自動(dòng)氣象站的優(yōu)勢(shì)分析

張宇俊 喬俊峰 李鳴 鹿曉芳 李林凡

摘要：從自動(dòng)氣象站與人工氣象站的比較中發(fā)現(xiàn)二者的差異，進(jìn)而論述自動(dòng)氣象站在氣象資料的“三性”要求及諸多方面的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)氣象站 氣象記錄的“三性” 優(yōu)勢(shì)分析

隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)氣象的重視與關(guān)注日益加深。近年來(lái)，絕大部分地面氣象觀測(cè)站轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)觀測(cè)或半自動(dòng)觀測(cè)。毋庸置疑，隨著氣象事業(yè)的發(fā)展，人工站將成為氣象觀測(cè)中消亡的模式，各種類(lèi)型的自動(dòng)氣象站不斷占領(lǐng)市場(chǎng)，將成為氣象觀測(cè)的主導(dǎo)。目前，全國(guó)約有的2400個(gè)地面氣象觀測(cè)站實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)觀測(cè)。與人工站相比，其優(yōu)勢(shì)日益明顯。

一、氣象觀測(cè)概念層面分析

氣象觀測(cè)是氣象觀測(cè)的基礎(chǔ)。地面氣象觀測(cè)是氣象觀測(cè)的重要組成部分。它是對(duì)地球表面一定范圍內(nèi)的氣象狀況及其變化過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的、連續(xù)的觀察和測(cè)定，為天氣預(yù)報(bào)、氣象信息、氣候分析、科學(xué)研究和氣象服務(wù)提供重要的依據(jù)。

人工觀測(cè)和自動(dòng)觀測(cè)是地面氣象觀測(cè)的兩種方式。所謂人工觀測(cè)站，顧名思義，就是以人工觀測(cè)方式進(jìn)行氣象觀測(cè)的氣象站。而自動(dòng)氣象站是一種能自動(dòng)地觀測(cè)和存儲(chǔ)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的設(shè)備。也即“由電子設(shè)備或計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)進(jìn)行氣象觀測(cè)和資料收集的氣象站”。一個(gè)自動(dòng)氣象站，就是一個(gè)小的自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)。另外還可由一個(gè)中心站和若干自動(dòng)氣象站通過(guò)通信電話組成自動(dòng)氣象站網(wǎng)。自動(dòng)氣象站網(wǎng)又可以組成大的自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。

由上所述，僅就二者的概念而言，自動(dòng)氣象站的優(yōu)勢(shì)就已初見(jiàn)端倪。

二、觀測(cè)記錄層面分析

1． 地面觀測(cè)記錄的“三性”

我們知道，“由于近地面層的氣象要素存在著空間分布的不均勻性和隨時(shí)間變化的脈動(dòng)性，因此地面觀測(cè)記錄必須具有代表性、準(zhǔn)確性、比較性”，即“三性”。

所謂代表性指觀測(cè)記錄不僅要反映測(cè)點(diǎn)的氣象狀況，而且要反映測(cè)點(diǎn)周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)的平均氣象狀況。準(zhǔn)確性是指觀測(cè)記錄要真實(shí)的反映實(shí)際氣象狀況。比較性即：不同地方的地面氣象觀測(cè)在同一時(shí)間觀測(cè)的同一氣象要素值，或同一個(gè)地面氣象觀測(cè)站在不同時(shí)間觀測(cè)的同一氣象要素值能進(jìn)行比較，從而能分別表示出氣象要素的地區(qū)分布特征和隨時(shí)間變化的特點(diǎn)。

2. 自動(dòng)氣象站與人工氣象站功能分析比較

下面就結(jié)合近幾年來(lái)運(yùn)用自動(dòng)氣象站的實(shí)踐，從氣象資料的三性要求及其它方面具體分析一下自動(dòng)氣象站較人工氣象站具有的優(yōu)勢(shì)。

2.1 0㎝地溫：人工氣象站有積雪移到雪面觀測(cè)，實(shí)則雪面溫度；洪水使地溫表漂浮于水面即缺測(cè)。自動(dòng)氣象站始終是地面溫度，不會(huì)因洪水導(dǎo)致缺測(cè)。

2.2 淺層地溫：人工氣象站有積雪時(shí)撥雪觀測(cè)，被雪覆蓋時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)缺測(cè)。自動(dòng)氣象站觀測(cè)正常進(jìn)行，不出現(xiàn)缺測(cè)。

2.3 觀測(cè)時(shí)間：人工氣象站各要素順序觀測(cè)、要素間數(shù)值有時(shí)刻間距，不是同一時(shí)刻值。自動(dòng)氣象站是同一時(shí)刻值。

2.4 觀測(cè)次數(shù)：人工氣象站三次、四次、七次、八次或二十四次定時(shí)觀測(cè)。自動(dòng)氣象站均為二十四次定時(shí)觀測(cè)。

