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        自動(dòng)氣象站的優(yōu)勢分析

        2011-12-20 03:49:24張宇俊喬俊峰李鳴鹿曉芳李林凡
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)氣象站優(yōu)勢分析三性

        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。

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

        隨著時(shí)代的進(jìn)步,人們對氣象的重視與關(guān)注日益加深。近年來,絕大部分地面氣象觀測站轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)觀測或半自動(dòng)觀測。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中消亡的模式,各種類型的自動(dòng)氣象站不斷占領(lǐng)市場,將成為氣象觀測的主導(dǎo)。目前,全國約有的2400個(gè)地面氣象觀測站實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)觀測。與人工站相比,其優(yōu)勢日益明顯。

        一、氣象觀測概念層面分析

        氣象觀測是氣象觀測的基礎(chǔ)。地面氣象觀測是氣象觀測的重要組成部分。它是對地球表面一定范圍內(nèi)的氣象狀況及其變化過程進(jìn)行系統(tǒng)的、連續(xù)的觀察和測定,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)。

        人工觀測和自動(dòng)觀測是地面氣象觀測的兩種方式。所謂人工觀測站,顧名思義,就是以人工觀測方式進(jìn)行氣象觀測的氣象站。而自動(dòng)氣象站是一種能自動(dòng)地觀測和存儲(chǔ)氣象觀測數(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)勢就已初見端倪。

        二、觀測記錄層面分析

        1. 地面觀測記錄的“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”。

        所謂代表性指觀測記錄不僅要反映測點(diǎn)的氣象狀況,而且要反映測點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)的平均氣象狀況。準(zhǔn)確性是指觀測記錄要真實(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在同一時(shí)間觀測的同一氣象要素值,或同一個(gè)地面氣象觀測站在不同時(shí)間觀測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。

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

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

        2.3 觀測時(shí)間:人工氣象站各要素順序觀測、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。自動(dòng)氣象站均為二十四次定時(shí)觀測。

        2.5 數(shù)據(jù)量:人工氣象站少。自動(dòng)氣象站多。

        2.6 誤差:人工氣象站觀測員有習(xí)慣誤差;各要素觀測時(shí)間不同,從而導(dǎo)致各要素值有誤差。自動(dòng)氣象站避免了觀測員的習(xí)慣誤差及觀測時(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)勢顯而易見,大致可概括為以下幾點(diǎn):

        三、優(yōu)勢總結(jié)

        優(yōu)勢一:減輕了觀測員的勞動(dòng)量,收到了事半功倍的效果。

        如人工站的目測項(xiàng)目氣壓、氣溫、地溫、濕度、風(fēng)向風(fēng)速等原來都要人工讀數(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)勢二:減少了誤差,提高了資料的準(zhǔn)確性。

        1、 避免了觀測員的習(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。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)勢三:易于普及

        無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。

        優(yōu)勢四: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)勢五:定時(shí)觀測次數(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)觀測站都變成了24次定時(shí)觀測,而且每分鐘都能采集到一組數(shù)據(jù)。就拿基準(zhǔn)站來說,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)對各種突發(fā)事件,減少缺測,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)勢七:自動(dòng)站組網(wǎng)的建立,全國乃至全球一盤棋,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)測預(yù)報(bào)的及時(shí)性、準(zhǔn)確率。

        四:結(jié)束語

        綜上所述,自動(dòng)氣象站具有人工站無可比擬的優(yōu)勢,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,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)、省(節(jié)約了勞動(dòng)力)的效能。

        參考文獻(xiàn)

        宗曼曄等《地面氣象觀測規(guī)范》氣象出版社2003年1-2

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