氣象現(xiàn)代化建設(shè)起步階段袖珍計(jì)算機(jī)PC-1500在新疆的創(chuàng)新應(yīng)用

■ 李冬梅

新疆氣象局率先使用PC-1500進(jìn)行氣象觀測數(shù)據(jù)處理，不僅得到國家氣象局的認(rèn)可，也促使各省氣象局陸續(xù)開發(fā)觀測程序。

改革開放伊始至20世紀(jì)80年代末，國家氣象局先后通過了《氣象現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展綱要》《關(guān)于加快和深化業(yè)務(wù)技術(shù)體制改革的意見》。在20世紀(jì)80年代初，微型計(jì)算機(jī)問世不久，各行各業(yè)都試圖將其應(yīng)用于業(yè)務(wù)、服務(wù)之中，氣象部門也不例外。微機(jī)價(jià)格高，氣象站基礎(chǔ)工作是觀測與發(fā)報(bào)，為每個(gè)臺(tái)站配備微機(jī)不切實(shí)際。新疆氣象科技人員敏銳捕捉到這一歷史機(jī)遇，開展了一場針對氣象觀測、編報(bào)、月報(bào)表等基本業(yè)務(wù)開展的技術(shù)革新活動(dòng)，通過技術(shù)簡單、價(jià)格便宜、可編程的袖珍計(jì)算機(jī)SHARP PC-1500（以下簡稱：PC-1500），使全國氣象站基礎(chǔ)觀測、編報(bào)業(yè)務(wù)邁上一個(gè)大臺(tái)階。PC-1500因此成為氣象站基本測報(bào)業(yè)務(wù)現(xiàn)代化的適用工具，新疆乃至全國氣象部門基礎(chǔ)業(yè)務(wù)從手工操作到逐步被機(jī)器所取代，開啟了氣象站現(xiàn)代化建設(shè)的第一步。

1 PC-1500的引入

20世紀(jì)80年代初，我國開始實(shí)行改革開放政策，增強(qiáng)了我國社會(huì)主義的生機(jī)活力，解放和發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力，改善人民生活。在國際環(huán)境上，世界范圍內(nèi)蓬勃興起的新科技革命推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)以更快的速度向前發(fā)展。該時(shí)期我國在經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技實(shí)力與國際先進(jìn)水平的差距較大，面臨著巨大的國際競爭壓力，亟待通過改革開放吸收外國先進(jìn)科技，帶領(lǐng)人民追趕時(shí)代前進(jìn)的潮流。

在各行各業(yè)努力實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的時(shí)代，氣象部門也不例外。1978年日本小型電子計(jì)算器進(jìn)入我國，1980年出現(xiàn)了可以編小程序的計(jì)算器，如：CASIO 502P、702P等。到20世紀(jì)80年代初期，SHARP PC-1500系列引入我國，先后進(jìn)入氣象、地質(zhì)、公路系統(tǒng)以及大專院校、軍隊(duì)等，引發(fā)了新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的浪潮。

時(shí)任新疆氣象局局長王為德認(rèn)為，PC-1500對氣象部門意義重大，他與國家氣象局積極溝通并獲支持，在新疆氣象局專門成立了“新技術(shù)發(fā)展辦公室”，這是當(dāng)時(shí)全國氣象部門唯一的新技術(shù)發(fā)展辦公室。正是這支既熟悉氣象業(yè)務(wù)，又對計(jì)算機(jī)在行的隊(duì)伍，成為新疆氣象局技術(shù)革新的新軍。最初，新技術(shù)發(fā)展辦公室的任務(wù)是負(fù)責(zé)PC-1500的購買、保養(yǎng)、維修，但大家圍繞PC-1500開展了系列創(chuàng)新，不斷探索應(yīng)用，推進(jìn)了我國氣象部門基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的現(xiàn)代化進(jìn)程。他們研發(fā)的硬件，將PC-1500與電傳機(jī)連接起來，計(jì)算機(jī)里的信息便自動(dòng)進(jìn)入全國通訊網(wǎng)；開發(fā)的內(nèi)存擴(kuò)充技術(shù)，使PC-1500存儲(chǔ)能力擴(kuò)大了50%～100%。

