天氣現(xiàn)象儀自動化觀測資料對比分析

寶勒德，辛忠德

摘 要：文章展開對天氣現(xiàn)象儀自動化觀測資料對比分析，其主要目的在于了解當前天氣現(xiàn)象自動化觀測儀器的類型，以及天氣現(xiàn)象儀自動化觀測的相關(guān)資料。隨著經(jīng)濟文化與科學技術(shù)的不斷發(fā)展，天氣現(xiàn)象儀得到了更新。目前，天氣現(xiàn)象自動化觀測儀的類型較多，均能夠?qū)崿F(xiàn)對天氣現(xiàn)象的有效觀測。從某種角度而言，利用天氣現(xiàn)象自動化觀測儀，實現(xiàn)對天氣現(xiàn)象的全面性觀測，掌握天氣情況，對于人們的生活具有重要的影響。為進一步明確天氣現(xiàn)象儀自動化觀測相關(guān)資料，文章首先分析天氣現(xiàn)象自動化觀測儀器的類型及指標。同時，研究天氣現(xiàn)象儀自動觀測的準確性。

關(guān)鍵詞：天氣現(xiàn)象；自動化；觀測資料

中圖分類號：P413 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）06-0162-02

Abstract： In this paper， the comparison and analysis of automatic observation data of weather phenomenometer are carried out. The main purpose of this paper is to understand the types of automatic observation instruments of weather phenomena and the relevant data of automatic observation of weather phenomena instrument. With the development of economy， culture and science and technology， the weather phenomenon instrument has been updated. At present， there are many types of automatic observation instruments for weather phenomena， which can realize the effective observation of weather phenomena. From a certain point of view， the use of automatic observation instrument for weather phenomena， to achieve comprehensive observation of weather phenomena， to grasp the weather situation， has an important impact on people's lives. In order to further clarify the related data of automatic observation of weather phenomenon instrument， this paper first analyzes the types and indicators of the automatic observation instrument of weather phenomenon. At the same time， the accuracy of automatic observation of weather phenomenon instrument is studied.

Keywords： weather phenomena； automation； observation data

前言

改革開放至今，我國各行業(yè)均得到了普遍的發(fā)展。目前，為了方便人們的出行，通常會通過對天氣現(xiàn)象儀自動化觀測的方式，掌握近幾天內(nèi)的天氣情況。在天氣現(xiàn)象預報中，常用的天氣現(xiàn)象觀測方式為人工觀測。利用人工觀測的方式，明確近幾天的溫度、濕度、風向、降雨降雪等情況。現(xiàn)階段，為了提高天氣現(xiàn)象的準確性，基本上采用天氣現(xiàn)象自動化觀測儀器，實現(xiàn)對天氣現(xiàn)象的觀察。本文通過對天氣現(xiàn)象自動化觀測儀的類型、觀測指標及觀測準確性等內(nèi)容的探討，可以為日后促進天氣現(xiàn)象自動化觀測儀的發(fā)展，奠定基礎。

1 天氣現(xiàn)象自動化觀測儀器的類型分析

1.1 HY-MPW11天氣現(xiàn)象自動化觀測儀

HY-MPW11天氣現(xiàn)象儀是目前天氣現(xiàn)象觀測中，較為常見的自動化觀測儀器。該天氣現(xiàn)象儀主要以遙測方式為核心技術(shù)，觀測的項目相對較多[1]。根據(jù)對HY-MPW11天氣現(xiàn)象儀的深入分析，發(fā)現(xiàn)其可以觀測到的氣象要素需要依靠傳感器完成，包括溫度、濕度、風向、壓力和降水等。在降水現(xiàn)象中，該天氣現(xiàn)象儀主要是利用電梳雨感器，實現(xiàn)對空氣中溫度與降水敏感程度的探測。利用沖擊傳感器，實現(xiàn)對輔助降水類型與冰雹天氣現(xiàn)象的判別。在視程障礙中，該天氣現(xiàn)象儀中設置了散射性能見度儀，根據(jù)能夠被測量到的光度與亮度，以計算的方式完成對視程障礙類的天氣。在凝結(jié)現(xiàn)象中，該天氣現(xiàn)象儀主要是利用熱紅外探測，實現(xiàn)對觀測目標表面溫度的測量，結(jié)合地面受到的回波信號，得到凝結(jié)天氣現(xiàn)象。在積雪天氣現(xiàn)象中，依靠超聲測量的方式，實現(xiàn)對積雪深度的探測。