2.5 數(shù)據(jù)量：人工氣象站少。自動(dòng)氣象站多。

2.6 誤差：人工氣象站觀測(cè)員有習(xí)慣誤差；各要素觀測(cè)時(shí)間不同，從而導(dǎo)致各要素值有誤差。自動(dòng)氣象站避免了觀測(cè)員的習(xí)慣誤差及觀測(cè)時(shí)間的不同而導(dǎo)致的誤差。

2.7 普及方面：人工氣象站不易普及，既受機(jī)器性能的限制，也有人生存條件的限制。自動(dòng)氣象站則易普及，只考慮儀器性能。

2.8 自記風(fēng)：人工氣象站風(fēng)速感應(yīng)器高于風(fēng)向感應(yīng)器約20cm。自動(dòng)氣象站風(fēng)速風(fēng)向感應(yīng)器同高。

2.9 勞動(dòng)量：人工氣象站大。自動(dòng)氣象站小。

2.10 應(yīng)急服務(wù)：人工氣象站及時(shí)性受儀器性能限制，范圍相對(duì)小。自動(dòng)氣象站及時(shí)、范圍廣。

2.11 靈敏度：人工氣象站低。自動(dòng)氣象站高。

2.12 實(shí)時(shí)監(jiān)控程度：人工氣象站人工巡視較難做到全面而自動(dòng)氣象站全面

從上面的比較分析中看，自動(dòng)氣象站的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，大致可概括為以下幾點(diǎn)：

三、優(yōu)勢(shì)總結(jié)

優(yōu)勢(shì)一：減輕了觀測(cè)員的勞動(dòng)量，收到了事半功倍的效果。

如人工站的目測(cè)項(xiàng)目氣壓、氣溫、地溫、濕度、風(fēng)向風(fēng)速等原來(lái)都要人工讀數(shù)查算，挑取極值，量降水；壓、溫、濕、風(fēng)、雨量自記值作訂正計(jì)算等，現(xiàn)在自動(dòng)站都有數(shù)據(jù)直接傳回主控微機(jī)，一目了然。

優(yōu)勢(shì)二：減少了誤差，提高了資料的準(zhǔn)確性。

1、 避免了觀測(cè)員的習(xí)慣誤差。

2、 自記風(fēng)避免了原人工站儀器風(fēng)向風(fēng)速感應(yīng)器不在同一高度而產(chǎn)生的偏差。

3、 避免了人工站順序讀數(shù)導(dǎo)致的同一觀測(cè)時(shí)間各要素不是同一時(shí)刻的值而產(chǎn)生的誤差。

4、 極值挑自分鐘數(shù)據(jù)，避免了人工站最高最低溫度表（氣溫、地溫）讀數(shù)的不準(zhǔn)確（出現(xiàn)最高最低若干時(shí)間后才讀數(shù)，數(shù)據(jù)或已回落）。

5、 自動(dòng)站0cm地溫固定安裝在地面，不像人工站有積雪時(shí)放置在雪面上，遇有洪水又導(dǎo)致缺測(cè)。其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大大提高。

小結(jié)：只有準(zhǔn)確性高的資料才更具有代表性，其比較性才更有意義。

優(yōu)勢(shì)三：易于普及

無(wú)人職守站不受是否適宜人生存條件的限制，都可建站設(shè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。

優(yōu)勢(shì)四：應(yīng)急服務(wù)前景廣闊

分鐘數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、使自動(dòng)氣象站具有了人工站力所不及的應(yīng)急服務(wù)能力，使氣象服務(wù)具有了前所未有的魅力。

優(yōu)勢(shì)五：定時(shí)觀測(cè)次數(shù)增多，數(shù)據(jù)量增大。

原人工站每日三次、四次、七次、八次、二十四次的定時(shí)觀測(cè)站都變成了24次定時(shí)觀測(cè)，而且每分鐘都能采集到一組數(shù)據(jù)。就拿基準(zhǔn)站來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)量也擴(kuò)大了60倍，每日就有24×60﹦1440組數(shù)據(jù)。

龐大的數(shù)據(jù)量為大氣科學(xué)及其他科學(xué)的研究提供了充分的依據(jù)。

優(yōu)勢(shì)六：實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于發(fā)現(xiàn)異常天氣現(xiàn)象和儀器故障，能夠積極應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事件，減少缺測(cè)，為防災(zāi)減災(zāi)提供了及時(shí)服務(wù)，這也是人工站所不及的。

優(yōu)勢(shì)七：自動(dòng)站組網(wǎng)的建立，全國(guó)乃至全球一盤(pán)棋，各種氣象要素全世界一目了然，風(fēng)云變化彈指間便可知曉，極大地提高了天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的及時(shí)性、準(zhǔn)確率。

四：結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)氣象站具有人工站無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，而且相信隨著時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，自動(dòng)氣象站將會(huì)顯示出更加令人矚目的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮多（數(shù)據(jù)量增多、站點(diǎn)不受時(shí)空限制而增多）、快（數(shù)據(jù)采集快、上傳快）、好（數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、應(yīng)急服務(wù)好）、?。ü?jié)約了勞動(dòng)力）的效能。

參考文獻(xiàn)

宗曼曄等《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》氣象出版社2003年1-2