关于地面气象观测常见的问题及要点刍议

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  [摘 要]地面气象观测的基本任务是通过观测气温、气压、云、风、降水、雪、空气湿度、地面温度、日照、冻土等,将相关数据记录并处理,然后编写成气象报告,而且根据实际需求,不断地增加观测的服务项目,需要在规划好观测场的基础上,其中在选择观测场所的时候,综合考虑所在地域的气候特点,尽可能控制局部环境的影响,合理布置观测仪器,并在合理的观测时间范围内,以科学合理的观测程序,做好观测工作。
  [关键词]地面气象观测 常见的问题 要点
  中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0295-01
  一、引言
  气象观测是气象工作的基础。地面气象观测是气象观测的重要组成部分,它是气象部门综合观测系统开展的基础性业务,是对地球表面一定范围内的气象状况及其变化过程进行系统、连续的观察和测定、记录等,为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和气象服务等业务开展提供重要数据、资料和依据。地面气象观测工作是开展一切气象工作的基础,观测数据的准确性、有效性和完整性直接影响天气预报,气候分析及气象服务等工作的开展。因此,气象观测资料的准确率一直是影响观测业务好坏的主要因素,气象观测质量的高低已成为衡量气象观测工作水平的一项重要指标,所以必须有一定的应对突发故障及解决维修日常问题的能力,以此提高气象观测工作的质量。
  二、地面气象观测的基本内容
  地面气象观测有人工和自动观测两种方法,其中人工观测方法又分为目测和器械观测两种。地面气象观测需要由固定的观测场所和观测仪器,在选择观测场所的时候,要综合考虑所在地域的气候特点,尽可能控制局部环境的影响,譬如选择在最多风向的上风位置,四面平坦宽阔,周围尽量不存在任何影响观测的障碍物,或者观测高度高于独立障碍物的3倍以上,高于密集障碍物的10倍以上,同时要求观测场所的周围没有种植高杆树木,以保证观测时候的气流畅通。
  三、观测中的常见问题
  3.1 温度表液柱中断
  地面气象观测中温度表常见的故障之一,就是其中的温度表液柱中断,造成测量失真。解决这种难题常用的方法有手甩法、加热法、冷却法、撞击法等。手甩法由于用力大小难以掌控,一般不常利用,加热法和冷却法受温度表形状及中断部位限制影响,且操作方法复杂,存在一定的不安全因素,因而也不宜采用;而撞击法易操作,不受中断部位等影响,是日常处理温度表故障最常用,最有效的方法。通常先在桌面上放置两本一定厚度的书本,右手掌心紧握住中断温度表的球部,表身垂直手心向上,接着把左手置于书本上面,手心向上,五指并拢稍微向手心弯曲,然后用握有温度表的右手反复、适当的撞击左手掌心,直到最终把温度表液柱连接起来。显然这种方法有效克服了桌面没有弹性,并且具有安全可靠的辅助保护作用,被许多台站普遍采用并且较少出现失误。
  3.2 降水导致蒸发器内水溢出或溅出
  夏季台站降水多且降水集中,由于未能及时取出蒸发器内多余的水,常出现蒸发器内水溢出现象,或强降水致使器具内水溅出器外,造成蒸发量记录失真。解决这个问题的方法有2种:①及时从器内取出一定的水量,记入观测簿备注栏,并加入该日的蒸发栏余量中。②可在蒸发器旁边安置一个可以容纳较多水量的广口瓶,用帽盖盖紧瓶口,盖子中央穿出一根试管,通过橡胶管与蒸发器倒水小嘴连在一起形成连通器原理;当发生大暴雨天气时,蒸发器水升至倒水小嘴与之相连的橡皮管位置时,就会通过橡皮管进入试管,然后进入广口瓶中,这样就解决了蒸发器向外溢水问题,蒸发记录就不致失真。对于蒸发器因雨量过大向外溅出的情况,可在蒸发器和配合蒸发雨量筒上面同时加盖,并记录加盖时间段,雨量较少或停止时要及时去掉两个盖子,防止影响到水分的蒸发测量的准确率。
  四、观测的要点