在全國袖珍計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)的組織下，新疆氣象局發(fā)展辦在全國舉辦了技術(shù)轉(zhuǎn)讓學(xué)習(xí)班，推進(jìn)了我國袖珍計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，新疆氣象部門成為當(dāng)?shù)匦录夹g(shù)開發(fā)的核心力量，其收入也一度成為新疆氣象部門對外服務(wù)收入的主要來源。1984年8月，張學(xué)文、王巖參加了在大連市召開的第二次全國袖珍計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì)，交流了袖珍機(jī)在新疆氣象業(yè)務(wù)中的應(yīng)用、高空氣象探測系列程序和袖珍機(jī)在地面氣象觀測工作中的應(yīng)用等三項(xiàng)主要技術(shù)。1986年，時(shí)任國務(wù)院電子振興辦公室的李祥林主任、李兆吉顧問、何耀坤總工程師等一行四人，在自治區(qū)計(jì)算機(jī)領(lǐng)導(dǎo)小組譚鑄新副組長和自治區(qū)科委信振遠(yuǎn)副主任陪同下，到新疆氣象局了解PC-1500在氣象測報(bào)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用情況，并觀看了烏魯木齊市氣象處技術(shù)人員用PC-1500進(jìn)行探空、測風(fēng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行和地面觀測的現(xiàn)場操作。

2 PC-1500主要性能和特點(diǎn)

SHARP PC-1500袖珍計(jì)算機(jī)于1981年發(fā)布，是日本夏普SHARP公司生產(chǎn)的一種功能近于PC機(jī)的計(jì)算機(jī)。我國從1981年開始引進(jìn)，是中國保有量最大、推廣最好的袖珍計(jì)算機(jī)，一般將其歸于可編程計(jì)算器類。

該機(jī)以LH5801為中央處理器，內(nèi)存有9.8 K和18 K兩種（后擴(kuò)為16 K、24 K等）。PC-1500的運(yùn)算功能包括算術(shù)運(yùn)算、負(fù)數(shù)、指數(shù)運(yùn)算、一般函數(shù)、特定函數(shù)；編程語言為固化、帶擴(kuò)展的BASIC語言；堆棧：196字節(jié)；子程序：30層；FOR...NEXT語句：16層。

1981年前后，新疆氣象局從新疆科學(xué)分院器材公司購買了PC-1500。PC-1500性能穩(wěn)定，計(jì)算準(zhǔn)確，操作方便，費(fèi)用不高，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，程序移植也不困難，適合當(dāng)時(shí)觀測員文化技術(shù)水平和氣象部門財(cái)力狀況，可以運(yùn)用到氣象觀測編報(bào)業(yè)務(wù)中，半自動(dòng)化地完成地面氣象觀測、編報(bào)與探空觀測編報(bào)等任務(wù)。新疆氣象局業(yè)務(wù)處、氣象學(xué)校、自治區(qū)氣象臺(tái)協(xié)作研究，利用PC-1500和 BASIC語言，設(shè)計(jì)了一套包括地面天氣編報(bào)、統(tǒng)計(jì)“氣表-1”的月報(bào)及繪制“氣表-19”的程序；計(jì)算器增換16 K模塊后，能完成航空天氣報(bào)和旬月報(bào)編發(fā)，并連接打印機(jī)實(shí)現(xiàn)月報(bào)表打印。地面氣象測報(bào)程序經(jīng)過臺(tái)站試點(diǎn)考驗(yàn)和資料對比驗(yàn)證，均收到預(yù)期效果，大大簡化了觀測查表計(jì)算、編報(bào)和報(bào)表制作的處理過程，且精度高于人工查表計(jì)算，減輕了觀測員腦力勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 應(yīng)用到氣象業(yè)務(wù)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 探空觀測程序全國推廣

當(dāng)時(shí)就職于克拉瑪依市氣象臺(tái)探空組的景祥寶，潛心研究在PC-1500上編寫探空觀測程序；原伊犁氣象學(xué)校教師王巖，則研究在PC-1500上編寫地面觀測程序。為集約科研力量，新疆氣象局于1983年邀請二人共同專門開發(fā)探空與地面觀測程序。

