新型自動(dòng)氣象站在夜間農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)中的運(yùn)用探討

任龍 于堯

摘要：天氣現(xiàn)象作為物理過程，存在的主要意義在于對(duì)天氣的變化加以體現(xiàn)。文章首先簡(jiǎn)明扼要的概括了需要觀測(cè)的氣象類型，然后指明了農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測(cè)的注意事項(xiàng)，最后對(duì)農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測(cè)中自動(dòng)氣象站的運(yùn)用進(jìn)行了深入的探討，為天氣預(yù)測(cè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作提供理論支持。

關(guān)鍵詞：新型自動(dòng)氣象站；夜間；農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)；運(yùn)用

新型自動(dòng)氣象站指的是能夠?qū)庀筮M(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)加以儲(chǔ)存的設(shè)備，主要由軟件和硬件兩部分所構(gòu)成。軟件包括業(yè)務(wù)軟件和系統(tǒng)軟件，對(duì)業(yè)務(wù)軟件進(jìn)行安裝的平臺(tái)為計(jì)算機(jī)，業(yè)務(wù)軟件所具有的作用主要在于對(duì)氣象站進(jìn)行監(jiān)控，并且對(duì)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的采集、處理和上傳。硬件包括傳感器、采集器和其他外圍設(shè)備，硬件系統(tǒng)主要用于對(duì)天氣現(xiàn)象的實(shí)地觀測(cè)，保證觀測(cè)工作的順利開展。

1 被觀測(cè)的氣象類型

隨著新型自動(dòng)氣象站被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)氣象的夜間觀測(cè)過程中，現(xiàn)階段被觀測(cè)的氣象種類與過去相比有了較為明顯的不同。例如，米雪、冰粒和大雪分別出現(xiàn)時(shí)，均記錄為“雪”，但是當(dāng)米雪、冰粒和大雪同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，則記錄為“雨夾雪”。另外，在夜間通過觀測(cè)軟件對(duì)各氣象要素進(jìn)行采集或觀測(cè)的時(shí)間通常為20：00至8：00，連續(xù)觀測(cè)的時(shí)間則為8：00至20：00。

2 農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測(cè)的注意事項(xiàng)

2.1 雨凇與結(jié)冰的區(qū)分

雨凇最常見的狀態(tài)為毛玻璃或是透明狀態(tài)、外表光滑。雨凇是由過冷卻降水和地面物體互相接觸所形成的，因此，當(dāng)降水現(xiàn)象停止后，雨凇便會(huì)隨之消失。結(jié)冰是當(dāng)夜間溫度低于0℃時(shí)，在露天水面通過凍結(jié)所形成的冰。

2.2 霜、露和積雪能否共存

積雪指的是被雪所覆蓋的地面面積達(dá)到臺(tái)站能見面積的1/2或以上時(shí)的天氣現(xiàn)象。由此可以看出，積雪現(xiàn)象的形成，需要以降雪為前提。另外，即使有積雪現(xiàn)象的存在，夜間也同樣可以形成霜和露。

2.3 霜、露和霧、霧凇能否共存

霧是微小水滴在空中大量懸浮所形成?，F(xiàn)階段通過人工的方式對(duì)霧進(jìn)行觀測(cè)，能見度最高為1000米，而自動(dòng)水平能見度最高僅為750米[1]。霧凇是由水汽凝華或是霧滴凍結(jié)而形成冰晶物，霧凇最突出的特征在于結(jié)構(gòu)松散、表面呈粒狀，極易由于振動(dòng)而塌落。霧和霧凇均為乳白色。如果霜、露和霧同時(shí)存在，只需要對(duì)霧進(jìn)行記錄，當(dāng)霧消失后，在對(duì)新生的露加以記錄。

2.4 霜、露和液態(tài)降水能否共存

霜的形成需要滿足以下幾個(gè)條件：晴朗、微風(fēng)、地面溫度低于0℃，霜是由水汽或水珠通過凝華所形成的，常見形態(tài)為白色冰晶。在地面溫度高于0℃、晴朗的夜間或傍晚，或地面溫度高于0℃、濕度較大的夜間或傍晚，都會(huì)形成露。另外，在近地面或地面物體上存在由水汽凝結(jié)所形成的冰，也是由露形成的。

3 農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測(cè)中新型自動(dòng)氣象站的運(yùn)用方法

