提高地面气象综合观测自动化业务质量的若干思考

发表时间:2021/4/15   来源:《科学与技术》2021年第2期   作者:宋天歌 李帝宏
[导读] 近年来,地面的气象服务取得了长足的进步,
        宋天歌  李帝宏
        三亚市气象局  海南三亚  572000
        摘要:近年来,地面的气象服务取得了长足的进步,自动化气象观测技术受到越来越多的关注,各种新型的自动观测装置在气象台站中发挥着越来越重要的作用,以提高气象站的工作效率。从地面的气象观测角度看,为了使气象观测更加准确,需要解决气象观测中存在的问题。
        关键词:气象观测;自动化;问题;发展

引言:
        近年来,地面气象观测服务取得了长足的发展,但是由于我国地面气象观测技术的延迟启动,重要的地面气象观测设备相对落后,大多数气象要素观测只能借助人工观测来进行。近年来,气象观测设备的自动化在温度湿度传感器、 地面温度传感器等方面取得了新的突破。温湿度、气压、地面温度、风速传感技术相对较高,能够在基本稳定操作中,但是其无法自动观察某些气象条件,包括雪深、云层、气象现象等,可以在试点气象站测试用于自动观测这些元素的仪器。但是气象站的当前状态是雨量传感器的运行,大型蒸发器和不稳定的能见度,并且,有许多会影响目标的缺陷。如果气象站的所有气象要素都是全自动或半自动观测,则仍然存在一些困难。
一、地面气象综合观测自动化仪器存在的不足
(一)对地面气象观测自动化仪器要求不合理
        1.在设计仪器时不合理的要求
        我国的土地面积约为960万平方公里,横跨数十个纬度和地区,有平原、沙漠、山脉、岛屿等多种组合,构成了中国复杂的土地条件。因此,对观测工具的要求非常严格,不仅要满足气候条件,还要适应任何类型的天气,这种通用的观测仪器显然与实际情况不符。对观测仪器的严格指标要求仅仅是为了满足某些观测站的需求,而忽略了某些观测站的需求,这大大增加了观测仪器的复杂性和可靠性。
        2.对仪器测量的精确度要求不高
        在气象学领域,关于测量仪器的准确性存在分歧。许多国家实际上满足WMO对自动监视仪器的准确性要求,但许多国家不满足该要求,即WMO对自动测量仪器的准确性要求。近年来,在使用常规仪器和监视设备的过程中,日本气象台特别邀请了相应的测量部门来测量数据的准确性,结果表明温度为0.3,摄氏度气压为177 毫巴,与自动气象监视装置的准确性相似。从目前的监视技术可以看出,如果不同国家的自动监视仪器的精度要满足常规WMO监视仪器的精度要求,尽管可以制造,但会导致生产成本高、内部结构复杂、体积大,因此,我国气象部门应开发适合自己需求的自动气象工具,而不是满足WMO的要求,WMO设定的要求仅供参考,实际上应以天气预报为准。作为前提,并相应地提高准确性指标。因此,我国气象部门对自动监视仪器的精度要求必须与常规 WMO监视的精度相一致,实际上,自动监视仪器的精度要高于常规仪器,严重阻碍了地面观测自动化的发展。
(二)重新拟定标题
        将我国研制的半自动多元件遥测仪与国外同类产品进行比较,可以看出该仪器的稳定性和可靠性与国外相比相差很多,由于环境复杂,我国研制的设备远远不能满足需求,特别是在高温、低温、沙尘暴等恶劣天气条件下,设备容易损坏。 另外,某些传感器的气象要素仍然存在故障。在中国开发的所有传感器中,最差的是湿度传感器和可见光传感器,因此,气象观测自动化工具需要改进和进一步发展。


二、促进我国地面气象观测自动化发展建议
        (一)积极发展通讯网路
        在完全自动化的地面观测过程中,国家的通讯线路远远不能满足其发展需求,在现阶段,每个省的几个主要城市仅建立了几根同轴电缆和微波。有必要巩固并进一步认识到专区一级的水平能否顺利通过,县级电话和技术设备相对落后。为气象网络部门建立一个合适的通信网络非常困难,需要气象卫星将气象数据传输到上级部门,通信卫星是由邮电部门租用的,并且气象部门的信道有限,因此气象部门很难在短时间内发射其气象通信卫星。
        (二)努力提高技术能力和科技水平
        当前,地面观测设备相对落后,难以观测地面天气,在观测某些气象要素时,可以通过自动观测来感知某些气象要素,但很少有无法自动观测的情况。 为了找到这些复杂的气象要素的传感器,尽管中国科学技术的进步相对较快,但中国的电子技术还无法开发出性能稳定、运行可靠、成本低廉的电子元器件和微处理器,要降低成本,我们必须依靠国内生产的自给自足,而不是在国外进行购买。
        (三)增加资金投入,提升仪器设备性能
        气象观测的成本相对较高,并且由于气象台的经济和财务影响,中国的气象部门承受着越来越大的压力。在地面自动化气象观测过程中,离开站点的自动观测工具受到限制,观测数据和信息的组织以及诸如气象的保持、接收、记录、处理和分类等许多操作过程也受到限制。因此,对于气象现代化的发展,他们仍然迫切需要对数据中心,处理中心和联络中心进行优化。
        (四)加强对观测仪器的管理
        在日常工作中,观察者应做好管理观察工具的工作,以免影响正常的观察研究。修改后的研究应在进行任何更改之前立即进行检查,在交付过程中,气象观察员应告知移动设备的运行状态、天气特征、观测数据记录以及下一次更改要完成的任务,以避免由于自己的粗心而为他人增加了工作量。因此直接完成变更工作并完成变更中的工具管理尤为重要。
        (五)提高气象观测人员的技术水平
        气象观测人员需要开展更多的气象观测技术研究,积极参加气象观测经验的交流,充分了解我国气象观测的重要成果,深刻理解气象观测工作面临的问题和挑战。促进气象观测工作的改革。正确认识气象观测研究的地位,认识到气象观测工作的尊严感和自豪感,需要通过行动和方式改变气象观测的面貌和状态,科技气象观测研究十分复杂。应该为更多的人才提供更多的平台和机会,进而推动地面气象观测自动化质量的进一步提高。
结语:
        对于气象部门来说,在土地气象监测的日常活动中,经常受到条件的限制,缺乏操作支持人员,没有配备操作支持室,在一定程度上影响地面观测自动化的质量和水平。因此,要特别注意跨学科人才的培养和现有人员的专业培训,以大大提高地表气象观测的质量。

参考文献
[1]黄思源,王力,傅伟忠等.地面气象观测业务集成平台[J].气象科技,2014,42(4):589-592.
[2]吴敏.浅析西藏国家级地面气象观测台站无人值守改革[J].农家科技(下旬刊),2017(12):172.
[3]王柯翔.影响综合气象业务质量的因素分析及优化措施[J].农家科技(下旬刊),2019(2):161.

作者简介:宋天歌(1996-7-2)男,汉族,本科,助理工程师,从事综合气象观测工作。
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