景祥寶編寫的探空觀測程序，主要有以下功能：一是對探空儀檢定曲線進(jìn)行公式化處理后存入磁帶，一盒（60 min）磁帶可存80個(gè)探空儀的檢定數(shù)據(jù)。二是基值測定和施放瞬間地面要素值的處理。三是自動(dòng)進(jìn)行溫度的輻射訂正和壓、溫、濕要素的基值訂正。四是處理規(guī)定層、特性層、零度層、對流層頂和最大風(fēng)層數(shù)據(jù)，輸入上述各層各項(xiàng)要素的電碼符號(hào)、時(shí)間，輸出“高表-14”所有項(xiàng)目和4份高空電報(bào)。五是將每次探空結(jié)果累計(jì)存儲(chǔ)在月資料磁帶上，月初調(diào)用“報(bào)表程序”完成報(bào)表統(tǒng)計(jì)計(jì)算。六是有較靈活的操作、改錯(cuò)功能，為實(shí)現(xiàn)較多功能，采用了以一個(gè)存貯單元存兩項(xiàng)數(shù)據(jù)，以字符串形式存貯數(shù)據(jù)的方法。

這一程序大大提高了探測精度，減輕了探空員勞動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)國家氣象局主持鑒定后，在全國推廣。1982年春，全國第一個(gè)培訓(xùn)氣象觀測員使用PC-1500處理測風(fēng)觀測數(shù)據(jù)的BASIC語言學(xué)習(xí)班在新疆開辦，從此PC-1500被正式應(yīng)用于氣象觀測業(yè)務(wù)。

3.2 測風(fēng)編報(bào)軟件被批準(zhǔn)應(yīng)用

僅用PC-1500幫助觀測員完成業(yè)務(wù)中的計(jì)算遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，利用計(jì)算機(jī)直接編發(fā)電報(bào)這一想法，則撼動(dòng)了氣象部門沿襲多年的基本氣象觀測規(guī)范。時(shí)任自治區(qū)氣象臺(tái)長孟齊輝，在分析了PC-1500的功能和氣象編報(bào)的復(fù)雜性后，率先開發(fā)了測風(fēng)觀測程序。

測風(fēng)程序和探空程序一樣，單、聯(lián)機(jī)兼容，既適用于探空臺(tái)站，也可用于雷達(dá)單獨(dú)測風(fēng)和小球經(jīng)緯儀測風(fēng)站。程序還能進(jìn)行檢定曲線和毛發(fā)曲線公式化處理，功能包括：一是利用仰角、方位角、斜距等輸入數(shù)據(jù)和探空方傳來的有關(guān)數(shù)據(jù)，自動(dòng)整理測風(fēng)記錄，處理雷達(dá)單獨(dú)測風(fēng)（省略點(diǎn)繪時(shí)高線）、雷達(dá)綜合測風(fēng)、仰角低于雷達(dá)最低工作仰角測風(fēng)、探空球經(jīng)緯儀測風(fēng)（或雷達(dá)無斜距測風(fēng)）、小球經(jīng)緯儀測風(fēng)等多種工作方式。二是可以分段或從頭反復(fù)校對輸入的仰角、方位、斜距等計(jì)算分鐘數(shù)據(jù)，并自動(dòng)計(jì)算已輸入計(jì)算分鐘的量得風(fēng)層風(fēng)向、風(fēng)速。三是可以分段或從頭顯示（或打印）輸出仰角、方位角、斜距和量得風(fēng)層的風(fēng)向、風(fēng)速。四是單機(jī)使用時(shí)，可反復(fù)校對已輸入的等壓面高度、時(shí)間等數(shù)據(jù)。五是可自動(dòng)選取最大風(fēng)層。六是可自動(dòng)內(nèi)插計(jì)算規(guī)定層、對流層頂?shù)娘L(fēng)向、風(fēng)速。七是可進(jìn)行特殊情況的處理，包括計(jì)算點(diǎn)的增加、刪除、從某點(diǎn)開始重輸計(jì)算點(diǎn)，記錄整理中途改變觀測方式，改變計(jì)算分鐘等。八是可編發(fā)測風(fēng)報(bào)。九是可錄制測風(fēng)資料磁帶，于月底統(tǒng)計(jì)矢量風(fēng)、編發(fā)氣候月報(bào)用，以及用CCS-400微機(jī)處理打印月報(bào)表。十是聯(lián)機(jī)使用時(shí)，能和探空方互傳數(shù)據(jù)。