到目前為止，我國氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)還無法實(shí)現(xiàn)對(duì)雨凇、陣雨、雨夾雪、積雪或是結(jié)冰等現(xiàn)象的自動(dòng)觀測(cè)，尤其是對(duì)位于高山之上的氣象觀測(cè)站來說，氣候環(huán)境惡劣，自動(dòng)氣象站想要實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)夜間氣象進(jìn)行高效的觀測(cè)，還有很長(zhǎng)的一段路要走。工作人員在記錄各種天氣現(xiàn)象的過程中，需要根據(jù)天氣的變化情況，對(duì)不同氣象要素所呈現(xiàn)出來的變化趨勢(shì)進(jìn)行結(jié)合，并且通過科學(xué)的分析，保證最終記錄的準(zhǔn)確性，如果時(shí)間已經(jīng)超過20：00，工作人員不僅需要對(duì)發(fā)生的各種天氣現(xiàn)象進(jìn)行記錄，還需要以氣象要素所對(duì)應(yīng)的變化趨勢(shì)為基礎(chǔ)，對(duì)降水或其他天氣現(xiàn)象進(jìn)行判斷并及時(shí)記錄。操作的具體方法為：工作人員首先打開站臺(tái)測(cè)報(bào)軟件的“天氣現(xiàn)象”一欄，然后再將夜間所觀測(cè)到的天氣現(xiàn)象根據(jù)其出現(xiàn)的時(shí)間和順序進(jìn)行記錄，并且在7：00至8：00再一次對(duì)天氣現(xiàn)象進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)了與上次記錄不同的天氣現(xiàn)象，則及時(shí)將其記錄在案。如果不存在降水，并且地面沒有非常明顯的潮濕現(xiàn)象，那么工作人員就應(yīng)當(dāng)將觀測(cè)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向霜、露、霧凇等現(xiàn)象方面，通過氣象站在夜間所記錄的地溫、氣溫以及其他相關(guān)因素的變化情況，對(duì)凝結(jié)、凍結(jié)等現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間進(jìn)行大致估算，如果出現(xiàn)了降水現(xiàn)象，還需要對(duì)該降水現(xiàn)象屬于固態(tài)、液態(tài)還是混合態(tài)加以分析，同時(shí)結(jié)合夜間是否有閃電、雷鳴等情況的出現(xiàn)，對(duì)降雨連續(xù)性進(jìn)行判斷，最后將判斷結(jié)果記錄在“天氣現(xiàn)象”一欄中[2]。

現(xiàn)階段，已經(jīng)能夠被有效自動(dòng)觀測(cè)的常見天氣現(xiàn)象有輕霧、浮塵、沙塵暴等，這主要是因?yàn)楫?dāng)出現(xiàn)上述天氣現(xiàn)象時(shí)，空氣中往往含有大量的水汽和細(xì)微塵粒，因此，自動(dòng)站可以通過對(duì)風(fēng)度、溫度、能見度等傳感器的應(yīng)用，對(duì)相應(yīng)的輕霧、浮塵、沙塵暴等天氣現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的視程障礙進(jìn)行判別和記錄[3]。需要注意一點(diǎn)，在對(duì)天氣現(xiàn)象進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)保證所應(yīng)用觀測(cè)軟件始終處于正常運(yùn)行的狀態(tài)下，如果由于夜間停電或其他不可抗因素而導(dǎo)致電腦關(guān)閉、數(shù)據(jù)缺失，在電腦重啟后，應(yīng)當(dāng)在異地時(shí)間對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。在對(duì)天氣現(xiàn)象和相關(guān)因素進(jìn)行記錄的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)保證所對(duì)應(yīng)天氣要素記錄的準(zhǔn)確性，如果有大風(fēng)現(xiàn)象出現(xiàn)，那么對(duì)出現(xiàn)大風(fēng)現(xiàn)象的時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)記錄。

4 結(jié)論

綜上所述，雖然隨著新型自動(dòng)氣象站的建成，輕霧、浮塵、沙塵暴等多種具有視程障礙的天氣現(xiàn)象都能夠被準(zhǔn)確的觀測(cè)和記錄，但是由于夜間天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，在對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)的過程中仍舊存在觀測(cè)盲區(qū)。上文從觀測(cè)工作的注意事項(xiàng)和應(yīng)用方法兩個(gè)方面對(duì)自動(dòng)氣象站的運(yùn)用進(jìn)行了深入的探討，希望能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他相關(guān)工作提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵文東，樂義，徐文龍，冀紅霞.新型自動(dòng)氣象站在夜間農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，14：159160.

[2]G.Lopardo，S.Bellagarda，F(xiàn).Bertiglia，A.Merlone，G. Roggero，N.Jandric.A calibration facility for automatic weather stations[J].Met.Apps，2015，22.

[3]易建平，李雪蓮，鄭華珠.論新型自動(dòng)氣象站對(duì)夜間農(nóng)業(yè)氣象的觀測(cè)[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2014，05：199200.