地面气象观测技术分析

2023-02-03

近地面层的气象要素会直接给人类的活动和作物的生长造成严重影响。所以, 利用地面气象观测技术得到的相关气象资料和我国国民经济发展以及国防建设更好的进行有着直接的关系, 用途非常的广泛。近几年, 我国在进行地面气象观测时, 技术不断进步, 引进了各种先进仪器, 地面气象观测技术也逐步的由以往的大尺度气象观测发展成为了中尺度气象观测, 由以往的天气观测逐步的转变成气候观测, 由以往的人工观测, 逐步转变成了自动化观测, 技术和技术应用都取得了很大的进步。

1 地面观测的内容和技术特点

1.1 地面气象观测的主要内容

1.1.1 天气观测

天气观测主要是为了给天气预报以及天气分析提供气象情况而进行的观测, 主要分成辅助天气观测、基本天气观测及补充天气观测3种。基本天气观测进行过程中需要根据世界气象组织的相关规定进行, 其任务则是利用项目的观测, 给天气预报提供相关的资料。为了进行辅助天气图的绘制, 还应该进行辅助天气的观测, 获得相关的气象数据。补充天气观测的目的是获得更新的天气数据, 了解天气变化, 观测时间、观测次数及观测项目都应该根据实际需要进行确定。

1.1.2 气候观测

进行气候观测时, 其项目、时间及次数都没有规定, 我国气象部门要求进行气候观测时, 除了需要观测土壤温度、日照时数、蒸发量等一些基本项目外, 气候观测的项目、时间和次数都类似于天气观测, 通过气候观测的进行, 可以给气候分析和气候研究提供相关的气象资料[1]。

1.1.3 专业观测

专业气象观测主要包含林业、农业、水文及航空气象观测, 进行专业观测的目的是满足某个行业的实际需要。

1.1.4 专项观测

专项观测指的是根据需要, 使用特定的方法设备来观测特点的项目, 如辐射、天电等。

1.2 地面气象观测技术的主要特点

为了提高观测资料的实际质量, 在进行地面观测时, 必须保证其代表性、准确性和比较性。

1.2.1 代表性

代表性指的是地面气象观测技术得到的相关资料, 不但能够直观的将观测点的实际气象状态反映出来, 还能够将观测点附近的平均气象状况反映出来。这便要求站址选择、仪器性能选择、安装仪器的位置都应该具有代表性。

1.2.2 准确性

准确性指的是进行地面气象观测时, 实用的观测方法和观测仪器能够很好地满足地面观测准确性方面的要求, 能够将近地面层的气象情况真实直观地反映出来[2]。

1.2.3 比较性

比较性是指通过比较分析不同地面气象观测点的相关资料, 将其地面气象要素的分布特点直观的展示出来, 全面了解其随着时间变化而发生的一系列变化。在进行比较时, 应该统一各个观测要素的观测方法、时间以及数据处理, 提高数据间的可比较性。

2 地面气象观测技术的实际应用和发展

2.1 地面气象观测技术实际应用

2.1.1 建设地面气象观测站网

在地面气象观测中, 站网建设非常重要, 地面气象观测站网的任务包含了气候观测、天气观测、发报任务以及航报观测等等。现在我国已经进行了2 400多个地面气象观测站点的建设, 其中包含143个国家基准气候站、530个国家基本天气站, 还有1 700多个一般气象站。其中143个国家基准气候站是站网中的标准站和骨干站[3]。其任务是进行气象观测资料的累积, 其他同一区域的站点应该将其资料作为标准来进行资料的评定和修正, 从而保证观测资料本身的代表性和准确性。现在, 我国各种地面气象观测站点都是根据世界观测组织制定的规范来观测近地面层的气象要素, 并根据需要参与到数据资料交换中去。

2.1.2 应用各种观测仪器

进行地面气象观测的过程中, 经常使用的常规仪器包含了进行空气温度、湿度观测的干、湿球温度表、毛发湿度表、最低温度表、最高温度表、水银气压表, 温度计、湿度计、气压计和EN风, 进行降水测量的雨量器和雨量计等。

随着时代的发展和科技的进步, 我国进行地面气象观测时也引进了各种新型的仪器, 这些新型仪器也得到了很好的普及和应用, 并逐步呈现出了自动化、精度化和遥测化的发展方向。如各种型号的新型自动站、天气现象和雪深、冬季固体降水的测量采用自动的称重式降水仪等。且随着雷达、闪电定位仪以及微波辐射计等技术逐步的应用到地面观测中去, 我国已经进行了多种天气雷达监测网的建立, 其中天气雷达包含了S波段雷达、X波段雷达及C波段雷达[4]。监测网系统的建设, 在我国进行灾害性天气预测以及检测过程中都发挥了很大的作用。

2.2 地面气象观测技术的长远发展趋势

2.2.1 准确度和时空分辨率都会不断提高

我国已经建设了很多无人气象站和自动气象站, 这也让我国地面气象观测的连续观测及加密观测成为了可能。且随着科技的近乎, 各种新型观测技术也得到了广泛的应用, 能够提高观测的精度, 提供更多的观测资料。同时, 这些观测资料的时空分辨率及准确度都比较高, 能够将气象因素的变化过程和状态更好的反映出来[5]。