天氣現象自動化觀測儀器評估方法

寶勒德 辛忠德

摘 要：本文展開對天氣現象自動化觀測儀器評估方法的研究，其主要目的在于了解當前天氣現象自動化觀測儀器的評估現狀，以及具體的評估方法。近年來，人們的生活水平顯著提升，因此逐漸加強對其各方面生活質量的重視。通過天氣現象自動化觀測儀器，實現對天氣預報的預測與評估，可以使人們更加全面的掌握天氣情況，根據實際天氣現象選擇是否出行和出行的方式。受諸多因素的影響，天氣現象自動化觀測儀器評估方法仍存在些許不足之處。為此，本文首先對天氣現象自動化觀測儀器的采集性能加以評估。同時，重點對其識別性能加以評估。

關鍵詞：天氣現象；自動化；觀測儀器

中圖分類號：TN959 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0217-01

在改革開放深入實施的現代社會中，各行業均取得了突出性的成就。在天文學領域中，天氣現象在先進的儀器技術下，也得到了較為全面性的發展。利用天氣現象自動化觀測儀器，能夠充分實現對降水現象、地面凝結現象、視程障礙現象以及其他現象的評估。在上述評估方法的應用下，可以為人們提供更多的天氣現象預測結果，方便人們的生活。本文通過對天氣現象自動化觀測儀器采集性能與識別性能的評估，能為日后提高天氣現象自動化觀測水平，奠定堅實的基礎。

1 天氣現象自動化觀測儀器的采集性能評估

1.1 硬件可靠性評估

在天氣現象自動化觀測儀器評估中，對天氣現象信息的采集是十分重要的[1]。在對天氣現象加以評估時，將以儀器的可靠性參數作為評價指標，其可靠性參數一般為儀器平均的故障間隔時間。被評估的觀測儀器可靠性是在規定的條件和環境下，特定觀測評估時間內能夠完成的評估規定功能。通常情況下，平均故障間隔的時間，是自動化觀測儀器相鄰兩次故障出現時間的平均值，將平均值的單位設置為小時。在規定的觀測評估時間范圍內，試驗評估的時間應與儀器的工作常規時間，基本相同。在天氣現象自動化觀測儀器評估期間，需要對被試驗儀器的試驗時間、故障發生時間、故障發生時的現象、原因等，進行詳細的記錄，根據所記錄的相關信息加以評估。對于較小的硬件性評估故障，及時解決；對于較大的硬件性評估故障，則應由生產廠家初具維修報告。

1.2 軟件可靠性評估

在天氣現象自動化觀測儀器采集性能評估中，其軟件的可靠性評估與硬件的可靠性評估存在差異性。為了能夠進一步的明確軟件的可靠性，其一般采用單獨統計的方法，實現對軟件可靠性的綜合評估[2]。軟件可靠性評估期間，其評價指標也主要以平均故障間隔時間統計的方法為主，該評估指標與硬件可靠性評估相同。在天氣現象自動化觀測儀器評估中，單個算法及整個軟件的出錯，均屬于軟件性故障。試驗人員應根據試驗中出現的各種信息加以記錄，包括故障的出現時間、出現的次數、出現的原因等。同時，要明確軟件故障出現的具體原因，若軟件可靠性的失效，是由于操作人員操作不當、硬件維護的影響、停電所致等原因，導致軟件相關數據缺失，則不應將其納入到軟件故障中，應將其按照常規的故障加以處理。

1.3 數據完整性評估

現階段，天氣現象的種類日益增多[3]。因此，在對天氣現象進行觀測和評估時，所需要觀測的類型和項目較多。對于天氣現象自動化觀測儀器的識別性能，因一句不同類型的實際天氣現象，分別制定與天氣現象相適應的評估方法。受諸多因素的影響，天氣現象自動化觀測儀器在評估天氣時，會存在不同程度的誤報、漏報的現象。誤報主要是天氣現象自動化觀測儀器所監測到的天氣現象，實際上并未發生，儀器識別出的結果與實際不一致。漏報主要是人工所觀測到的天氣現象發生，但是天氣現象自動化觀測儀器并未有效評估。天氣現象自動化觀測儀器存在的上述兩種現象，通常是以人工觀測為基礎的。此兩種情況，僅是針對人工觀測結果。所謂的評估準確，是指天氣現象自動化觀測儀器與人工觀測方法下的結果相同。為此，在天氣現象自動化觀測評估中，通過儀器和人工實現對數據完整性的評估，尤為重要。

