計(jì)算機(jī)在地面氣象觀測中的應(yīng)用研究

李小東

摘要：近幾年，我國氣象災(zāi)害多發(fā)，頻發(fā)。為了加強(qiáng)對(duì)災(zāi)害天氣的監(jiān)測，以便更準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)天氣，我市氣象局增強(qiáng)了觀測力度，增加了自動(dòng)氣象觀測站，增加了氣象雷達(dá)數(shù)量，加大氣象觀測密度。隨著氣象觀測設(shè)備不斷增加，致使氣象觀測數(shù)據(jù)驟增，因此保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性（包括到報(bào)率、及時(shí)率、誤碼率等）成為氣象部門的一個(gè)關(guān)注議題。而地面氣象觀測也是氣象觀測的一個(gè)重要部分，其中的人工目測與器測項(xiàng)目一樣，都是一種統(tǒng)一技術(shù)的規(guī)范行為，在地面氣象觀測項(xiàng)目中也有著非常重要的地位，準(zhǔn)確的目測能為天氣預(yù)報(bào)和氣候分析以及科學(xué)研究等提供重要的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：氣象觀測；計(jì)算機(jī)；傳輸數(shù)據(jù)

1.地面氣象觀測概況

1.1地面氣象觀測內(nèi)涵

地面觀測是指，在各種地面觀測平臺(tái)上，用儀器及目力對(duì)氣象要素和天氣現(xiàn)象進(jìn)行測量和觀察的方法和技術(shù)。地面氣象觀測用的儀器視力對(duì)云和近地面及其變化的大氣條件的幫助下進(jìn)行了觀察和測量連續(xù)系統(tǒng)。觀測項(xiàng)目有大氣壓力、空氣溫度、濕度、地表溫度、地中溫度、風(fēng)、降水、云量、云狀、能見度、輻射、日照、蒸發(fā)、積雪、電線積冰等天氣現(xiàn)象。除此還要根據(jù)需要增加觀測項(xiàng)目和次數(shù)。隨著自由大氣氣象條件每度高空氣象儀器進(jìn)行觀察和測量。觀察項(xiàng)目空氣溫度，濕度，氣壓和風(fēng)力。主要工具，以檢測和測量風(fēng)探空氣球，飛機(jī)和天氣，氣候和氣象火箭等。

1.2地面氣象觀測的發(fā)展進(jìn)程

地面氣象觀測是氣象觀測中開始最早、發(fā)展最普遍的一類。在沒有氣象儀之前，全憑目力（風(fēng)、云和各種可見現(xiàn)象）和感覺（干、濕、冷、熱）判定。在氣象儀發(fā)展的基礎(chǔ)上，17～18世紀(jì)歐洲陸續(xù)組建了氣象觀測網(wǎng)。至19世紀(jì)末，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基本建成了系統(tǒng)的氣象臺(tái)站網(wǎng)。此后，由于各種氣象儀器的創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用，常規(guī)觀測逐漸向自動(dòng)化遙測過渡。

1.3遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展，利用遙感影像及通過衛(wèi)星影像解譯技術(shù)，對(duì)于開展農(nóng)業(yè)氣候資源，尤其是為山地農(nóng)業(yè)氣候資源、區(qū)域分布界限及旱澇等災(zāi)害的時(shí)空分布規(guī)律的研究提供了有利條件，在很大程度上克服了常規(guī)戰(zhàn)網(wǎng)和山區(qū)氣候資料不足的缺點(diǎn)，并大大提高了農(nóng)業(yè)氣候地域規(guī)律研究的準(zhǔn)確性。因此，使農(nóng)業(yè)氣候資源和災(zāi)害分布規(guī)律及農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃地域界限研究更加符合自然客觀規(guī)律。

GIS是分析相關(guān)的地理環(huán)境和研究問題的重要手段。它使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)來建立地理數(shù)據(jù)庫，地理環(huán)境的各種元件，包括其的地理空間分布和屬性數(shù)據(jù)具有，數(shù)字存儲(chǔ)，各種分析和處理功能的發(fā)展，建立一個(gè)有效的數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)。通過多元素快速訪問信息的綜合分析，以滿足應(yīng)用和研究的需要，并能以圖形和數(shù)字表示的結(jié)果。

2.常規(guī)氣象信息傳輸

隨著氣象服務(wù)，種類越來越多的氣象數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)流量越來越大，信息傳輸效率的要求越來越高，越來越密集的數(shù)據(jù)分鐘級(jí)的快速發(fā)展。另一方面，數(shù)據(jù)傳輸鏈路，復(fù)雜的過程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的建設(shè)失敗，可以使信息不能被成功上傳。面對(duì)氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性要求極高，數(shù)據(jù)監(jiān)控和維修人員排除故障的時(shí)間保證巨大的壓力和上傳及時(shí)的信息。

2.1提供氣象地面電訊報(bào)傳遞時(shí)限

基本的地面天氣報(bào)告每六小時(shí)一次，作為全球數(shù)據(jù)交換。基本的地面氣象報(bào)告報(bào)送時(shí)間為00、06、12。

