張宇俊 喬俊峰 李鳴 鹿曉芳 李林凡

摘要：從自動氣象站與人工氣象站的比較中發(fā)現(xiàn)二者的差異，進(jìn)而論述自動氣象站在氣象資料的“三性”要求及諸多方面的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：自動氣象站 氣象記錄的“三性” 優(yōu)勢分析

隨著時代的進(jìn)步，人們對氣象的重視與關(guān)注日益加深。近年來，絕大部分地面氣象觀測站轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣佑^測或半自動觀測。毋庸置疑，隨著氣象事業(yè)的發(fā)展，人工站將成為氣象觀測中消亡的模式，各種類型的自動氣象站不斷占領(lǐng)市場，將成為氣象觀測的主導(dǎo)。目前，全國約有的2400個地面氣象觀測站實現(xiàn)了自動觀測。與人工站相比，其優(yōu)勢日益明顯。

一、氣象觀測概念層面分析

氣象觀測是氣象觀測的基礎(chǔ)。地面氣象觀測是氣象觀測的重要組成部分。它是對地球表面一定范圍內(nèi)的氣象狀況及其變化過程進(jìn)行系統(tǒng)的、連續(xù)的觀察和測定，為天氣預(yù)報、氣象信息、氣候分析、科學(xué)研究和氣象服務(wù)提供重要的依據(jù)。

人工觀測和自動觀測是地面氣象觀測的兩種方式。所謂人工觀測站，顧名思義，就是以人工觀測方式進(jìn)行氣象觀測的氣象站。而自動氣象站是一種能自動地觀測和存儲氣象觀測數(shù)據(jù)的設(shè)備。也即“由電子設(shè)備或計算機(jī)控制的自動進(jìn)行氣象觀測和資料收集的氣象站”。一個自動氣象站，就是一個小的自動氣象觀測系統(tǒng)。另外還可由一個中心站和若干自動氣象站通過通信電話組成自動氣象站網(wǎng)。自動氣象站網(wǎng)又可以組成大的自動觀測系統(tǒng)。

由上所述，僅就二者的概念而言，自動氣象站的優(yōu)勢就已初見端倪。

二、觀測記錄層面分析

1． 地面觀測記錄的“三性”

我們知道，“由于近地面層的氣象要素存在著空間分布的不均勻性和隨時間變化的脈動性，因此地面觀測記錄必須具有代表性、準(zhǔn)確性、比較性”，即“三性”。

所謂代表性指觀測記錄不僅要反映測點的氣象狀況，而且要反映測點周圍一定范圍內(nèi)的平均氣象狀況。準(zhǔn)確性是指觀測記錄要真實的反映實際氣象狀況。比較性即：不同地方的地面氣象觀測在同一時間觀測的同一氣象要素值，或同一個地面氣象觀測站在不同時間觀測的同一氣象要素值能進(jìn)行比較，從而能分別表示出氣象要素的地區(qū)分布特征和隨時間變化的特點。

2. 自動氣象站與人工氣象站功能分析比較

下面就結(jié)合近幾年來運用自動氣象站的實踐，從氣象資料的三性要求及其它方面具體分析一下自動氣象站較人工氣象站具有的優(yōu)勢。

2.1 0㎝地溫：人工氣象站有積雪移到雪面觀測，實則雪面溫度；洪水使地溫表漂浮于水面即缺測。自動氣象站始終是地面溫度，不會因洪水導(dǎo)致缺測。

2.2 淺層地溫：人工氣象站有積雪時撥雪觀測，被雪覆蓋時間較長時缺測。自動氣象站觀測正常進(jìn)行，不出現(xiàn)缺測。

2.3 觀測時間：人工氣象站各要素順序觀測、要素間數(shù)值有時刻間距，不是同一時刻值。自動氣象站是同一時刻值。

2.4 觀測次數(shù)：人工氣象站三次、四次、七次、八次或二十四次定時觀測。自動氣象站均為二十四次定時觀測。

2.5 數(shù)據(jù)量：人工氣象站少。自動氣象站多。

2.6 誤差：人工氣象站觀測員有習(xí)慣誤差；各要素觀測時間不同，從而導(dǎo)致各要素值有誤差。自動氣象站避免了觀測員的習(xí)慣誤差及觀測時間的不同而導(dǎo)致的誤差。