1.2 DZT1天氣現(xiàn)象自動化觀測儀

在科學技術(shù)不斷更新的環(huán)境下，DZT1天氣現(xiàn)象儀也被廣泛應用到天氣觀測中[2]。根據(jù)對DZT1天氣現(xiàn)象自動化觀測儀的分析，明確其在通過對多種先進技術(shù)的利用，也能夠有效實現(xiàn)對各種天氣現(xiàn)象的判別。在天氣現(xiàn)象探測時，其與HY-MPW11天氣現(xiàn)象儀具有一定的差異性。在降水現(xiàn)象中，該天氣現(xiàn)象儀主要是在傳感器的作用下，借助近紅外光的散射原理，接收降水顆粒的散射信號，充分計算降水顆粒的大小與散落速度，由此明確降水的類型。在凝結(jié)現(xiàn)象中，DZT1天氣現(xiàn)象儀是通過圖像資料的方式完成判別。借助CCD傳感器，快速、全面的收集圖像資料，利用圖像處理技術(shù)實現(xiàn)對天氣現(xiàn)象的判別。在視程障礙中，采用能見度傳感器，對能見度至少10米以內(nèi)的環(huán)境進行測量，將所測量到的數(shù)據(jù)結(jié)果，送入氣象觀測站進行辨別和識別。在積雪天氣現(xiàn)象中，采用CCD傳感器獲取并識別圖像，借助圖像測量技術(shù)，識別所測量積雪的深度。

2 天氣現(xiàn)象儀自動觀測的標準器及觀測指標

2.1 天氣現(xiàn)象儀自動觀測的標準器

通常情況下，在辨別不同天氣現(xiàn)象儀自動觀測資料的差異性時，需要選擇適合的標準器，實現(xiàn)對其的判別[3]。目前，國內(nèi)在對不同類型天氣現(xiàn)象自動觀測儀進行對比試驗時，一般會在新的觀測技術(shù)下，選擇新型的標準器。所選用的標準器，主要由兩個圖像采集鏡頭構(gòu)成，一個圖像采集鏡頭是用有機玻璃制成的，主要是用于采集地面上的降水圖像，并且在該圖像采集鏡頭上安裝了自動清潔系統(tǒng)，以此提高降水圖像的拍攝清晰性。另一個圖像采集鏡頭的材料與第一個相同，其主要是用于采集玻璃平臺上的降水圖像，拍攝時間為5s。根據(jù)上述兩個采集鏡頭構(gòu)成的標準器，可以有效的明確降水起止時間和降水量，提高不同類型天氣現(xiàn)象儀的辨別效果。

2.2 參考標準中觀測指標的明確

在分析不同天氣現(xiàn)象自動觀測儀的差別時，需要有相應的參考標準作為臨界值。一般情況下，主要以人工觀測結(jié)果作為參考標準。第一，在降水現(xiàn)象觀測方面。觀測人員需要定期對降水現(xiàn)象進行觀測，并將降水類天氣現(xiàn)象標準器所獲得的圖像資料作為參考的樣本和依據(jù)，明確降水天氣現(xiàn)象并將其作為參考標準。第二，在地面凝結(jié)現(xiàn)象和積雪深度觀測方面[4]。觀測人員要在天氣現(xiàn)象儀附近至少1平方米范圍內(nèi)，進行凝結(jié)和積雪現(xiàn)象的觀測。同時，根據(jù)玻璃片上形成的凝結(jié)現(xiàn)象，結(jié)合自身的經(jīng)驗實現(xiàn)對凝結(jié)和積雪天氣現(xiàn)象的綜合判斷，并將結(jié)果作為兩種天氣現(xiàn)象的參考標準。第三，在視程障礙觀測方面。觀測人員在對視程障礙進行觀測時，需要定期觀察并記錄標準器中的能見度值，根據(jù)對數(shù)值的分析，將其結(jié)果作為視程障礙的參考標準。

