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地面气象观测中结冰自动化观测技术概述

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：韩莉瑛

[导读] 摘要：冬季结冰属于一种十分普遍的现象，原来的地面气象观测结冰一般是通过人工判断的方式，基于我国国民经济水平不断提高的背景下，各种科学技术也在日益完善，为了降低成本、提升地面气象观测质量，结冰自动化观测技术如雨后春笋一般涌现出来。

        循化县气象局青海省海东市 811100
        摘要：冬季结冰属于一种十分普遍的现象，原来的地面气象观测结冰一般是通过人工判断的方式，基于我国国民经济水平不断提高的背景下，各种科学技术也在日益完善，为了降低成本、提升地面气象观测质量，结冰自动化观测技术如雨后春笋一般涌现出来。充分结合结冰自动化观测技术产生的原因，对该技术在地面气象观测当中的具体应用进行研究，不断提高地面气象观测水平，为类似工作提供有价值的信息。
        关键词：地面气象观测；结冰现象；自动化观测技术
        引言
        从客观的角度出发来讲，在地面气象观测当中使用自动化观测技术是当前发展的必然趋势。之所以这样说是由于该技术的有效运用对地面气象观测工作的顺利运作是非常有益的，不单单可以起到节约成本的作用，还能在无形当中给人们的生产与生活带来诸多便利。从地面气象观测中结冰自动化观测技术产生的原因、地面气象观测中结冰自动化观测技术的应用这两个方面进行了探讨，以便可以为地面气象观测工作的顺利进行指明方向。
        1地面气象观测中结冰自动化观测技术产生的原因
        第一，社会发展的必然趋势。不管是针对哪项工作来说，均需要在第一时间以最少的人力财力来实现。基于这种背景之下，结冰自动化观测技术应运而生。所以，这就要求相关部门要加大人才培养的力度，并保障各司其职，为气象工作可以有条不紊地进行下去提供应有的保障。第二，台站结冰情况人工观测方法的不足。结合相关实践调查可知，我国不少气象观测台站对结冰情况的观测通常都以人工观测法为主。显然这种检测方法存在很多弊端，但却对结冰自动化技术的出现起到了推波助澜的作用。
        2地面气象观测中结冰自动化观测技术的应用
        2.1结冰观测装置
        这里将一种新型的结冰自动化观测装置当作论述对象，来阐述该技术的具体应用。第一，该装置由以下几个部分一起组成：一是计算机；二是温度表；三是装水的封闭容器。相关人员需要在该观测装置里面装一半水，确保温度传感器是漂浮在水面之上的，同时还要对水温加大观测力度，经过一段时间之后仪表会把显示温度传输到相应的计算机中，然后借助于切实可行的软件来对数据加以研究，并在此基础上对结冰情况的开始与结束进行科学识别。从客观的角度出发来讲，该观测装置在实际应用期间，需要对温度表的容器密封情况予以高度重视，目的是为了从源头上减少水分蒸发情况发生的概率，继而将外界干扰因素排除在外。
        2.2观测方法和软件
        第一，观测方法。一般而言，水温度不高于零度就会将原来水的状态加以改变，而这时水的状态是多变的。在温度慢慢变冷的时候，水中就会自然而然地形成冰核，基于这种状态下水的状态又出现了新的变化。我们可以想象一下，倘若水中形成的冰核尺寸变大，那么这个时候很容易发生结冰情况，同时以往的冰核也会呈现出日益变大的状态，久而久之下去就会全部结冰。当在水体固化期间，水会逐渐形成诸多的热能，在无形当中令原来水的温度发生变化。

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结合相关实践调查可以得知：水向冰进行过渡的时候，水体温度会迅速上升，直到所有水分结成冰之后才能维持在一定的温度内。因此，相关人员可借助这一原理来对结冰情况发生的时间进行充分利用。
        第二，软件检测流程。在具体观测期间，相关人员应当在充分结合温度表温度变化状况的基础上，对以下两点予以高度重视：一是结冰现象的发生时间；二是结冰现象的结束时间。从客观的角度出发来讲，软件的有效运用能够及时、高效地检测到水温开始升高的那个瞬间，以便可以对结冰现象的开始加以识别，以下几种情况均属于结冰现象的开始阶段：一是水温不大于零下0.5℃且一直保持在10min以上；二是在水温小于零下0.5℃并大于零下0.35℃，同时一直保持在10min以上。通常情况下，当结冰一段时间之后，倘若水的温度不小于0.5℃，同时保持的时间不小于20min，这个时候就表示结冰现象完毕。
        第三，结冰过程的温度变化有4个阶段。一般而言，结冰过程的温度变化主要包含以下几个阶段：一是温度下降。之所以会出现这种情况主要与环境温度存在着密切的联系，水温从0℃以上减少至0℃之下，此时水并没有出现结冰的情况，水温慢慢降低同时在一定范围内持续在0℃之下；二是温度突然升高。从客观的角度出发来讲，因为在很大程度上受到环境影响，所以导致水温降低至零下某一个温度时一些水就会发生结冰的情况，在实际结冰期间会释放出一定的热能，所以此时水温会呈现出大幅度上升的状态；三是温度恒定不变。针对这个阶段来说，其实际上是当水全部结冰之后，温度会持续在一段时间内不会发生较大的改变；四是冰融化。基于环境温度日益增加的状态下，冰的温度也会在无形当中受到其干扰而呈现出不断上升的状态，当上升至0℃以上时，这个时候冰就会发生融化的情况。显而易见的是，装置实际上就是用于判断水结冰释放温度，温度突升至0℃的一种传感器；而针对温度突变来说，其可以被当作是判断结冰与否的参考依据；与此同时，该观测装置存在着较高的准确率与使用价值。针对该装置的工作原理来说，其实际上就是对结冰期间水的温度进行科学观测，在充分结合温度变化实际状况的基础上对是否存在结冰情况进行科学识别，以此来实现结冰自动化观测目的。总而言之，结冰现象观测在地面气象观测工作当中扮演着重要的角色，所以结冰自动化观测技术对确保观测工作顺利进行、提高观测水平等方面也发挥出了不容小觑的作用。
        结语
        结冰现象是一种十分常见的自然现象，它对我国农业生产、交通运输等方面有着十分重要的影响，并且也会影响到人们的生命财产安全，所以应当将目光放在结冰现象的观测上面。基于科学技术日益完善的背景之下，相关人员通过对结冰自动化观测技术的有效运用，可以从根本上将其工作水平加以提升。不断加强研究力度，保证结冰自动化观测技术应用的科学性、有效性。
        参考文献：
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