浅析大气地面观测

2016-04-14农树海黄河

地球 2016年2期

关键词：温湿度大气气象

■农树海黄河

（隆林各族自治县气象局广西百色533400）

浅析大气地面观测

■农树海黄河

（隆林各族自治县气象局广西百色533400）

本文对大气地面观测进行探究分析，阐述了相关大气地面观测的方法及容易出现的误差，并提出相关促进大气地面观测的方法。

地面观测误差分析

气象的变化与人们的生活的方方面面都有着千丝万缕的联系，它影响着交通、出行以及经济的发展等方面。地面观测的目的之一就是通过仪器和人力的观测给出比较精确的天气数据从而为人们提供天气变化的情况。尽管气象观测站的自动化监测水平和工作人员能力逐步提高，但是地面观测的疑误记录现象仍然存在。

1　大气地面观测

1.1大气地面观测现场

安置室外仪器设备和进行观测的场所。要求设在对当地的天气和气候具有一定代表性的地点，如：四周空旷，场地平坦，远避坡谷、水泽和林木等地形地物的影响。场地的标准面积为25×25米2,场内保持不超过20厘米高的均匀草层，围栏涂以白漆，防止辐射影响。

1.2气压测量仪器

常用的有水银气压表和空盒气压表两种。水银气压表是将一支一端封闭的玻璃管抽成真空，注满水银，再将开口一端插入水银槽中，以水银槽平面到管内水银柱顶的高度来测量大气压力。气压表的玻璃管外配有测量水银柱高度的铜管标尺，当测量气压时，温度和重力加速度与上述情况不符，则必须对由此引起的偏差加以订正。水银气压表测量精度较高，性能稳定，常作为标准气压表；空盒气压表是由扁平的金属膜片空盒组构成，盒内的气压较低。利用弹性应力与大气压力相平衡的原理，以它形变的位移测定气压。其优点是便于携带和安装。但由于金属膜片的弹性系数随温度变化，须采取温度补偿措施；空盒形变存在弹性滞后，在一定的气压范围内，升压和降压的形变曲线不重合。上述两个因素使空盒气压表的测量精度低于水银气压表。空盒气压计应用空盒气压表的原理制成，它是一种能自动记录的气压表。

2　地面气象观测设备工作原理与维护

2.1温湿度传感器的原理维护维修

HMP45D温湿度传感器采用铂电阻感应元件（Pt100）测气温，是无源的电阻输出；采用电容式薄膜聚合物感应元件直接测相对湿度，是有源的0-1V电压输出。温度和湿度感应元件装在传感器头部带有滤膜的保护罩内。温室传感器一般安装在观测场内（室外），是可同时测量空气温度和湿度的遥感仪器。电容式薄膜聚合物湿度传感器是利用薄膜聚合物材料吸湿后介电特性发生变化的原理来测量相对湿度的。

2.2温湿度传感器的日常维护

保持百叶箱内通风良好，定期清扫灰尘；在清洁维护时，应选择阴天等适宜的天气，以免造成采集数据的异常。防止温室传感器头部保护滤膜罩被灰尘污染，如发现异常应及时拆开传感器头部的网罩用毛刷等对其进行清洁，或及时更换过滤罩。定期检查传感器的各连线处是否松动，螺钉要紧固，保证接触良好。此外，每日20时应将自动站的温湿度和人工观测值进行对比，若两者比较，温度的差值在1.0度以内，湿度相差在10%（根据各省规定）以内时，可视自动站传感器正常，若比较后，温度超过1.0度，湿度超过10%，则视为温湿度超差，应及时进行维护。

2.3对观测设备进行维护

保持自动站设备处于正常的运行状态，每小时正点前10分钟要查看数据采集器的显示屏或计算机显示的实时观测数据是否正常，发现异常数据时，需要及时对长Z文件进行质量质控和实时跟踪。每日日出后和日落前应巡视观测场和值班室内的仪器设备，查看各传感器是否正常、雨量传感器的漏斗有无堵塞、地温传感器的埋置是否正确、风向、风速传感器是否转动灵活、直接辐射表跟踪是否正确等。同时需要严格按照每一工作日20时进行汇总对比的规定，对人工观测与自动观测所得到的地面气象数据信息进行汇总与对比，并做好当日数据文件的备份。定期按气象计量部门制定的检定规程进行检定，不得超检。

3　如何更好地进行大气地面观测

3.1地面观测学习要点

自动观测各项目同时在“0.0”分采集正点数据。自动站按采集器内部时钟进行数据采集。采集器每20小时对计算机进行时间校正，当需对自动站系统进行时间校正时，必须针对采集器的内部时钟进行调整。自动观测系统对供电、防雷、防水等环境要求高，因此与自动观测仪器密切相关的配电、防雷和仪器的接地必须符合规范要求。“自动站仪器技术性能”中的“准确度”，要求≥95%的“观测误差”落在“准确度”范围内。对明显的“野值”，应按“异常”记录处理。处理时注意与大气本身的“脉动性”相区别。

3.2能见度仪器使用

能见度自动观测站址选择要远离大型建筑物，应安装在对周围天气状况最具代表性的地点，不受干扰光学测量的遮挡物和反射表面的影响，远离产生热量及妨碍降雨的设施避免闪烁光源、树阴、污染源的影响。能见度仪安装在观测场内时，应在观测场西北角，与风杆东西成行，距西侧围栏7.5 m。能见度仪接收端和发射端分别在南北方向。水泥基座长60 cm×宽60 cm×深40 cm，大风区可适当加大、加深，接收器和发射器的支架成南北向，接收器在南侧，发射器在北侧，采样区中心高度2.8 m（±0.1 m）。避免光学系统朝向强光源，和朝向诸如雪或沙之类的反射表面，高纬度地区要加遮光罩。仪器现场校准时，设备至少稳定工作10分钟，输出稳定的观测值，若输出值在标准信号值±10%以内，说明仪器工作正常，若输出值在标准信号值±10%以外，需修改能见度仪校准参数，将仪器输出值校准在标准信号值±10%以内；参数修改完毕，至少稳定工作10分钟，确认输出值在标准信号值±10%以内，方可结束校准工作。