3 天氣現(xiàn)象儀自動觀測的準確性分析

3.1 降水現(xiàn)象與視程障礙的數(shù)據(jù)準確性

在天氣現(xiàn)象以自動觀測過程中，觀測數(shù)據(jù)的準確性是十分重要的[5]。無論在采用哪種類型的天氣現(xiàn)象儀進行觀測，都應采用定時觀測的方式，提高數(shù)據(jù)準確性。通常情況下，天氣現(xiàn)象儀的觀測結(jié)果，與標準器觀測前后至少5分鐘時的觀測結(jié)果一致，說明天氣現(xiàn)象儀識別的正確，具有一定的實用性。對天氣現(xiàn)象進行定時觀測時，其標準樣本的準確率計算方式為，天氣現(xiàn)象儀觀測結(jié)果正確的次數(shù)與天氣現(xiàn)象定時觀測的總次數(shù)的百分比。視程障礙在觀測期間，也要堅持定時觀測。其觀測評判正確性與實用性，與降水現(xiàn)象相同。定時觀測視程障礙標準樣本的準確率計算方式為，天氣現(xiàn)象儀觀測結(jié)果正確的次數(shù)與天氣現(xiàn)象定時觀測的總次數(shù)的百分比。

3.2 地面凝結(jié)與積雪天氣的數(shù)據(jù)準確性

在分析天氣現(xiàn)象儀觀測地面凝結(jié)數(shù)據(jù)準確性時，要根據(jù)地面凝結(jié)觀測時的具體要求，每日定期觀測樣本。在觀測地面凝結(jié)現(xiàn)象時，若天氣現(xiàn)象儀在觀測當日有識別結(jié)果，并且與參考標準觀測一直，說明天氣現(xiàn)象儀觀測正確[6]。雨凇或霧凇的觀測數(shù)據(jù)準確性，是與其觀測結(jié)果是否與標準觀測前后5分鐘的觀測結(jié)果一致進行判斷。定時觀測視程障礙標準樣本的準確率計算方式為，天氣現(xiàn)象儀觀測結(jié)果正確的次數(shù)與天氣現(xiàn)象定時觀測的總次數(shù)的百分比。在分析天氣現(xiàn)象儀觀測積雪天氣數(shù)據(jù)準確性時，依據(jù)地面觀測的實際情況和相應要求，每天定時觀測樣本。天氣現(xiàn)象儀所觀測的結(jié)果識別有效，說明其觀測正確。

4 結(jié)束語

在信息化網(wǎng)絡時代中，我國的科學技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。與此同時，較多的先進技術(shù)被應用到天氣現(xiàn)象儀自動化觀測中，在一定程度上提升了天氣現(xiàn)象儀自動化的觀測水平。利用天氣現(xiàn)象自動化觀測儀器，可以有效提高降水現(xiàn)象、地面凝結(jié)現(xiàn)象、視程障礙現(xiàn)象以及其他現(xiàn)象的評估準確性。針對當前天氣現(xiàn)象儀自動化觀測的現(xiàn)狀，本文主要從HY-MPW11天氣現(xiàn)象儀、DZT1天氣現(xiàn)象儀兩個類型方面，分析天氣現(xiàn)象儀自動化觀測情況。同時，從降水現(xiàn)象、視程障礙、地面凝結(jié)等方面，探討天氣現(xiàn)象儀自動化觀測的準確性。期望通過本文關(guān)于天氣現(xiàn)象儀自動化觀測資料的探究，為日后提升天氣現(xiàn)象評估水平，提供寶貴的建議。

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