■農(nóng)樹海 黃河

（隆林各族自治縣氣象局 廣西百色533400）

淺析大氣地面觀測

■農(nóng)樹海 黃河

（隆林各族自治縣氣象局 廣西百色533400）

本文對大氣地面觀測進行探究分析，闡述了相關(guān)大氣地面觀測的方法及容易出現(xiàn)的誤差，并提出相關(guān)促進大氣地面觀測的方法。

地面觀測誤差分析

氣象的變化與人們的生活的方方面面都有著千絲萬縷的聯(lián)系，它影響著交通、出行以及經(jīng)濟的發(fā)展等方面。地面觀測的目的之一就是通過儀器和人力的觀測給出比較精確的天氣數(shù)據(jù)從而為人們提供天氣變化的情況。盡管氣象觀測站的自動化監(jiān)測水平和工作人員能力逐步提高，但是地面觀測的疑誤記錄現(xiàn)象仍然存在。

1　大氣地面觀測

1.1大氣地面觀測現(xiàn)場

安置室外儀器設(shè)備和進行觀測的場所。要求設(shè)在對當(dāng)?shù)氐奶鞖夂蜌夂蚓哂幸欢ù硇缘牡攸c，如：四周空曠，場地平坦，遠避坡谷、水澤和林木等地形地物的影響。場地的標準面積為25×25米2,場內(nèi)保持不超過20厘米高的均勻草層，圍欄涂以白漆，防止輻射影響。

1.2氣壓測量儀器

常用的有水銀氣壓表和空盒氣壓表兩種。水銀氣壓表是將一支一端封閉的玻璃管抽成真空，注滿水銀，再將開口一端插入水銀槽中，以水銀槽平面到管內(nèi)水銀柱頂?shù)母叨葋頊y量大氣壓力。氣壓表的玻璃管外配有測量水銀柱高度的銅管標尺，當(dāng)測量氣壓時，溫度和重力加速度與上述情況不符，則必須對由此引起的偏差加以訂正。水銀氣壓表測量精度較高，性能穩(wěn)定，常作為標準氣壓表；空盒氣壓表是由扁平的金屬膜片空盒組構(gòu)成，盒內(nèi)的氣壓較低。利用彈性應(yīng)力與大氣壓力相平衡的原理，以它形變的位移測定氣壓。其優(yōu)點是便于攜帶和安裝。但由于金屬膜片的彈性系數(shù)隨溫度變化，須采取溫度補償措施；空盒形變存在彈性滯后，在一定的氣壓范圍內(nèi)，升壓和降壓的形變曲線不重合。上述兩個因素使空盒氣壓表的測量精度低于水銀氣壓表?？蘸袣鈮河嫅?yīng)用空盒氣壓表的原理制成，它是一種能自動記錄的氣壓表。

2　地面氣象觀測設(shè)備工作原理與維護

2.1溫濕度傳感器的原理維護維修

HMP45D溫濕度傳感器采用鉑電阻感應(yīng)元件（Pt100）測氣溫，是無源的電阻輸出；采用電容式薄膜聚合物感應(yīng)元件直接測相對濕度，是有源的0-1V電壓輸出。溫度和濕度感應(yīng)元件裝在傳感器頭部帶有濾膜的保護罩內(nèi)。溫室傳感器一般安裝在觀測場內(nèi)（室外），是可同時測量空氣溫度和濕度的遙感儀器。電容式薄膜聚合物濕度傳感器是利用薄膜聚合物材料吸濕后介電特性發(fā)生變化的原理來測量相對濕度的。

2.2溫濕度傳感器的日常維護

保持百葉箱內(nèi)通風(fēng)良好，定期清掃灰塵；在清潔維護時，應(yīng)選擇陰天等適宜的天氣，以免造成采集數(shù)據(jù)的異常。防止溫室傳感器頭部保護濾膜罩被灰塵污染，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時拆開傳感器頭部的網(wǎng)罩用毛刷等對其進行清潔，或及時更換過濾罩。定期檢查傳感器的各連線處是否松動，螺釘要緊固，保證接觸良好。此外，每日20時應(yīng)將自動站的溫濕度和人工觀測值進行對比，若兩者比較，溫度的差值在1.0度以內(nèi)，濕度相差在10%（根據(jù)各省規(guī)定）以內(nèi)時，可視自動站傳感器正常，若比較后，溫度超過1.0度，濕度超過10%，則視為溫濕度超差，應(yīng)及時進行維護。

