自動化現代氣象地面觀測發展中存在的問題

趙澤皓

摘 要：我國幅員遼闊，氣象災害爆發頻率較高，如果不能及時實現氣象變化自動觀測和智能觀測，將會帶來嚴重的經濟損失甚至是人員傷亡。因此，我國對地面氣象觀測的發展投入了較大精力。但目前，自動化現代氣象地面觀測仍存在較多問題。由此，本文主要分析自動化現代氣象地面觀測發展中存在的問題，主要包括復合型技術人才短缺，未形成系統的地面氣象觀測人員培訓機制，管理制度和協調機制缺失，智能觀測設備存在的潛在問題，對自動化觀測資金投入不足和地面氣象觀測保障措施不健全。

關鍵詞：自動化;氣象;地面觀測

中圖分類號：P412 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）11-0152-03

Abstract： China is a vast country with a high probability of meteorological disasters. If the automatic and intelligent observation of meteorological changes cannot be realized in a timely manner， it will bring serious economic losses and even casualties. Therefore， China has put a lot of energy into the development of ground meteorological observation. At present， however， there are still many problems in automatic modern meteorological ground observation. Therefore， this paper mainly analysed the problems existing in the development of automatic modern meteorological ground observation， including the shortage of compound technical personnel， the lack of systematic training mechanism for ground meteorological observers， the lack of management system and coordination mechanism， the potential problems of intelligent observation equipment， and the lack of investment in automatic observation funds， and the imperfect safeguard measures for ground meteorological observation.

Keywords：automation;the weather;ground observation

通過人工操作氣象觀測設備讀取氣象觀測數據，再進行資料的審核統計，然后通過人工編報傳輸資料的時代已經過去了。全部的人工讀取、計算、傳輸影響氣象觀測工作的效率與質量。近年來，隨著科學技術的不斷發展與信息技術的普及，各行各業已經逐漸被計算機和人工智能取代，現代信息技術也成為基層氣象臺站現代化建設的重要手段。通過科學技術手段，能滿足氣象信息發布準確、快速、及時等要求，且能大大提高地面氣象觀測工作的效率。同時，高科技軟件的使用，也使得基層氣象臺站的工作由人工化走向現代化，既滿足了自身發展的需要，又滿足了時代發展的需求。自動化地面觀測這一新的工作形態在推進現代化氣象建設轉型升級方面正在逐步釋放巨大的潛能，但自動化的地面氣象觀測業務依然存在許多問題，需要深入探討和積極應對。

1 復合型技術人才短缺

隨著現代信息技術的成熟，“智慧氣象”對人才的需求也隨之提升，既具有大氣科學知識基礎又具有現代信息技術的人員成為現代氣象觀測迫切需求的人才。盡管我國在現代化氣象隊伍建設上取得了比較顯著的成果，但關于氣象的復合型技術人員仍然供不應求，人才匱乏的狀況仍然較為明顯。在基層縣級臺站中，受過高等及以上教育的工作人員的比例嚴重偏低，現代信息技術的專業人才更為稀缺。因為復合型人才的短缺，使得“智能化”與現代氣象難以有效融合和快速發展。

2 未形成系統的地面氣象觀測人員培訓機制

隨著各種新型科技的發展，現代氣象觀測業務對人才的需求不斷提升，不僅需要有較高信息素養的人才，也需要具備專業技能的人才。因此，為了保證氣象工作人員滿足地面氣象觀測的需求，需要加強對工作人員的培訓。但目前，相關氣象部門尚未形成系統的地面氣象觀測人員培訓機制。一是缺乏應完善的現代化培訓體系，難以積極推廣信息化的虛擬網絡教育平臺;二是對觀測員的技術指導未配合各地區的實際情況，對地面氣象觀測裝備的基礎理論、儀器廠家、設備使用等未進行針對教學，觀測員缺乏關于前沿的技術信息、先進的理念和有發展空間的智能化設備方面的知識，難以成為新時代合格的地面氣象觀測人員。

3 管理制度和協調機制缺失

2018年全國氣象局長會議圍繞開拓創新、主動作為，努力做好2018年工作，會議作出八個方面部署：一要狠抓規劃實施，推進氣象業務能力建設;二要服務保障民生，做好氣象綜合防災減災救災工作;三要發揮氣象優勢，保障國家生態文明建設;四要助力鄉村振興，建設現代氣象為農服務體系;五要強化統籌協調，推進氣象軍民融合和服務區域協調發展;六要激發創新活力，推動科技創新和人才隊伍建設;七要深化氣象改革，提高氣象法治化水平;八要深化開放合作，提高氣象國際影響力[1]。因為智能化觀測設備的應用改變了原有的地面觀測業務的模式，從原來的手工編報轉變成現在需要人工觀測的氣象要素越來越少，人工地面觀測的大部分任務是對數據進行訂正和保證觀測儀器及設備的正常運轉。但是，管理制度不夠明確導致值班員在值班時未能嚴格按照地面氣象觀測規范要求進行，未經允許私自離開工作崗位，遇到突發天氣情況不能及時發現，迅速判斷，難以選擇好的應對方法，因此，加強地面氣象觀測的管理監控就顯得尤為重要。這也從另一方面突出觀測人員專業素質必須過硬。但是，因為管理制度并沒有跟上現階段的地面氣象觀測工作的發展，導致觀測人員對地面觀測設備的維護和數據傳輸保障不重視。同時，因為管理協調制度不明確，設備保障和測報不是同一人員的臺站經常會出現設備故障或傳輸故障難以及時處理的問題，從而導致數據長時間缺測。基層工作人員流動性大，測報崗位的人員變動頻繁，有些臺站為謀取更多利益，集中部分人員開展科技服務工作，甚至將測報業務與行政、財務進行輪換，導致部分人員不符合觀測崗位的要求，影響測報質量[2]。

