浅谈地面气象观测自动化改造设计与实现

摘要：近年来，时代与科技在快速地发展，气象探测技术及地面自动观测也迎来快速发展的机遇。各式各样的气象自动观测设备逐步代替了人工观测，在实际工作中充分发挥着重要的价值与作用。其中针对能见度、日照的自动观测设备的使用，极大的提升我国气象观测的自动化水平。但目前，我国的气象观测在进行自动化改造设计过程中由于多种因素作用，存在较多的问题与困难，无法有效地满足当前地面气象观测的实际需求。文章主要分析当前地面气象自动观测存在的问题及不足，建设性地提出强化地面观测质量的设备改造与设计策略，为提升地面气象观测自动化水平提供一点参考意见。

关键词：地面气象观测;自动化;改造

由于我国地面气象自动观测技术起步较晚，存在设备设施落后、方法简陋的问题，早些年绝大部分的气象观测都需要依靠人工才能有效开展。随着科技的发展与进步，近些年地面自动观测技术进入快速发展的阶段。目前我国气象自动观测在温湿、气压、风等领域的技术较为成熟，运行时稳定度较高，但在雨量、闪电定位仪、能见度等方面尚未取得较好的成就，实际运行中难免有点误差，一定程度上制约了地面气象观测自动化水平的发展。因此，建议对当前地面自动观测较为薄弱的领域进行系统性的开发与研究，通过多种强化策略不断提升地面气象观测的自动化水平。

一、地面气象自动观测存在的问题及不足

（一）自动观测仪器技术存在不足

目前，影响我国地面气象观测自动化水平最主要的因素是设备技术的滞后，我国自研的遥测气象仪与国外同类型的设备相比较，其稳定性与可靠性均存在较大的差距。此外，气象部门对于仪器设备的要求较高，为保障气象服务群众的需求，无论多么恶劣的环境下，都要保障观测设备可以正常运行和使用，但由于我国的气象类型复杂，自研的观测设备无法满足实际需求。尤其在高低温、台风、沙尘暴等极端环境中，设备及其元器件极易遭受损坏的风险。其外，由于部分的气象感应及观测元件在技术上存在一定的问题及不足，在实际的使用过程中质量较容易出现问题。目前，我国自研的各类元器件中，湿度与能见度元器件的质量与世界主流元器件的质量存在较大的差距。

（二）仪器设计要求不合理

我国幅员辽阔，经纬度跨度广，多种地形地貌组合形成了复杂的地形条件，因此，对于气象观测仪器的要求非常严格，不仅要求仪器符合各种气候条件，还能适应各种恶劣的天气。此种能满足多种地形及气候形式的观测仪器显然是不切實际的。此外，当前我国对于仪器的要求只能满足部分基础设施较好的台站，但有的基础设施较差的台站，仪器的使用成本较高，对于基础设施的要求也较高，导致这些台站无法使用先进的仪器设备，气象观测自动化无法有效的普及与开展。

（三）仪器的精度要求不合理

由于存在一个主要的问题就是“仪器的精准度问题”，从当前的技术水平而言，气象自动观测仪器的精度虽然可以满足世界气象组织的精度要求，但是费用及维修成本则会大大增加。因此，世界各国都会根据自身的实际情况，将世界气象组织的规定作为参考，适当的放宽精度标准。我国的气象部门对气象自动化观测的要求与世界气象组织的规定相近，精度远高于实际使用中的常规精度，这在一定程度上制约了我国地面气象观测自动化的快速发展。

二、加强自动化的改造设计策略

在地面气象观测实际的发展过程中，要充分考虑多方面的因素，因此需要对气象观测仪器自动化发展进行整体的综合规划，避免劳动资源、资金、成本和时间的浪费，从而有效促进地面气象观测的自动化水平发展。基于当前我国的实际情况，地面气象观测自动化的发展应先推行半自动化观测，然后再通过完善基础设施，逐步实现气象观测的全自动化。

（一）大力建设与发展通讯网络

目前，我国的通讯网络除少部分地区以外，绝大部分地区都无法满足地面气象观测全自动化的实际发展需求。只有少部分的大城市才具有同轴电缆和微波中继，只有进一步加强相关的设施建设，才能满足全自动化观测的需求。当前各地区的通讯网络线路与技术装备均存在滞后的情况，若专门针对气象部门建立合适的通讯网络线路所需的资源和资金是非常庞大的，而且具有较大的难度。但是若想实现观测全自动化的普及，优化当前的通讯网络是必不可少的核心步骤。因此，在未来国家应大力开展通讯网络的建设和发展，对全自动气象观测进行针对性的建设和优化，从而为全自动气象观测的普及打下扎实的基础。

（二）提升观测技术水平

当前我国的地面观测设备明显滞后于发达国家，从而导致地面观测存在一些困难和问题。对于某些相关气象要素进行实际观测，虽然大部分都可以实现自动观测，但还有少部分气象要素难以实现自动化观测，其需要精度高、技术性强的感应器，虽然近年来我国的科技水平进步较快，但是依旧无法实现低成本、运行可靠性高的相关元器件。因此想要全面实现地面观测自动化，必须要大力发展国内的科技与技术水平，不能长期依赖进口元器件，从而推动地面观测自动化的普及。

（三）加大设备的资金投入

地面气象观测所需的资金资源较大，因此对气象部门造成了较大的负担，资金问题也是制约气象观测全自动化普及的重要因素。目前，在实际的自动化观测过程中，台站所配备的仪器设备不是很多。此外，自动化观测还需要配套的设备设施对观测数据进行传递、接收、记录、处理、计算和储存，为满足气象观测全自动化的需要，气象部门应当建立完善的数据处理中心和通讯中心。部分台站虽然具备满足需求的计算机，但在配套设备和计算机数量上却无法满足实际的观测需求。因此，想要完全实现气象观测全自动化，必须加大设备设施上的资金投入，提升台站的仪器和设备质量。

（四）加强观测仪器的管理

气象部门应当加强观测仪器的管理工作，避免由于管理与维护工作不到位对观测质量产生影响。业务员应每天对观测仪器进行常规的清洁和检查，换班时应将仪器运行情况和天气现状交代清楚，避免由于交接不到位而增加工作量，甚至发生仪器运行不稳或损坏的现象。因此，加强业务员对观测仪器的装备保障技能，提升对观测仪器的管理水平和质量对于自动化观测有着重要的价值和意义。

三、结语：

综上所述，我国地面气象观测自动化普及率不是很高，由于多种因素的限制，无法有效地完成自动化的设计和改造工作。因此，气象部门应通过大力建设与发展通讯网络、提升观测技术水平、加大设备的资金投入、加强观测仪器的管理等策略措施，为实现地面气象观测全自动化提供坚实的基础和有力的支撑。

参考文献：

[1]曹冬华，沈丽芬，邓晓璐.漳州地面气象观测自动化改造的设计与实现[J]. 海峡科学， 2019， 145（01）：36-38+62.

[2]徐静.浅谈地面气象观测工作中存在问题及应对措施[J]. 农业灾害研究， 2019， 9（02）：105-106.

作者简介：鄢卉平（1989年2月—）女，汉族，重庆江津人，大学本科，助理工程师，从事气象综合业务工作.