  地面气象观测工作的开展,需要在规划好观测场的基础上,合理布置观测仪器,并在合理的观测时间范围内,以科学合理的观测程序,做好观测工作,具体的观测要点总结如下。
  4.1 观测场的布置
  地面气象观测的观测场大小至少为25×25m2,或者16×25m2,其中东西南方向16m,南北方向20m,如果观测场在高山或者海岛,就不用受到以上大小规格的限制。观测场的场地必须平整,如果有草坪,草的高度要在20cm以下,而且不能种植其他作物。为了便于观测作业人员活动,观测场内铺设非沥青的小路,宽度约为0.3~0.5m,同时及时清除场内的草和积雪,保持观测场的洁净和宽敞。
  4.2 观测仪器的布置
  观测仪器的布置是关键,在安装仪器的时候,各个仪器保持一定距离,确保不会互相干扰,其中高仪器和低仪器分别安置在北面和南面,呈东西方向排列成行。北面的仪器和南面仪器最小间距为3m,东面仪器和西面仪器最小间距为4m,并将观测门设置在北面,便于值班人员从北面接近仪器。仪器的基准部位分为感应部分中心、口缘、内管零线、底座南北线、风杯中心、方位指南杆、导线水平面、水银槽盒中线、象牙针尖,其中感应中心部位有百叶箱通风干湿球、干湿球温度表、最高温度表、最低温度表、湿度表、曲管地温表、直管地温表,这些仪器高度误差、深度、倾斜度等都一定要求,譬如最高温度表高度为1.53m,误差为5cm,直管地温表深度40~80cm,误差为3cm。口缘有雨量器、小型蒸发器、E601型蒸发器等,而冻土器、日照计、风速计、风向器、积冰架、水银气压槽、水银气压表、气压计等分别位于内管零线、底座南北线、风杯中心、方位指南杆、导线水平面、水银槽盒中线、象牙针尖等基准部位。
  4.3 观测时间的掌握
  地面气象观测时间的掌握,有定时和不定时两种,前者是基于气象站台的基本观测工作要求,通过资料积累和了解区域性气候变化的基本规律,为地区提供天气预报服务,这种观测时间的掌握方法讲究高频率,通过频繁的观测,综合反映出某个地区的气候变化状态和趋势,为通常需要大量的人力资源和物力资源,需要在同一天具有代表性的时间段不间断进行观测。后者是针对特殊的气象服务需求,在规定的时间范围内完成地面气象观测的任务,为服务的对象提供该时间段的气象数据资料。
  4.4 仪器采集和人工观测方法
  地面气象观测采用儀器采集和人工观测的方法,下面以云、天气现象、气压为例进行观测,具体方法分别如下:
  (1)云的观测,包括云状的判定、云量的估计、云高的测定、云码的选定,云状的判定,其中云高指的是云底距离观测站的垂直距离,以m为基本单位,采用目测的方法,判定云状,并结合云的结构、大小、颜色、移动速度等,估测云高,最后用气球如云的时间测定云高。
  (2)天气现象的观测,在有效的水平能见度范围内,可以采用人工观测的方法,在视野的1半范围内,目测目标物的水平距离。其中目标物可以是气象站不同方向和具体的多个固定能见度物体,并以深颜色的天空为背景,将视角控制在0.5°~5.0°之间,仰角在6°之内。通过人工观测,从目标物的颜色、细微部分可辨度、大小、背景颜色和光照等,对天气现象加以判断,譬如小于1.0km的现象,可以估计是沙尘暴或者雪暴。
  (3)气压的观测,人工观测可以采用动槽式或者定槽式的水银气压表,计算海平面气压,而自动观测对气压的测定,可以在气压室内安装气压表,与人工的观测方法相结合,解决零点位置变动的问题,同时控制气压计的安装高度和水平,解决大小齿轮空隙的问题。
  五、结束语
  随着气象事业现代化技术的不断进步和经济社会的持续发展,按照“一流装备、一流技术、一流人才、一流台站”的要求,以增强防灾减灾能力、保护人民群众生命财产安全以及满足气候变化国家应对需求为核心。今后要增强观测人员高尚的职业道德和优良的工作作风,自觉遵守职业道德,爱岗敬业。不断增强观测人员业务技能,培养观测员吃苦耐劳、勇于奉献的精神,调动和发挥观测人员的工作积极性和创造性。
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