4 智能觀測設備存在的潛在問題

我國研制氣象觀測自動化的技術起步較晚，儀器的穩定性和可靠性都與國外有較大差距。我國國土約960萬km2，橫穿幾十個經緯度，地形條件復雜，有平原、沙漠、高山、島嶼等，因此，氣象觀測也較為復雜、多樣。而觀測儀器的好壞直接影響氣象觀測數據的可靠性和真實性，因此，對觀測儀器要求極為嚴格，不僅要符合氣候條件，還要適用于各種惡劣的天氣。在風速以及風向測量方面，傳統的機械轉動風向標方式較容易受環境的影響，所以現在正在大力研發超聲測風技術;在測量降水量方面，翻斗式測雨技術容易受蒸發量的影響，但安裝防風圈后又難以對固態降水進行測量，目前正在采用的光電式降水測量技術能有效解決該問題[3]。我國自動氣象觀測工具都達到了世界氣象組織對自動觀測氣象工具準確性的要求。在嚴苛的環境和地形條件下，滿足世界氣象組織的要求無疑會導致儀器成本增加，同時也增加了使用和維護這些儀器的難度。因此，國家氣象部門必須開發適合本國需要的自動化氣象工具，不能死板地遵守世界氣象組織的要求，世界氣象組織的要求只是一個基準。目前的地面氣象觀測儀器都是應用直流電頻進行供電，在苛刻的環境條件下，儀器的消耗可能會增大。同時，隨著使用時間的增長，儀器的電池磨損不斷加劇，會導致電壓頻率不穩定，影響儀器的運行狀況。因此，應運用交流電和直流電通用的氣象觀測儀器保證自動化觀測的穩定性。

5 自動化觀測儀器技術能力、科技水平和資金投入不足

我國自動化觀測技術起步較晚，與西方發達國家相比，地面氣象的觀測設備相對較為落后，很多地區的地面氣象局依然采用人工觀測的方式展開氣象觀測工作。目前，大部分氣象傳感器并不能直接將采集的電信號轉換為氣象要素，需要通過專用的采集器進行轉換，使得其模塊化程度不高、可更換性差、計量檢定困難。同時，我國采用的關鍵傳感器元件主要來自國外，如測量濕度的濕敏電容大部分依賴進口。與國外相比，我國的傳感器在精度、穩定性等方面仍有較大的提升空間[4]。自動化的地面氣象觀測依賴于高精度、高質量的儀器，這些儀器設備可能需要搭載一些新興的元素組件，而這需要氣象部門投入較大的資金。此外，為了實現氣象觀測自動化對數據的采集、傳輸、質控上傳等，需要配置多種自動化傳輸設置，而這也需要大量資金的投入。但目前，多數氣象部門對自動化觀測認識不清，從而導致資金投入較少，阻礙了地面氣象自動化觀測的發展。

6 地面氣象觀測保障措施不健全

氣象地面觀測保障首先要保障的是探測環境的完整性，這是氣象地面觀測任務開展的前提。第一，對普通民眾的氣象探測環境保護宣傳仍然相對薄弱，且缺少和有關部門的合作。第二，缺少有針對性的正確引導，在宣傳探測環境保護的相關規定時，沒有考慮影響普通群眾決策的心理和行為因素。第三，氣象部門也未深入開展有關氣象探測環境保護方面的法律宣傳活動，對環境破壞行為的懲罰力度不足，不能較好地進行環境保護，且未組織多樣化的教育宣傳活動，難以實現對全社會的宣傳。第四，自動化的氣象地面觀測對儀器設備的依賴程度極高，但基層測報人員對儀器的日常維護不夠重視，導致儀器設備在長期運行中極易出現故障，或者縮短儀器壽命。第五，目前，雖然為了保障地面氣象觀測數據的完整性和保密性已經使用專有網絡進行數據傳輸，同時也已經實現了雙線傳輸，保證不間斷傳輸，但因為信息網絡技術的發展，網絡病毒仍對計算機存在較大威脅，且缺乏嚴格的網絡保障措施，難以保證數據的安全性。

7 結語

隨著科技的發展，智能化地面觀測技術必然是未來的發展趨勢。氣象地面觀測作為氣象工作的重要環節，其具有很強的實踐性，且更新速度不斷加快。氣象信息與百姓生活、日常生產息息相關。為此，對于地面觀測存在的問題，要能及時發現，處理得當，將氣象地面觀測工作落到實處，充分發揮其參考價值[4]。只有越來越成熟的地面觀測運行體系才能保障氣象現代化建設更快更好的發展，才能讓人人都能享受到個性化、專業化的高端氣象服務。因此，要加強地面觀測運行體系建設。

參考文獻：

[1]賈靜淅.2017全國氣象局長會議召開[N].中國氣象報，2017-01-17（1）.

[2]李建東，李惠.基層臺站地面氣象觀測業務常見問題及處理[J].北京農業，2014（27）：145-146.

[3]梁琬璐，劉翔.地面自動氣象觀測技術的發展與展望[J].吉林農業，2018（10）：103.

[4]劉靜穎，周小平，張靚.地面氣象觀測現狀及發展策略[J].自然科學，2017（2）：326.