2.3對觀測設(shè)備進行維護

保持自動站設(shè)備處于正常的運行狀態(tài)，每小時正點前10分鐘要查看數(shù)據(jù)采集器的顯示屏或計算機顯示的實時觀測數(shù)據(jù)是否正常，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，需要及時對長Z文件進行質(zhì)量質(zhì)控和實時跟蹤。每日日出后和日落前應(yīng)巡視觀測場和值班室內(nèi)的儀器設(shè)備，查看各傳感器是否正常、雨量傳感器的漏斗有無堵塞、地溫傳感器的埋置是否正確、風(fēng)向、風(fēng)速傳感器是否轉(zhuǎn)動靈活、直接輻射表跟蹤是否正確等。同時需要嚴格按照每一工作日20時進行匯總對比的規(guī)定，對人工觀測與自動觀測所得到的地面氣象數(shù)據(jù)信息進行匯總與對比，并做好當(dāng)日數(shù)據(jù)文件的備份。定期按氣象計量部門制定的檢定規(guī)程進行檢定，不得超檢。

3　如何更好地進行大氣地面觀測

3.1地面觀測學(xué)習(xí)要點

自動觀測各項目同時在“0.0”分采集正點數(shù)據(jù)。自動站按采集器內(nèi)部時鐘進行數(shù)據(jù)采集。采集器每20小時對計算機進行時間校正，當(dāng)需對自動站系統(tǒng)進行時間校正時，必須針對采集器的內(nèi)部時鐘進行調(diào)整。自動觀測系統(tǒng)對供電、防雷、防水等環(huán)境要求高，因此與自動觀測儀器密切相關(guān)的配電、防雷和儀器的接地必須符合規(guī)范要求?！白詣诱緝x器技術(shù)性能”中的“準確度”，要求≥95%的“觀測誤差”落在“準確度”范圍內(nèi)。對明顯的“野值”，應(yīng)按“異常”記錄處理。處理時注意與大氣本身的“脈動性”相區(qū)別。

3.2能見度儀器使用

能見度自動觀測站址選擇要遠離大型建筑物，應(yīng)安裝在對周圍天氣狀況最具代表性的地點，不受干擾光學(xué)測量的遮擋物和反射表面的影響，遠離產(chǎn)生熱量及妨礙降雨的設(shè)施避免閃爍光源、樹陰、污染源的影響。能見度儀安裝在觀測場內(nèi)時，應(yīng)在觀測場西北角，與風(fēng)桿東西成行，距西側(cè)圍欄7.5 m。能見度儀接收端和發(fā)射端分別在南北方向。水泥基座長60 cm×寬60 cm×深40 cm，大風(fēng)區(qū)可適當(dāng)加大、加深，接收器和發(fā)射器的支架成南北向，接收器在南側(cè)，發(fā)射器在北側(cè)，采樣區(qū)中心高度2.8 m（±0.1 m）。避免光學(xué)系統(tǒng)朝向強光源，和朝向諸如雪或沙之類的反射表面，高緯度地區(qū)要加遮光罩。儀器現(xiàn)場校準時，設(shè)備至少穩(wěn)定工作10分鐘，輸出穩(wěn)定的觀測值，若輸出值在標準信號值±10%以內(nèi)，說明儀器工作正常，若輸出值在標準信號值±10%以外，需修改能見度儀校準參數(shù)，將儀器輸出值校準在標準信號值±10%以內(nèi)；參數(shù)修改完畢，至少穩(wěn)定工作10分鐘，確認輸出值在標準信號值±10%以內(nèi)，方可結(jié)束校準工作。

4　結(jié)束語

大氣地面觀測是氣象監(jiān)測工作的重要措施，轉(zhuǎn)變綜合氣象觀測系統(tǒng)發(fā)展方式，就要在滿足預(yù)報服務(wù)需求、提高觀測質(zhì)量和效益、觀測的科技支撐和人才隊伍素質(zhì)提高上下功夫，通過科學(xué)組織、上下聯(lián)動、狠抓落實，實現(xiàn)地面觀測業(yè)務(wù)的更大發(fā)展和持續(xù)發(fā)展。

[1]張明陽，氣象測報地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù) [J].網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)報，2012（22）.

[2]宋文英，氣象測報地面信息化數(shù)據(jù)處理技術(shù) [J].北京氣象科技，2013.

[3]劉小寧，地面氣象資料質(zhì)量控制方法研究概述 [J].氣象科技，2012.

P41[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-354-1