浅析地面气象观测自动化存在的主要弊端及其对策
学术论坛自然科学2015年7期·277·
浅析地面气象观测自动化存在的主要弊端及其对策
徐祥峰
隆昌县气象局，四川内江 642150
摘要：近年来；气象服务事业不断发展；气象自动观测技术受到越来越多的关注；各种新型自动化观测设备在气象台站中发挥的作用越来越大。观测设备在地面地面气象观测时会出现很多技术问题，这严重影响了气象服务的准确性。本文系统性阐述气象观测中存在的问题及其应对策略。
关键词：地面气象观测；自动化；问题；发展建议
中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1671-5578(2015)07-0277-01
由于我国的地面气象观测技术起步比较晚，导致了相关的地面气象观测装备较落后，大部分的气象要素只有借助于人工才能进行观测，只是在近几年气象观测装备自动化才有了长足的发展。目前，本市气象站气象观测实现自动化或半自动化的装备有温湿、气压、地温、雨量及风等传感器，还有称重雨量传感器、辐射传感器、蒸发传感器及能见度仪等。温湿、气压、地温、雨量、风传感器技术比较成熟，运行基本稳定。目前，该站未实现自动化观测的气象要素有雪深、云、天气现象等，这些要素的自动观测仪器可能已在试点气象站进行测试。但就目前该站的情况是称重雨量传感器、大型蒸发和能见度仪运行不太稳定，故障较多，直接影响观测要素值的准确性。因此，若台站全部气象要素都实现全自动或半自动观测，存在一定难度。
1 地面气象观测自动化存在的问题
1.1 地面气象观测自动化仪器技术不过关
我国研制的半自动化多要素遥测气象仪通过与国外的同类产品进行比较可以发现，仪器的稳定性和可靠性都与国外有较大的差距。再加上我国气象部门在对仪器的使用上有比较严格的要求，无论在多么恶劣的环境下都要保证观测设备能够正常运行，由于环境比较复杂，我国研发的这些观测设备远远不能满足这个要求。尤其是出现高温、低温、沙尘暴等恶劣天气，使器件很容易遭到损坏。此外，有些气象要素的感应元件存在缺陷，质量容易出现问题。在我国研发的所有感应元件中，最差的应属湿度感应元件和能见度仪的感应元件。不过国外对于测湿感应元件的一些问题也没有彻底的解决。
1.2 对地面气象观测自动化仪器要求不合理
1.2.1 在设计仪器时不合理的要求
我国土地约为960万平方公里，横穿几十个纬度和地区，有平原、沙漠、高山、岛屿等相结合组成了我国复杂的地形条件。因此对观测仪器的要求极为严格，不仅要符合气候条件，还要适应各种天气，这种万能型的观测仪器，显然是与实际不相符的。对观测仪器严格的指标要求只是为了满足极少数台站的需求，却把很大一部分台站的需求给忽略了，使观测仪器的复杂性大大提高了，相应的产品的制作成本也增加了不少。
1.2.2 要求仪器测量的精确度不高
在气象界中一直有一个问题被人们争论不休那就是对于测量仪器的精确度问题。世界气象组织对自动观测仪器的精度要求，很多国家的自动气象观测仪器基本上都达到了这个要求，但是却有一个要求很多国家都没有达到，那就是世界气象组织对常规观测仪器的精确度要求。在前几年，日本的气象台站利用常规仪器设备进行观测的过程中，专门请了有关计量部门测量数据的精确度，结果表明温度为±0.3℃，气压为±0.4毫巴，与自动气象观测仪器的精确度差不多，我国也是这种情况。从目前的观测技术可以看出，各国自动观测仪器的精度若要达到世界气象组织对常规观测仪器的精度要求，虽然观测仪器可以实现，但是这些将会造成仪器制作成本高、内部结构复杂、体积庞大、在使用和维修的过程中会非常困难。所以各国气象部门应从本国的实际情况出发，研发出适合本国需要的气象自动化仪器，而不应该拘泥于世界气象组织的要求，世界气象组织所规定的要求只是提供参考，实际上是要以满足天气预报当成是前提条件，适当放宽精确度指标。所以，我国气象部门对自动观测仪器的精度要求要与世界气象组织对常规观测仪器的精度相适应，实际上就是对自动观测仪器的精度要求要大于台站目前在观测中使用的常规仪器精度。对于这种不合乎实际，不实事求是，严重阻碍了我国地面观测自动化的实现。
2 提升我国地面气象观测自动化发展建议
2.1 发展通讯网路
在对地面观测进行全自动化的过程中全国的通讯线路远远满足不了其发展的需要，现阶段只有在各省的几个大城市中才设有几条同轴电缆和微波中继，近些年对专区一级能否顺利通过，还要加强进一步实现。对通往各县的电话和技术装备也相对比较滞后。如果专门给气象网络部门建立一套合适的通讯网络会有相当大的难度。传递气象资料给上级部门的过程中需借助于静止卫星，所用的通讯卫星还是租借的邮电部门的，给气象部门的通道都是有限的，要实现发射自己的气象通讯卫星，目前气象部门在短期内很难实现。
2.2 提高技术能力和科技水平
现阶段，地面观测设备比较落后，使得对地面进行观测存在很大难度，在对一些气象要素进行观测的过程中，已有一些气象要素能够通过自动化观测来实现，但是还有极个别的不能实现自动化观测，需要找到适合这几个难度较大气象要素的感应器。虽然我国的科学技术进步的比较快，但我国的电子技术目前还不能研发出具有稳定性能、可靠运行、成本低的电子元件和微处理器。而对地面进行观测的过程中，需要大量的元器件，为了降低成本，只有借助于国内的发展，不能一直靠进口来供应。
2.3 增加资金投入，提升仪器设备
地面气象观测所消耗的资金比较大，我国气象部门对此需承受很大的经济负担。在地面气象自动化观测的过程中，台站配备的自动化观测仪器少之又少，而且对观测到的数据信息进行传递、接收、记录、存储、处理及整理等一系列的操作都需要自动化来进行实施，因此为了适应自动化的发展，需要气象部门建立健全资料中心、处理中心及通讯中心。
2.4 加强对观测仪器的管理
在日常工作中，观测员应把观测仪器的管理工作做好，避免因仪器损坏而对正常的观测工作产生影响。每次下班前应对班内的工作逐项进行检查，在交接班时接班员要把班内仪器的运行情况、天气特点、观测数据记录及下一班需要完成的任务交代清楚，避免因自己的粗心大意增加其他人的工作量。因此，把班内的工作妥善完成，把交接班的仪器管理工作熟练完成，这些在仪器的日常管理工作中至关重要。
3 结语
对于气象部门而言，在日常的地面气象测报工作中，往往缺乏运行保障人员，也没有配备运行保障室，使地面观测质量与自动化水平受到一定程度的限制。因此，需要培养大量的运行保障人员，而不是气象观测人员。此外，还要注重复合型人才的培养，并注重现有工作人员的专业技能培训，以显著提高地面气象观测质量。
参考文献
[1]冯建设，李占星，张璇.地面自动气象站资料图形分析软件设计与应用.山东气象，2010(2)：86.
[2]吴春德.自动观测与人工观测数据的差异.黑龙江气象，2008(S1)：132.