气象仪器计量与观测中的视差原因探析

李宗昊

（辽宁省气象装备保障中心，辽宁沈阳 110000）

随着人们对气象天气的要求日益精确和严格，气象工作人员必须使用先进技术与系统，不断提高气象观测的准确性。然而，传统的天气预报方法和监测工具已不能满足实际经济发展的需要，因此，亟需强化气象研究与气象服务，并为今后开展各项气象业务提供可靠的数据支撑。

1 气象仪器计量与观测的视差原因

1.1 不同计量和观测方式产生的差异

通常情况下，气象观测有2种方法，即手动观测、自动观测。由于以上两种方法的应用条件有所不同，导致其观测结果存在着一定程度的差异。在实际的气象观测工作中，手动观测要求工作人员必须严格遵循工作规范进行操作。但是手动观测极易受到主观因素的影响，导致采样与时空密度存在一定的差异。与手动观测相比，自动观测的采样效率较高，能够对密集的信息进行采样。观测数据的精确性也随着观测次数的增加而明显提升。而且使用自动观测方式能够将观测时间与方法等存在的误差控制在一定范围之内，获取数据的质量更高，更具有代表性，能够与实际工作需求相符合。

自动检测传感器在实际应用中难免会出现各种问题，气象站在依据气象要素变化进行响应时，响应时间往往会严重影响测量结果的精准度。在生产自动站检测设备时，应当以传感器对每一种气象要素的响应时间为依据，制定合理的标准，保证气象观测要素的质量。但是，在各种客观因素的影响下，验收阶段的测试手段不具备合理性与有效性，无法有效检验各厂家生产的传感器响应时间，而且运行投入和预期之间还存在着明显差距。在自动气象站实际运行过程中，各气象要素传感器的响应时间不同，因此，重视数据误差的测量逐渐成为自动站数据观测过程中首要解决的关键问题。

1.2 温湿度检定误差

温湿度检定是气象仪器测量验证的重要部分。要对温度和湿度进行测量验证，首先将标准通风型干湿计的传感器和要测试的湿度计放在验证室的中心和有效空间中；之后在验证室中对AI808P温控仪表和湿度控制仪器进行检查，判断其是否与检查点的标准相符。一般情况下，将温度检查点的温度设置为15℃、20℃和30℃。将湿度检查点的箱内温度设置为20℃，相对湿度分别为40%、60%和80%，等待30 min使其稳定，然后开始读取标准的干湿表和被测仪器的指示值，然后在5 min间隔后再次读取。将2个读数的平均值用作标准仪器和被测仪器的指示值。最后，计算出指示值的误差，在同一检查点重新读取正负行程读数，以获得温度和湿度的可重复性以及返回差和其他参数数据。因此，进行温度和湿度检查时，不仅有很多检查点，而且到达检查点后等待时间也很长。完成检查点读取后，需要手动重置复选框温度和湿度值。检定过程需要员工长时间进行连续监控，还需要员工透过检定箱玻璃重复进行读数，不仅无法确保读数质量，还会直接影响到检定工作的精确度。

2 提升气象仪器观测与检定工作准确度的措施

通常情况下，在检定有效期内使用气象仪器，能够确保各气象仪器均正常运行，并获取高质量的气象观测数据。但是，在实际工作中，受到自然环境、运输条件、操作不当等因素的影响，部分观测仪器极易出现故障，导致观测数据质量不高，严重时甚至还会导致仪器无法正常运转。另外，气象观测仪器在检定有效期内出现故障，还将对仪器的性能及其精确性产生严重影响。由此可见，严格做好各个气象观测仪器设备的维护工作，并禁止使用检定未通过的仪器。若故障较轻，不会严重影响到仪器观测性能与计量，则相关工作人员应当及时进行自行修复，并做好记录，为今后相关工作提供参考。

2.1 加强自动站自动观测结果的准确性

在自动站的观测和测量中，应严格控制自动站观测数据的精确性，以确保高效开展气象预报服务工作。

2.1.1 试验考核

相关部门应当采取有效措施，以确保自动观测设备测量精度与观测数据保持一致。当前，市场上自动观测仪器设备的种类繁多，在引进设备之前，必须对其进行测试和评估，合格后才能投入工作中。首先，应当初步测试自动观察设备的静态精度，即检查气象观测仪器的各项技术指标是否与功能规格相符合。检查合格后进入到下一步的动态评估中，即判断观测设备的适应性及数据传输能力是否与实际使用中的动态评估标准相符。最后，还要重新测试静态精度，以掌握自动观测设备在自然环境条件下其静态精度的稳定性。

2.1.2 对每项要素的时间常数进行严格控制

在对静态精度进行测试时，应当以各种时间常数为依据为其设置气象项值调整设备的稳定时间。在相关要求中明确规定各个制造商生产的传感器时间常数必须保持一致。

2.1.3 定期校准

经过评估测试的自动观测仪使用一段时间后，往往会出现不同程度的磨损与老化，导致气象观测精度显著下降。因此定期校准和验证非常关键。能够及时发现采集器与传感器数据是否位于异常工作状态，之后对基点进行调整或更换，以保证每一项测量数据的误差均位于合理范围之内。

2.2 加强温湿度计量检定

在温湿度自动检定工作中，应根据实际情况选择适当的验证方法，并按照《中国气象局部门计量检定规程》的要求进行。当温度验证点在15℃、20℃和30℃时，湿度检查点为40%RH，60%RH和80%RH。达到验证标准后，请等待30 min，然后每隔5 min读取1次读数，获取被测仪器和标准品的算术平均值。为了有效降低人工，材料和财务资源的成本，提高工作效率和工作质量，在温度达到20℃时完成湿度检查工作，然后在30℃下执行验证，以优化和完善验证过程。

在验证过程中，保存验证温度和湿度曲线的数据，既明显降低了工作人员的劳动量，又减少了通过玻璃窗口读数产生的影响，将检查仪器和摄像机放置在复选框中，并将其固定在相同的环境参数和位置上，能够有效弥补手动读数存在的缺陷，使验证准确性及其工作效率实现显著提升，进而为今后高效开展气象观测工作提供可靠的依据。

3 结语

综上所述，当前我国天气监测与预报的发展趋势表明，天气和气候监测与预算的重要性正日益突出。气象服务的准确性对于高度相关的行业的影响非常重要，并且也与人们的日常生活息息相关。而气象仪器作为开展天气监测、预报的重要设备，其重要性不言而喻。因此，相关工作人员将通过对气象仪器计量与估测中的时差分析结果有效应用到经济和日常生活中，将有助于天气预报的准确性，改善对天气和气候的预测，促进相关产业快速发展。