2.7 普及方面：人工氣象站不易普及，既受機(jī)器性能的限制，也有人生存條件的限制。自動氣象站則易普及，只考慮儀器性能。

2.8 自記風(fēng)：人工氣象站風(fēng)速感應(yīng)器高于風(fēng)向感應(yīng)器約20cm。自動氣象站風(fēng)速風(fēng)向感應(yīng)器同高。

2.9 勞動量：人工氣象站大。自動氣象站小。

2.10 應(yīng)急服務(wù)：人工氣象站及時性受儀器性能限制，范圍相對小。自動氣象站及時、范圍廣。

2.11 靈敏度：人工氣象站低。自動氣象站高。

2.12 實時監(jiān)控程度：人工氣象站人工巡視較難做到全面而自動氣象站全面

從上面的比較分析中看，自動氣象站的優(yōu)勢顯而易見，大致可概括為以下幾點：

三、優(yōu)勢總結(jié)

優(yōu)勢一：減輕了觀測員的勞動量，收到了事半功倍的效果。

如人工站的目測項目氣壓、氣溫、地溫、濕度、風(fēng)向風(fēng)速等原來都要人工讀數(shù)查算，挑取極值，量降水；壓、溫、濕、風(fēng)、雨量自記值作訂正計算等，現(xiàn)在自動站都有數(shù)據(jù)直接傳回主控微機(jī)，一目了然。

優(yōu)勢二：減少了誤差，提高了資料的準(zhǔn)確性。

1、 避免了觀測員的習(xí)慣誤差。

2、 自記風(fēng)避免了原人工站儀器風(fēng)向風(fēng)速感應(yīng)器不在同一高度而產(chǎn)生的偏差。

3、 避免了人工站順序讀數(shù)導(dǎo)致的同一觀測時間各要素不是同一時刻的值而產(chǎn)生的誤差。

4、 極值挑自分鐘數(shù)據(jù)，避免了人工站最高最低溫度表（氣溫、地溫）讀數(shù)的不準(zhǔn)確（出現(xiàn)最高最低若干時間后才讀數(shù)，數(shù)據(jù)或已回落）。

5、 自動站0cm地溫固定安裝在地面，不像人工站有積雪時放置在雪面上，遇有洪水又導(dǎo)致缺測。其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大大提高。

小結(jié)：只有準(zhǔn)確性高的資料才更具有代表性，其比較性才更有意義。

優(yōu)勢三：易于普及

無人職守站不受是否適宜人生存條件的限制，都可建站設(shè)點進(jìn)行觀測。

優(yōu)勢四：應(yīng)急服務(wù)前景廣闊

分鐘數(shù)據(jù)的實時采集、存儲、使自動氣象站具有了人工站力所不及的應(yīng)急服務(wù)能力，使氣象服務(wù)具有了前所未有的魅力。

優(yōu)勢五：定時觀測次數(shù)增多，數(shù)據(jù)量增大。

原人工站每日三次、四次、七次、八次、二十四次的定時觀測站都變成了24次定時觀測，而且每分鐘都能采集到一組數(shù)據(jù)。就拿基準(zhǔn)站來說，數(shù)據(jù)量也擴(kuò)大了60倍，每日就有24×60﹦1440組數(shù)據(jù)。

龐大的數(shù)據(jù)量為大氣科學(xué)及其他科學(xué)的研究提供了充分的依據(jù)。

優(yōu)勢六：實時監(jiān)控，便于發(fā)現(xiàn)異常天氣現(xiàn)象和儀器故障，能夠積極應(yīng)對各種突發(fā)事件，減少缺測，為防災(zāi)減災(zāi)提供了及時服務(wù)，這也是人工站所不及的。

優(yōu)勢七：自動站組網(wǎng)的建立，全國乃至全球一盤棋，各種氣象要素全世界一目了然，風(fēng)云變化彈指間便可知曉，極大地提高了天氣預(yù)測預(yù)報的及時性、準(zhǔn)確率。

四：結(jié)束語

綜上所述，自動氣象站具有人工站無可比擬的優(yōu)勢，而且相信隨著時代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，自動氣象站將會顯示出更加令人矚目的優(yōu)勢，發(fā)揮多（數(shù)據(jù)量增多、站點不受時空限制而增多）、快（數(shù)據(jù)采集快、上傳快）、好（數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、應(yīng)急服務(wù)好）、省（節(jié)約了勞動力）的效能。

參考文獻(xiàn)

宗曼曄等《地面氣象觀測規(guī)范》氣象出版社2003年1-2