我国地面气象观测自动化探微
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摘要：目前我国地面气象观测仪器相对发达国家而言还比较落后,地面气象观测自动化还有待实现。为此，从主、客观因素对我国地面气象观测自动化进行简要分析,并提出了实现地面气象观测自动化建议,以期能对我国地面气象观测科学发展提供理论基础。
关键词：地面气象；观测；自动化
中图分类号：F49 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）18015401
1 我国地面气象观测自动化存在的主要问题
我国目前地面气象观测的装备比较落后,大多数项目还要靠人观测。台站使用的较现代化的仪器仅有两种:电接测风仪和遥测雨量计。而半自动化的多要素遥测气象仪虽已出现了一批,但这些仪器只在少数台站试用,有些经台站考验后,也还在准备设计定型过程。但总的说来,这一批半自动仪器要在台站全面推广使用,主、客观上还存在一些问题:
1.1 地面气象观测自动化仪器技术不过关
目前我国研制的这些仪器与国外同类产品比较,差距最大的就是仪器的可靠性与稳定性。气象部门对地面观测仪器的要求比较严格,要求在任何恶劣的环境下都能连续开机,而又不具备空调的条件。特别是在高温、高湿季节,元器件容易损环。同时气象要素的感应元件有些还不过关。我国的温、压、湿、风的感应元件中,最差的是湿度感应元件。当然测湿元件在国外也是一个没有彻底解决的问题。此外其产品功耗较大。在我国很多台站没有市电,有市电的地方,常常是电压与频率不稳。因此,要求我国的地面观测仪器是交直流两用,功耗小。仅这一项指标就限制了仪器的全面推广。
1.2 对地面气象观测自动化仪器要求不合理
目前我国在对地面气象观测自动化仪器要求方面,表现得不为合理:一是对仪器的设计要求不合理。我国幅员辽阔,横跨50多个纬度,地形复杂,有高山、平原、沙漠、海岛等。要求仪器能符合各种天气、气候条件,使仪器成为万能型,显然是不切实际的。有些指标是为了满足10％台站的要求,却使90％的台站背了包袱。增加了设计的复杂性,也提高了产品的价格。二是对仪器测量的精度要求不实事求是。对于此问题,是业界长期争论不休的问题。各国的自动气象观测仪器虽达到了世界气象组织要求的自动观测仪器的精度,但却没有达到世界气象组织要求的常规观测仪器(指水银温度表、水银气压表等)的精度。实际上各国使用常规观测仪器所取得的资料精度,也没有达到世界气象组织所规定的要求。日本前几年对台站使用的常规观测仪器,请有关计量检定部门进行测定,温度为±0.3℃,气压为±0.4毫巴,与自动气象观测仪器的精度相当。我国的情况也是如此,计量所+规定水银温度表为±0.3℃(-20-50℃),气压(动槽水银表)为±0.4毫巴为合格。就目前的技术条件而言,欲使自动观测仪器的精度满足世界气象组织对常规仪器的要求,不是不可能实现,但这势必造成仪器复杂、体积庞大、价格昂贵、使用维修困难。所以各国气象部门都采取实事求是的态度,不是拘泥于世界气象组织的要求,而是在满足天气预报的前提下,适当地放宽精度指标。如日本气象预报所用的和地面基本的气象资料就是有线遥测仪提供的。美国RAMOS系统观测的资料,也出现在天气图上,一样作为天气预报分析的资料。因此,我国有些业务部门要求自动观测仪器的精度满足世界气象组织对常规观测仪器的精度规定,实际上是要求自动仪器的精度超过目前台站使用常规仪器的精度。这种不合理、不实事求是的要求,有害于我国地面观测自动化的实现。
2 我国地面气象观测自动化发展建议
这些半自动化的气象仪器,要不要发展?如何发展?都需要全面考虑,要有一个总体规划。不然,劳民伤财、丧失时间,不利于地面观测自动化的发展。根据我国目前的和近期的经济力量、技术条件、人员水平、通讯能力等方面的可能,地面气象观测自动化要分两步走；先遥测化(半自动化),后全自动化；在遥测化中先无线,后有线。
2.1 通讯网路因素
全国的通讯网路近期内满足不了气象观测全自动化的要求,现有的几条微波中继和同轴电缆只能通到各省的几个大城市,近些年能否通到专区一级,还有待进一步实现。通到各县的电话,技术装备也是十分落后。要气象部门自己建立一套通讯网路难度相对较大。利用静止卫星传递气象资料,租用邮电部的通讯卫星,给我们的通道有限,要自己发射气象通讯卫星,在近期内实现的可能性不大。
2.2 技术因素
目前技术上有很大困难。地面观测的气象要素,很多已能自动观测,但还留下几个难啃的骨头,还没有找到理想的感应器。同时我国的电子技术还不能提供稳定、可靠和便宜的电子元件,以及微处理器。地面气象观测自动化的元器件与技术,所需数量较大,只能立足于国内,不能全靠进口。
2.3 经济因素
经济负担承受不了。地面气象观测自动化,不仅仅限于各台站配备1—2台自动化观测仪器,且要引起一连串的反应,如信息的传输、接收、记录、储存、处理、整编等都要自动化,要相应地建立通讯中心、处理中心和资料中心。除有些部门已有的大型计算机外,还需配备几台大型计算机和大量的小型计算机,以及很多终端设备。
参考文献
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