地面自動氣象觀測的技術發展與展望探討

楊旋

根據地面自動氣象觀測業務的實際發展狀況及社會生產對氣象服務的戰略需求，著重分析其技術發展過程和未來展望，指出在技術應用中存在的不合理現象，并結合信息技術、互聯網技術加以改進，使其更快適應現代氣象服務發展方向。

我國地幅遼闊，加之氣象多變的特征，各地均有氣象災害的發生。為了增強綜合國力，穩定社會發展，氣象部門大力發展了地面自動氣象觀測技術，通過智能化與人工檢驗的結合，提高了氣象要素變化的準確性，為人們的生活帶來了便利。要提升觀測技術的應用水平，就要不斷創新技術應用和氣象裝備研發能力，科學布局觀測系統。

1、地面自動氣象觀測的主要內容

當前，我國氣象部門開展的地面自動氣象觀測主要包括天氣觀測、氣候觀測和其他觀測。天氣觀測是為氣象預報服務提供的繪圖資料，可以用于國內氣象情報的分析。天氣繪圖報的觀測時間為一天的2：00、8：00、14：00、20：00或者8：00、14：00、20：00。部分觀測臺站的繪圖時間為5：00、11：00、17：00、23：00。在臺風影響較大地區，需要對風向、風速進行加密觀測。氣候觀測是為理論研究和資料積累提供的觀測業務。觀測時刻與內容由各國自行確定，我國氣象部門規定氣候觀測的時間同定時觀測天氣相同，氣候資料以晚20：00為準，讀取溫度感應器、濕度感應器、降水量感應器、日常感應器等數據，定時整理讀數并記錄，統計24小時內的最大量值和最小量值，制定月終、年終氣象觀測報表。其他觀測是指為了某個特定任務開展的觀測工作，如為保證民航運行安全，一些氣象臺站會定時觀測雷暴天氣、能見度等數據。

2、地面自動氣象觀測技術的發展及展望

①自動氣象觀測技術的發展

常使用的氣象觀測技術有氣壓觀測、氣溫觀測、濕度觀測、風速觀測等，這些都是主要的測量參數。先進測量儀器配備及觀測技術的應用在一定程度上帶動了氣象觀測業務的前進。常規測量方法有接觸式測量，比如各類感應器的使用，可直觀地反映氣象要素的變化情況。溫度傳感器便是通過鉑電阻的作用，在周圍溫度發生變化時會出現電流波動。類似軍事行動對氣象信息的精度要求較高，便可以通過熱電偶測溫技術和紅外線測溫技術來進行氣象要素的測量。對于氣壓測量，則以水銀氣壓表、空盒氣壓表為主，根據平衡式測量技術來達到安全測量目標。但在當前，效率較高的氣壓測量技術是利用振筒氣壓儀，可以解決因外界氣流變化引起的機械轉動。對于降水量的測量，由于以往翻斗式測雨技術常常會受到蒸發量的影響，并且在設置防風圈后也無法有效檢驗固態降雨量，所以技術人員在此基礎上普及了光電式降水測量技術。

除此之外，對于其他氣象信息也有專門的技術加以實施。如云狀、云層的形成過程、云離子等參數。傳統多使用光成像技術來達到目標，但這需要在白天進行。夜晚光線的不足使得技術人員難以捕捉有關云的信息，降低了測量的準確度。因此現在多采用激光云高測技術加以完善。但這種方式也存在一定的缺陷，如受水蒸氣的影響會改變光的傳播方向和速度，還需不斷改進。另外則是移動氣象觀測技術，主要分為專用觀測和通用交通觀測。專用移動觀測用于處理突發事件的現場氣象勘測，通用交通觀測的對象為氣流，借助安裝在交通工具上的設備儀器來完成任務。地面遙感氣象觀測技術是基于主動、被動遙感器的條件下，以雷達系統來檢測輻射的波長。

②展望自動氣象觀測技術

地面自動氣象觀測技術雖然得到了長足發展，但在使用中仍然存在很多不穩定影響，一些技術的使用也受到諸多因素的限制，反應出氣象觀測業務的自動化程度不足。要實現對云層、日照、降雨等參數的全自動化，除了深入研究微觀氣象參數的觀測技術之外，還要提高系統的模塊化程度，使得采集信息更快地轉化為氣象要素信息。未來自動化、智能化將成為地面自動氣象觀測技術的潮流趨勢。除此之外，在互聯網技術的支持下，觀測系統的信息化也會進一步提升，氣象觀測效率將會大大加強。對于各類感應器來說，體積小型化是主要改進方向，故障發生率也會不斷降低，為各項生產活動提供更好的服務。

專業與大眾地面觀測技術也是氣象觀測技術發展的重點內容。專業觀測的特性是自動觀測站點較少，密度不高，其數據具有較高的代表性，一般用于較為惡劣的氣候地區。大眾觀測的特性是便攜化、移動化，如手持氣象站等。為了讓群眾能夠及時掌握范圍地區的氣象變化，未來可在公共交通上設置微型氣象站。公共交通的分布較為廣泛，氣象可測范圍也更大，能夠合理判斷出一段時間的氣象要素。

總而言之，地面自動氣象觀測是各系統化工程，其技術的發展與應用也要經過長期的實踐證明。作為氣象觀測人員，應具備高度的責任感，培養與時俱進的思想理念，主動學習并掌握自動化、信息化數據處理技術，熟悉氣象要素形成的原理，提高對突發問題的應變能力和處理能力，增強對新技術的使用，提高觀測水平，從而更好地為氣象預報提供可靠資料。

（作者單位：025500內蒙古通遼市科爾沁區氣象局）