2 天氣現象自動化觀測儀器的識別性能評估

2.1 降水天氣現象的評估

降水天氣現象，是自動化觀測儀器的主要識別項目[4]。現階段，天氣現象自動化觀測儀器對降水天氣的觀測對象，主要包括雨、雪、雨夾雪等。在對上述天氣現象進行評估時，需要根據天氣現象預測情況建立相應的評估標準。目前，國外關于降水現象觀測的標準，主要是以人工觀測和輔助攝像設備觀測為主，將輔助攝像設備及時獲取的降水圖像，同時作為講述現象觀測的標準。一般情況下，降水天氣現象的評估指標需要從三個方面進行考量。第一為判斷降水是否發生。通過天氣現象自動化觀測儀器，判斷降水是否發生，是該觀測儀器能否代替人工觀測的重要衡量指標。第二為判斷降水現象的準確性。根據觀測儀器的統計定時，明確儀器對降水識別的準確性，儀器與人工觀測的結果在前后至少5分鐘以內的結果一致，判定為觀測儀器正確。第三為降水與評估識別的符合率。在人工觀測降水時間段內，觀測儀器所監測到的降水量是否與其比值相類似。

2.2 地面凝結現象的評估

根據對地面凝結現象的分析，明確霜、露、雨凇和霧凇等，均是自動化觀測儀器評估的地面凝結現象。因此，可以根據地面氣象相應的規范，將其作為地面凝結現象的規定劃標準。在天氣現象自動化觀測儀器進行識別時，其評估的依據主要為地面氣象規范[5]。在對霜和露進行天氣現象自動化觀測時，識別并分析固定區域內的玻璃片樣本，明確地面凝結現象是否能夠發生。在對霧凇和雨凇進行天氣現象自動化觀測時，識別并分析固定區域內的電線積冰架上的圖像，明確地幔凝結現象是否能夠發生。具體的評估方法為，對霜和露進行常規的一天一次統計，天氣現象自動化觀測儀器與人工觀測到的霜和露現象一致，則說明天氣現象自動化觀測儀器觀測正確，反之則被視為誤報或是漏報。對雨凇和霧凇進行識別與評估時，則是選擇固定的時間，將其識別及觀測前后5分鐘的監測結果進行對比，結果一致則說明儀器識別正確。

2.3 視程障礙現象的評估

通常情況下，視程障礙現象較多，包括霧、霾、沙塵暴、揚塵、浮塵等，均屬于視程障礙現象[6]。對于上述視程障礙現象，主要是通過計算儀器，實現對視程障礙現象的識別性準確評估。根據對視程障礙的分析，其與能見度值的具有密切的關系。因此，在對視程障礙現象進行評估時，將能見度儀觀測結果，作為基本的視程障礙現象的參考標準，經過觀測員對視程障礙現象的觀測與判斷，進一步掌握和明確視程障礙的類型和品谷標準。在評估時，每天采用人工監測的方式定時觀測天氣現象，嚴格記錄天氣現象自動化儀器的監測結果，將兩個監測結果進行綜合性的對比。若兩觀測結果在觀測前后5分中對比結果一致，則說明天氣現象自動化儀器的判斷準確。

3 結語

現階段，我國科學技術得到普遍的更新和發展。在現實生活中，天氣現象的預報，對于人們出行具有重要的影響。人們通常會根據天氣現象的預報情況，決定是否出行或是選擇如何出行。因此，天氣現象的預報對于人們的生活質量、生活便捷性，均具有一定的作用。針對當前天氣現象自動化觀測儀器評估方法的現狀，本文在研究中，主要從天氣現象自動化觀測儀器的采集性能評估和識別性能評估兩方面，展開對天氣現象自動化觀測儀器評估方法的研究。期望通過本文關于天氣現象自動化觀測儀器評估方法的探究，可以為日后促進其發展，提供寶貴的建議。

參考文獻

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[2]行鴻彥，張金玉，徐偉.地面自動氣象觀測的技術發展與展望[J].電子測量與儀器學報，2017，31（10）.

[3]吳勇，石永進.夜間天氣現象判斷輔助軟件設計[J].農家科技旬刊，2016，05（1）.

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[5]中國氣象局氣象探測中心.天氣現象自動化觀測技術研究[J].中國科技成果，2015，16（23）：40-41.

[6]宋佳，宋鵬程.新型自動氣象站能見度自動觀測數據及應用[J].農業科技與信息，2016，04（19）：50-50.