要 地面氣象觀測的“三性”原則為代表性、準確性、比較性，是氣象觀測資料必須具有的性質，更是整個氣象體系的基礎性支撐。通過闡述“三性”的含義及它們之間的關系，了解當下地面氣象觀測工作中的重點和影響“三性”的主要因素，提出了相應的對策。

關鍵詞 地面氣象觀測；“三性”原則；代表性；環境變化；儀器性能

中圖分類號 P412.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）16-0167-02

地面氣象觀測是氣象系統重要的基礎性工作，地面觀測站長期而穩定地獲取具有代表性、準確性、比較性的各種氣象資料，為應對氣候變化、防災減災、公共服務和科學研究提供詳細準確的觀測數據支撐。大氣覆蓋著整個地球，連續地流動著，并不斷與下墊面交換能量，造成氣象要素值在空間上分布不均一和時間上具有脈動變化。地面氣象觀測是在自然條件下進行的，因而對氣象資料提出“三性”的要求是每位觀測員甚至每位氣象人都應當盡其職責去思考、去努力完成的課題。

1 地面氣象觀測“三性”原則

地面氣象觀測的“三性”原則為代表性、準確性和比較性，是氣象觀測資料必須具有的性質，更是整個氣象體系的基礎性支撐。

1.1 代表性

每一個地面氣象觀測站都是整個氣象系統神經脈絡的一部分，每個氣象觀測站的位置都是特別選定的，其地形、地貌、氣候特征、環境狀態都具有代表性。觀測員的每一次觀測和氣象儀器的每一次采集都發生在固定的地點和確定的時間，其測量結果不僅能代表觀測站點的氣象情況，而且也能代表觀測站所在的較大區域的平均氣象情況。當把許多個觀測站的測量結果匯總在一起，就組合成大氣的整體狀態，這對氣象預報和服務具有重要意義。

1.2 準確性

現代新型自動站的運行正在逐步取代傳統人工觀測，因而氣象觀測的準確性可歸結為儀器的精確度，觀測記錄須真實地反映實際氣象狀況。

1.3 比較性

地面氣象觀測工作要按照觀測儀器、觀測方法和觀測時間的統一規定獲取氣象觀測資料，觀測工作的一致性能保證觀測記錄具有良好的時間和空間上的比較性。

2 地面氣象觀測“三性”的關系

地面氣象觀測的代表性、準確性、比較性之間相互聯系、相互制約。氣象觀測資料的代表性是建立在準確性的基礎之上，只有準確性而沒有代表性的觀測資料難以使用，追求高的準確度可能會影響觀測資料的代表性，但為保證觀測資料的代表性可能會適當降低準確性的要求。氣象觀測資料的比較性必須以觀測資料的代表性和準確性為前提，否則時空比較就沒有意義[1]。氣象觀測的代表性和準確性在“三性”關系中起主導作用，而有研究顯示地面觀測站的代表性誤差會遠大于單純的觀測儀器測量誤差[2]，因而對地面氣象觀測代表性的要求是最重要和最基本的，以科學的態度認真對待代表性的問題對地面氣象觀測業務至關重要。

3 地面氣象觀測“代表性”所面臨的問題及影響

影響氣象觀測代表性的最主要因素就是地面氣象觀測站所處的環境，環境因素對觀測站站址的選擇和觀測站所處環境是否具有代表性都尤為重要。

3.1 環境對“代表性”的影響

菏澤國家一般氣象站于1954年1月1日建站并開始觀測，歷史遷站次數1次，遷站日期為1966年11月22日，現址位于菏澤市牡丹區東方紅西街365號，使用年限為51年。菏澤屬暖溫帶季風型半濕潤大陸性氣候，四季分明，光熱資源豐富。年平均氣溫13.9 ℃，極端最低氣溫-16.5 ℃，極端最高氣溫40.5 ℃，年平均降水量615.3 mm，降水多集中在夏季，年平均日照2 388.7 h，年平均風速2.0 m/s，最多風向為SSE。

菏澤屬經濟欠發達地區，區位優勢并不明顯，多年來菏澤國家一般氣象站所獲取氣象觀測資料的代表性沒有受到環境變化的顯著影響。習主席任職后，提出了要實現中華民族偉大復興的“中國夢”，并對“十三五”5年計劃提出明確要求，推動新型城鎮化，全面實施脫貧攻堅。隨著這些政策的出臺，菏澤市舊城改造的力度達到歷史空前，在2016年位居全省第一、全國第四。雖然民生得到根本的改善，但高層住宅平地四起，使原本地處城市郊區、附近有農田和村莊的觀測站被包圍在城市中心。鋼筋混凝土形成的一連串障礙物，破壞了下墊面，導致氣流不能平穩通過而在障礙物前后產生漩渦，破壞了熱交換系統，氣象要素也隨之發生改變，失去了其觀測資料應有的代表性，對地面氣象觀測站和整個氣象系統產生不可估量的影響[3]。

3.2 地面氣象觀測站所處環境對“三性”的影響

現代新型自動氣象站已投入運行，觀測儀器的準確性處于相對可控制的狀態，由此產生的誤差也降至較低水平。目前影響氣象觀測準確性最主要的因素是觀測儀器的性能，而這與其所暴露的環境也是密不可分的。雖然新型自動站觀測儀器的準確性為觀測資料的比較性奠定了優勢，但因地面氣象觀測站周邊環境的變化而引起的觀測數據變動或年代間不連續的現象對氣象預報、服務、氣候分析等日常業務工作造成不利影響[4]。

4 對策

4.1 重新選址

隨著國家的戰略布局和當地經濟社會的發展，城市化已是一個必然的趨勢。菏澤市氣象局領導帶頭認真學習中央思想，并結合本地實際，在菏澤地面觀測站未面臨環境問題影響的時候，提前和上級有關部門積極協商，建立良好的溝通，為菏澤地面觀測站的未來進行規劃。目前，觀測站新址已經確定，在菏澤市區北面的郊區，遷站工作也即將進行。此外，良好的觀測環境更需要全社會共同維護，氣象部門要聯動起來做好對氣象法規的宣傳，強化執法力度和氣象探測環境保護管理，通過各種有效途徑讓社會各界廣泛認知。

4.2 規范儀器使用

目前，菏澤市各種工程施工揚起的灰塵會影響氣象觀測儀器的性能，面對特殊的環境，觀測員要有較高的職業道德，保證儀器的正確操作和使用，并定期對儀器進行保養，使儀器的準確度始終符合要求。此外，還要按規定的周期送檢儀器，絕不能使用超檢的儀器。

5 參考文獻

[1] 張文煜，袁九毅.大氣探測原理與方法[M].北京：氣象出版社，2007.

[2] 鄭光明.地面氣象觀測“代表性”淺析[J].貴州氣象，2010，34（增刊1）：189-191.

[3] 李紹云，田萍，梁杰，等.城市發展對氣象探測環境的影響分析[J].環境保護與循環經濟，2008，28（11）：40-42.

[4] 顧品強.氣象觀測“三性”原則的代表性與比較性、準確性同等重要[C]//上海：第二屆長三角氣象科技論壇論文集，2005.endprint