王少輝
(寧夏回族自治區(qū)大氣探測技術(shù)保障中心,寧夏 銀川 750001)
縱觀氣象發(fā)展的歷史,新技術(shù)的發(fā)展推動了氣象儀器的創(chuàng)新及應(yīng)用,而新型儀器的使用帶動了氣象事業(yè)的發(fā)展及進步[1]。
我國的氣象事業(yè)起步比較早。殷商時代就出現(xiàn)了四個方向的風向名字,西漢時期發(fā)明了專門的測量風向的儀器。
20世紀50年代,新中國百廢待興,氣象事業(yè)也進入了艱苦奮斗的時期,自行研發(fā)了大量的氣象儀器,開始了氣象觀測站網(wǎng)的布局,建立起新的觀測項目,規(guī)范了觀測業(yè)務(wù),氣象事業(yè)很快適應(yīng)當時經(jīng)濟社會發(fā)展和國防建設(shè)的需要。70年代末,氣象事業(yè)開始迅速發(fā)展,這一時期氣象的主要任務(wù)是現(xiàn)代化建設(shè)和提高氣象服務(wù)的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益。80年代,電子計算機在地面氣象觀測中得到廣泛的應(yīng)用,地面氣象觀測資料的處理實現(xiàn)了從人工到自動處理的轉(zhuǎn)變。90年代,氣象事業(yè)進一步發(fā)展,地面自動氣象站開始廣泛建立起來,推動了氣象觀測的自動化,地面氣象觀測正逐步由自動觀測代替人工觀測,觀測時次和空間密度得到極大提高。
21世紀,《中華人民共和國氣象法》正式實施,我國的氣象現(xiàn)代化事業(yè)迅猛發(fā)展。截止2004年,我國己建設(shè)完成了大氣監(jiān)測自動化建設(shè)一期工程,建成了個143基準氣候站、685個國家基本氣象站、1588個一般氣象站、7個大氣本底觀測站、3個有人極地考察站和5個南極冰蓋自動氣象站,2400多個有人值守的各類氣象臺站基本完成自動化改造,各?。▍^(qū)、市)建成了近262000個中小尺度加密自動氣象 (雨量)站,增加了沙塵暴、生態(tài)、大氣成分等一批新的觀測項目[2]。隨著科學技術(shù)的進步,我國地面氣象觀測總體上向遙感遙測、自動化、高精度、高時空分辨率方向發(fā)展。
氣象事業(yè)的基礎(chǔ)是氣象探測,臺站觀測獲得資料,我們才可以進行資料分析,進行氣象服務(wù)。氣象探測是借助氣象儀器對在動態(tài)的自然條件下大氣各要素和現(xiàn)象進行的測量和判定,氣象要素空間分布不均勻,時間變化相當迅速,而且受儀器本身性能等多因素影響,是復雜動態(tài)的測量過程,可以說氣象儀器的性能決定了氣象資料的有效與否[3]。
氣象資料必須真實地反應(yīng)實際氣象狀況,這種情況下就用氣象觀測資料與當時真值的接近程度來衡量,要求氣象儀器具有一定的測量準確度。在測量統(tǒng)一要素時,每個觀測站的數(shù)據(jù)能代表當時當?shù)氐膶嶋H情況,還要求儀器的動態(tài)特征靜態(tài)特征全球一致,才能保證氣象數(shù)據(jù)的比較性。
而氣象儀器普遍存在“基線漂移現(xiàn)象”,隨著時間的延長或某種應(yīng)力的作用,氣象儀器的性能會發(fā)生改變。例如某半導體熱敏電阻經(jīng)過6個月的正常存儲后再進行測試,比較前后兩次檢定曲線會發(fā)現(xiàn),最低溫度差1.2℃,最高溫度點差3.0℃,而20℃點差值較小,且儀器的靈敏度呈減低趨勢,如圖1。
圖1 半導體熱敏電阻兩次檢定曲線變化
由此可見,氣象儀器的性能是隨著時間發(fā)生改變的。這種漂移有暫時的,也有永久的,暫時的如毛發(fā)表的低濕癱瘓效應(yīng)及空盒氣壓表的殘余變形,但大多數(shù)的氣象儀器性能是永久性改變,我們可以通過計量檢定給出修正值或修正曲線,校準儀器。但如果漂移量不可修正,只能報廢處理。
氣象計量檢定是評價氣象儀器的計量性能,確定其各項保證氣象觀測正常運行的重要工作。
只有保證儀器的準確、可靠,才能保證資料的科學、有效。這直接影響氣象資料的準確性、可靠性和可比性,即使單個臺站或單個要素出現(xiàn)問題時,也會造成氣象長期變化趨勢的統(tǒng)計誤差,資料的積累變得不可信,甚至會導致整個數(shù)據(jù)分析的毀壞,影響國民生產(chǎn)發(fā)展,阻礙社會進步。這就要求氣象儀器在投入探測工作前要進行計量標準的溯源,我們稱之為氣象儀器的計量檢定,就是評定氣象儀器的計量性能。
2.3.1 法定計量檢定機構(gòu)。政府計量行政部門依法設(shè)置的計量檢定機構(gòu)以及由其授權(quán)的計量檢定機構(gòu)[4]。
2.3.2 管理體系。建立方針和目標并且實現(xiàn)這些目標的體系。
2.3.3 檢定。以檢查、標記和出具證書的形式查明和確認測量儀器和計量器具是否符合法定要求的程序。
2.3.4 檢定證書。證明計量器具已經(jīng)通過檢定,并符合相關(guān)法定要求的文件。
2.3.5 檢定結(jié)果通知書。聲明計量器具不符合有關(guān)法定要求的文件。
2.3.6 校準。在規(guī)定條件下,先確認標準器提供的量值與測量儀器顯示的量值的關(guān)系,其次由該關(guān)系來確定所得測量結(jié)果的關(guān)系[5]。
2.3.7 檢測。按照規(guī)定程序?qū)o定的產(chǎn)品確認一種或多種性質(zhì)并進行處理所組成的操作過程。