國家氣象局鑒定并認(rèn)可了以孟齊輝為主編的測風(fēng)程序，批準(zhǔn)在新疆范圍內(nèi)應(yīng)用，屬全國最先。當(dāng)時(shí)，新疆有測風(fēng)業(yè)務(wù)的23個(gè)氣象站，將測風(fēng)觀測程序應(yīng)用于業(yè)務(wù)當(dāng)中，代替了原測風(fēng)規(guī)范，簡化了測風(fēng)觀測中的計(jì)算和編報(bào)。

3.3 新疆日射程序被推廣

時(shí)任新疆氣象局機(jī)關(guān)業(yè)務(wù)處主任科員劉同年，是在PC-1500上編寫日射觀測程序的主要完成者。日射觀測的計(jì)算時(shí)間要求不高，計(jì)算時(shí)可從容進(jìn)行。但日射觀測計(jì)算常用表（圖）， 由于各站不同，不能統(tǒng)一制作，故誤差較大，而且會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)性和非系統(tǒng)性誤差；日射觀測計(jì)算中還有一些邏輯操作，稍不注意就可能發(fā)生錯(cuò)情。劉同年利用PC-1500解決了上述誤差和邏輯計(jì)算問題，他主持編寫的BASIC語言的日射觀測計(jì)算程序，得到中國氣象局認(rèn)可，并在全國推廣。

3.4 地面觀測程序全國推廣

由新疆氣象局王巖、王德深等編寫的地面觀測程序，采用BASIC語言，全長30 K，包括編制地面天氣報(bào)、繪制毛發(fā)濕度訂正曲線圖和統(tǒng)計(jì)月報(bào)表三個(gè)部分。它參照現(xiàn)行地面觀測規(guī)范、氣象常用表和有關(guān)技術(shù)進(jìn)行編制，人機(jī)結(jié)合使用，具有自動(dòng)鬧鐘、自動(dòng)編報(bào)、自動(dòng)選組、特殊情況的邏輯檢查、自動(dòng)進(jìn)行器差訂正、計(jì)算和電碼編譯、自動(dòng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)日（月）資料、挑選極值及改錯(cuò)功能等。

4 主要系統(tǒng)及推廣應(yīng)用情況

新疆氣象局率先使用PC-1500進(jìn)行氣象觀測數(shù)據(jù)處理，不僅得到國家氣象局的認(rèn)可，也促使各省氣象局陸續(xù)開發(fā)觀測程序。新疆氣象局于1984年1月組織鑒定會(huì)，吉林、河南、陜西、四川、甘肅、內(nèi)蒙古、廣西、寧夏等省（自治區(qū)）專家參加。白木等指出新疆氣象局繼1982年測風(fēng)程序研究、1983年探空程序研究成果通過鑒定之后，地面氣象測報(bào)程序研究成果又經(jīng)鑒定會(huì)鑒定，達(dá)到國內(nèi)同類項(xiàng)目的先進(jìn)水平。

1984年，新疆氣象部門完成PC-1500地面氣象測報(bào)程序系列（XJQ-841），該系列由編報(bào)、月報(bào)表、毛發(fā)、寬行月報(bào)表、通訊傳報(bào)和降水量五分級(jí)統(tǒng)計(jì)程序組成，全長四十余K； 并出版《PC-1500袖珍計(jì)算機(jī)地面氣象測報(bào)程序系列使用技術(shù)》一書，向各省區(qū)市氣象部門推廣1000余套。同年11月，青海省氣象局舉辦全省地面氣象測報(bào)程序推廣使用學(xué)習(xí)班，王巖、王德深應(yīng)邀去西寧講課并交流經(jīng)驗(yàn)。

1985年，國家氣象局組織編寫地面觀測程序，雖然沒有完全采用新疆地面觀測程序，但新疆提供了技術(shù)版本支持，最后批準(zhǔn)使用的程序（DMCX-A2），是新疆、河南、甘肅、安徽、上海、河北、河南等7個(gè)省級(jí)氣象局的綜合版本。

1982年，《新疆氣象》期刊以增刊的形式刊登了《氣象觀測程序》，為氣象基本觀測使用計(jì)算機(jī)程序打開了局面，推進(jìn)了氣象觀測、發(fā)報(bào)業(yè)務(wù)自動(dòng)化，拉開了全國氣象部門利用PC-1500進(jìn)行氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)的帷幕。