2.2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流程

省中心負(fù)責(zé)氣象數(shù)據(jù)的收集省內(nèi)，一些上傳到國務(wù)院鏈接和省級(jí)終端用戶后，省中心各站。通過站預(yù)測軟件的信息，通過在全省寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包到省中心，再經(jīng)本地正確作業(yè)打包處理程序進(jìn)行打包至業(yè)務(wù)軟件上傳送口目錄。一方面該上傳接口目錄會(huì)在時(shí)效內(nèi)通過軟件將資料上傳給國家局服務(wù)器，資料成功上傳至國家局后，會(huì)在目錄下形成日志文件，值班員可以通過查看日志數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r得到；另一方面該接口目錄我省將分發(fā)信息直接傳輸?shù)浇邮苁〖?jí)最終用戶（預(yù)報(bào)員）。除了發(fā)送給服務(wù)器的數(shù)據(jù)的用戶的信息，它也將數(shù)據(jù)發(fā)送到文件服務(wù)器中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)倉庫存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。此外，該服務(wù)器還需要將信息發(fā)送到一個(gè)臨時(shí)存儲(chǔ)文件服務(wù)器到臨時(shí)備份數(shù)據(jù)。執(zhí)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)倉庫存儲(chǔ)的同時(shí)，也傳播數(shù)據(jù)文件服務(wù)器歸檔的歷史數(shù)據(jù)的處理。

2.3總概氣象觀測報(bào)文傳輸

除了在氣象數(shù)據(jù)，包括測深，城市空氣質(zhì)量，紫外線預(yù)測，酸雨的數(shù)據(jù)，雷達(dá)，閃電定位資料，大氣成分信息以外的地面信息。每種材料都有自己的訴訟時(shí)效。由于增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程變得更為復(fù)雜，該方法涉及的單位和連桿的增加，環(huán)帶扣認(rèn)為問題中的任何一個(gè)部分，可影響的信息的傳輸，發(fā)生故障的總概率也將上升。每天24小時(shí)晝夜輪流堅(jiān)守值班的壓力越來越大的精神，勢必造成一些傳輸?shù)男畔⑺幏讲荒軡M足業(yè)務(wù)需求。所以，調(diào)整和優(yōu)化的業(yè)務(wù)流程的傳輸是必要的。還有更多的氣象研究人員在研究解決調(diào)整和優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，大大提高了傳輸限制的問題，取得了良好的經(jīng)營業(yè)績。

地球大氣中的各種天氣現(xiàn)象和天氣變化都與大氣運(yùn)動(dòng)有關(guān)，而大氣運(yùn)動(dòng)在空間和時(shí)間上具有很寬的尺度譜。在研究與天氣和氣候有關(guān)的大氣運(yùn)動(dòng)中，都涉及到如何處理大量的表征大氣狀態(tài)的氣象數(shù)據(jù)。由于數(shù)學(xué)物理學(xué)等更全面的氣象科學(xué)領(lǐng)域，是第一個(gè)在信息時(shí)代進(jìn)軍高科技領(lǐng)域，信息革命始終處于科技革命的前沿，這是氣象預(yù)報(bào)的計(jì)算機(jī)技術(shù)在計(jì)算機(jī)世界中使用的始終是本期速度最快，性能最穩(wěn)定，一流的機(jī)器的原因最大存儲(chǔ)容量。獲得和生產(chǎn)各觀測數(shù)據(jù)預(yù)測信息每個(gè)衛(wèi)星，雷達(dá)，自動(dòng)氣象站，計(jì)算機(jī)等高科技技術(shù)是分不開的，算數(shù)據(jù)，每天必須依靠通信衛(wèi)星和計(jì)算機(jī)信息處理，管理和分配的兆字節(jié)數(shù)。氣象數(shù)據(jù)一般可分為格點(diǎn)資料和臺(tái)站資料。站數(shù)據(jù)通常是通過觀測儀器最原始的文本數(shù)據(jù)測量；網(wǎng)格數(shù)據(jù)是基本形成一個(gè)數(shù)據(jù)文件的一個(gè)元素，每個(gè)文件由一個(gè)數(shù)的時(shí)間組成的陣列的兩維數(shù)據(jù)的每一個(gè)全局或半球或區(qū)域級(jí)的垂直元素。但從時(shí)間尺度來看，天氣是指瞬時(shí)或短的大氣氣象要素和天氣現(xiàn)象的綜合；但氣候是一個(gè)歷史的概念，其中，給定的相關(guān)聯(lián)的時(shí)間段，在一段時(shí)間內(nèi)的氣候是每個(gè)平均狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)特征屬性此期間氣候系統(tǒng)。而氣候資源信息的主體就是氣象數(shù)據(jù)。

結(jié)語：

隨著信息時(shí)代的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的的盛行成為氣象觀測的數(shù)據(jù)越來越多，網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與及時(shí)傳輸。但對(duì)于傳統(tǒng)的目力測量，也不能就此擱置，在關(guān)鍵的時(shí)候，發(fā)揮作用。亦隨著科技的發(fā)達(dá)，計(jì)算機(jī)的升級(jí)，我們所觀測到的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確切實(shí)，要有效地利用，并且不斷地更新、創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙娟.淺談如何提高地面氣象測報(bào)質(zhì)量[J].氣象研究與應(yīng)用，2011（03）.