淺談地面氣象觀測自動化改造設計與實現

摘要：近年來，時代與科技在快速地發展，氣象探測技術及地面自動觀測也迎來快速發展的機遇。各式各樣的氣象自動觀測設備逐步代替了人工觀測，在實際工作中充分發揮著重要的價值與作用。其中針對能見度、日照的自動觀測設備的使用，極大的提升我國氣象觀測的自動化水平。但目前，我國的氣象觀測在進行自動化改造設計過程中由于多種因素作用，存在較多的問題與困難，無法有效地滿足當前地面氣象觀測的實際需求。文章主要分析當前地面氣象自動觀測存在的問題及不足，建設性地提出強化地面觀測質量的設備改造與設計策略，為提升地面氣象觀測自動化水平提供一點參考意見。

關鍵詞：地面氣象觀測;自動化;改造

由于我國地面氣象自動觀測技術起步較晚，存在設備設施落后、方法簡陋的問題，早些年絕大部分的氣象觀測都需要依靠人工才能有效開展。隨著科技的發展與進步，近些年地面自動觀測技術進入快速發展的階段。目前我國氣象自動觀測在溫濕、氣壓、風等領域的技術較為成熟，運行時穩定度較高，但在雨量、閃電定位儀、能見度等方面尚未取得較好的成就，實際運行中難免有點誤差，一定程度上制約了地面氣象觀測自動化水平的發展。因此，建議對當前地面自動觀測較為薄弱的領域進行系統性的開發與研究，通過多種強化策略不斷提升地面氣象觀測的自動化水平。

一、地面氣象自動觀測存在的問題及不足

（一）自動觀測儀器技術存在不足

目前，影響我國地面氣象觀測自動化水平最主要的因素是設備技術的滯后，我國自研的遙測氣象儀與國外同類型的設備相比較，其穩定性與可靠性均存在較大的差距。此外，氣象部門對于儀器設備的要求較高，為保障氣象服務群眾的需求，無論多么惡劣的環境下，都要保障觀測設備可以正常運行和使用，但由于我國的氣象類型復雜，自研的觀測設備無法滿足實際需求。尤其在高低溫、臺風、沙塵暴等極端環境中，設備及其元器件極易遭受損壞的風險。其外，由于部分的氣象感應及觀測元件在技術上存在一定的問題及不足，在實際的使用過程中質量較容易出現問題。目前，我國自研的各類元器件中，濕度與能見度元器件的質量與世界主流元器件的質量存在較大的差距。

（二）儀器設計要求不合理

我國幅員遼闊，經緯度跨度廣，多種地形地貌組合形成了復雜的地形條件，因此，對于氣象觀測儀器的要求非常嚴格，不僅要求儀器符合各種氣候條件，還能適應各種惡劣的天氣。此種能滿足多種地形及氣候形式的觀測儀器顯然是不切實際的。此外，當前我國對于儀器的要求只能滿足部分基礎設施較好的臺站，但有的基礎設施較差的臺站，儀器的使用成本較高，對于基礎設施的要求也較高，導致這些臺站無法使用先進的儀器設備，氣象觀測自動化無法有效的普及與開展。

（三）儀器的精度要求不合理

由于存在一個主要的問題就是“儀器的精準度問題”，從當前的技術水平而言，氣象自動觀測儀器的精度雖然可以滿足世界氣象組織的精度要求，但是費用及維修成本則會大大增加。因此，世界各國都會根據自身的實際情況，將世界氣象組織的規定作為參考，適當的放寬精度標準。我國的氣象部門對氣象自動化觀測的要求與世界氣象組織的規定相近，精度遠高于實際使用中的常規精度，這在一定程度上制約了我國地面氣象觀測自動化的快速發展。

二、加強自動化的改造設計策略

在地面氣象觀測實際的發展過程中，要充分考慮多方面的因素，因此需要對氣象觀測儀器自動化發展進行整體的綜合規劃，避免勞動資源、資金、成本和時間的浪費，從而有效促進地面氣象觀測的自動化水平發展。基于當前我國的實際情況，地面氣象觀測自動化的發展應先推行半自動化觀測，然后再通過完善基礎設施，逐步實現氣象觀測的全自動化。

（一）大力建設與發展通訊網絡

目前，我國的通訊網絡除少部分地區以外，絕大部分地區都無法滿足地面氣象觀測全自動化的實際發展需求。只有少部分的大城市才具有同軸電纜和微波中繼，只有進一步加強相關的設施建設，才能滿足全自動化觀測的需求。當前各地區的通訊網絡線路與技術裝備均存在滯后的情況，若專門針對氣象部門建立合適的通訊網絡線路所需的資源和資金是非常龐大的，而且具有較大的難度。但是若想實現觀測全自動化的普及，優化當前的通訊網絡是必不可少的核心步驟。因此，在未來國家應大力開展通訊網絡的建設和發展，對全自動氣象觀測進行針對性的建設和優化，從而為全自動氣象觀測的普及打下扎實的基礎。

（二）提升觀測技術水平

當前我國的地面觀測設備明顯滯后于發達國家，從而導致地面觀測存在一些困難和問題。對于某些相關氣象要素進行實際觀測，雖然大部分都可以實現自動觀測，但還有少部分氣象要素難以實現自動化觀測，其需要精度高、技術性強的感應器，雖然近年來我國的科技水平進步較快，但是依舊無法實現低成本、運行可靠性高的相關元器件。因此想要全面實現地面觀測自動化，必須要大力發展國內的科技與技術水平，不能長期依賴進口元器件，從而推動地面觀測自動化的普及。

（三）加大設備的資金投入

地面氣象觀測所需的資金資源較大，因此對氣象部門造成了較大的負擔，資金問題也是制約氣象觀測全自動化普及的重要因素。目前，在實際的自動化觀測過程中，臺站所配備的儀器設備不是很多。此外，自動化觀測還需要配套的設備設施對觀測數據進行傳遞、接收、記錄、處理、計算和儲存，為滿足氣象觀測全自動化的需要，氣象部門應當建立完善的數據處理中心和通訊中心。部分臺站雖然具備滿足需求的計算機，但在配套設備和計算機數量上卻無法滿足實際的觀測需求。因此，想要完全實現氣象觀測全自動化，必須加大設備設施上的資金投入，提升臺站的儀器和設備質量。

（四）加強觀測儀器的管理

氣象部門應當加強觀測儀器的管理工作，避免由于管理與維護工作不到位對觀測質量產生影響。業務員應每天對觀測儀器進行常規的清潔和檢查，換班時應將儀器運行情況和天氣現狀交代清楚，避免由于交接不到位而增加工作量，甚至發生儀器運行不穩或損壞的現象。因此，加強業務員對觀測儀器的裝備保障技能，提升對觀測儀器的管理水平和質量對于自動化觀測有著重要的價值和意義。

三、結語：

綜上所述，我國地面氣象觀測自動化普及率不是很高，由于多種因素的限制，無法有效地完成自動化的設計和改造工作。因此，氣象部門應通過大力建設與發展通訊網絡、提升觀測技術水平、加大設備的資金投入、加強觀測儀器的管理等策略措施，為實現地面氣象觀測全自動化提供堅實的基礎和有力的支撐。

參考文獻：

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作者簡介：鄢卉平（1989年2月—）女，漢族，重慶江津人，大學本科，助理工程師，從事氣象綜合業務工作.