對PC-1500的研究，并沒有止步于氣象，衍生研究不斷擴(kuò)展，覆蓋地質(zhì)、環(huán)境科學(xué)、公路建設(shè)等領(lǐng)域。金一諤等利用1983年7月、1984年1月汽車線路觀測，開展城市氣候調(diào)查，摸清氣象要素的水平分布。合肥炮兵學(xué)院射擊教研室利用PC-1500諸元計(jì)算器處理精確氣象通報(bào)的方法，給出了一種利用PC-1500諸元計(jì)算器處理精確氣象通報(bào)，并快速提取射擊所需氣象要素的方法。進(jìn)入21世紀(jì)，對PC-1500的研發(fā)熱度仍在持續(xù)。2001年，《PC-1500計(jì)算機(jī)在公路測量繪圖中的應(yīng)用》《PC-1500計(jì)算機(jī)在土工試驗(yàn)中的應(yīng)用》是距今較近的研究。

5 小結(jié)

20世紀(jì)80年代，在氣象現(xiàn)代化建設(shè)的偉大進(jìn)程中，新疆關(guān)于PC-1500開發(fā)應(yīng)用走在全國前列。PC-1500在氣象現(xiàn)代化建設(shè)起步階段的創(chuàng)新應(yīng)用，解決了當(dāng)時(shí)制約發(fā)展的瓶頸問題，解放了人力，大大提高了綜合觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率和報(bào)文傳輸?shù)募皶r(shí)率。同時(shí)，加快了人才培養(yǎng)步伐，人才是創(chuàng)新的根本動(dòng)力，一大批參與研發(fā)和使用的科技人員得到鍛煉，先后成長為技術(shù)領(lǐng)軍人才和核心骨干，良好的示范效應(yīng)凝聚起一支高素質(zhì)的氣象人才隊(duì)伍。

《中國氣象史》《中國氣象百科全書》均沒有關(guān)于PC-1500的相關(guān)記載，《新中國氣象事業(yè)70周年大事記》等書目也未提及這段歷程。銘記一個(gè)時(shí)代、記錄一群氣象科技工作者，可以更好地激勵(lì)后人更加突出氣象事業(yè)的科技型定位，堅(jiān)持把科技創(chuàng)新作為引領(lǐng)氣象事業(yè)發(fā)展的第一動(dòng)力，傳承老一輩氣象人履職盡責(zé)、攻堅(jiān)克難的奮斗精神，全面提升氣象業(yè)務(wù)現(xiàn)代化水平。

深入閱讀

陳壽勤, 1984. PC-1500程序設(shè)計(jì)的若干經(jīng)驗(yàn). 廣西氣象, (3): 47-51.

丁寶善, 1985. 用PC-1500計(jì)算機(jī)制作《天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫》. 廣西氣象, (2): 23-25.

高根德, 2001. PC-1500計(jì)算機(jī)在土工試驗(yàn)中的應(yīng)用. 山西交通科技, (3): 2.

金一諤, 朱曉, 1985. PC-1500在城市氣候線路觀測中的應(yīng)用. 氣象,(5): 52.

桔楓, 1986. PC-1500處理探空記錄的有關(guān)問題. 新疆氣象, (8): 60.

劉玉文, 靳樹昌, 1999. 利用PC-1500諸元計(jì)算器處理精確氣象通報(bào)的方法. 合肥炮兵學(xué)院學(xué)報(bào), (1): 26-29.

喬艾云, 1990. PC-1500機(jī)探空程序操作錯(cuò)誤個(gè)例剖析. 新疆氣象,(8): 39-42.

山西省史志研究院, 1999. 山西通志. 北京: 中華書局出版社.

王巖, 1986. 地面氣象觀測程序系列剖析(1-5). 新疆氣象, (7): 25-26

吳曉儉, 1987. PC-1500監(jiān)控、反匯編程序的使用方法. 新疆氣象,(11): 39-41.

于新文, 2019. 氣象改革開放40年. 北京: 氣象出版社.

張學(xué)文, 2014. 一名預(yù)報(bào)員的科技探索. 北京: 氣象出版社.

祝文鋒, 艾麗杰, 熊云飛, 2001. PC-1500計(jì)算機(jī)在公路測量繪圖中的應(yīng)用. 煤炭技術(shù), 20(4): 2.