分析地面氣象觀測自動(dòng)化改革的利與弊

摘要：為了降低測報(bào)人員工作強(qiáng)度，改變傳統(tǒng)地面氣象觀測過于復(fù)雜的局面，逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測目標(biāo)，我國在2013年開展了地面氣象觀測自動(dòng)化改革。這些業(yè)務(wù)調(diào)整為地面氣象觀測工作帶來了很大變化。本文重點(diǎn)分析地面氣象觀測自動(dòng)化改革的利與弊，希望能對(duì)同行有所幫助。

關(guān)鍵詞：地面氣象觀測;自動(dòng)化改革;變化;問題

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和氣象業(yè)務(wù)的不斷拓展，地面氣象測報(bào)的自動(dòng)化水平逐漸增強(qiáng)，測報(bào)質(zhì)量和測報(bào)效率均得到明顯提升。為了更好適應(yīng)現(xiàn)代化氣象事業(yè)的發(fā)展步伐，促進(jìn)氣象現(xiàn)代化體系建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，各級(jí)氣象部門均開展了地面氣象觀測自動(dòng)化改革。自動(dòng)化改革有利有弊，有利的一面是提升了地面氣象觀測質(zhì)量，減少了測報(bào)人員工作強(qiáng)度，弊端則是自動(dòng)化技術(shù)不達(dá)標(biāo)、儀器測量精確度不高、儀器設(shè)備缺乏合理性水平，嚴(yán)重阻礙了地面氣象觀測自動(dòng)化改革的順利開展?；诖?，本文重點(diǎn)分析了地面氣象觀測自動(dòng)化改革的利與弊。

1、地面氣象觀測自動(dòng)化改革的可行性

從20世紀(jì)90年代開始，我國開始加大地面氣象觀測業(yè)務(wù)能力建設(shè)，進(jìn)一步推動(dòng)了地面氣象觀測業(yè)務(wù)的發(fā)展。地面氣象自動(dòng)化觀測能力不斷增強(qiáng);初步建立起了與現(xiàn)行觀測能力向適應(yīng)的業(yè)務(wù)流程，業(yè)務(wù)運(yùn)行效率提升;實(shí)現(xiàn)了觀測、預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)崗位一體化，同時(shí)設(shè)立起了縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)崗。為穩(wěn)步推進(jìn)地面氣象觀測全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，自2016年起，中國氣象局在15個(gè)省（區(qū)、市）氣象局共276個(gè)國家地面觀測站開展了前期試點(diǎn)。將業(yè)務(wù)制度建設(shè)、新技術(shù)應(yīng)用、業(yè)務(wù)流程與崗位職責(zé)優(yōu)化等措施進(jìn)行結(jié)合，在保證觀測業(yè)務(wù)質(zhì)量可以高質(zhì)量運(yùn)行且對(duì)預(yù)報(bào)服務(wù)工作無負(fù)面影響的前提下，可降低觀測人員的工作量，提升臺(tái)站綜合業(yè)務(wù)能力。由此不難說明地面氣象觀測自動(dòng)化改革時(shí)機(jī)已發(fā)展成熟，全面開展地面氣象觀測自動(dòng)化改革是可行的。

2、地面氣象觀測自動(dòng)化改革帶來的變化

2.1采集數(shù)據(jù)的精細(xì)化、客觀水平增強(qiáng)

當(dāng)前，人工觀測具有較強(qiáng)的主觀性，每個(gè)觀測人員都有屬于自身的觀測習(xí)慣和誤差，一旦出現(xiàn)失誤，需要選擇插值法、推演法等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行補(bǔ)救，對(duì)氣象要素?cái)?shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性水平產(chǎn)生了影響。在實(shí)際的地面氣象觀測工作中，只要確保觀測儀器設(shè)備無故障問題、網(wǎng)絡(luò)暢通，監(jiān)測和業(yè)務(wù)軟件可正常運(yùn)行，完成了氣象要素?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)化采集、分析和傳輸，通過這種工作流程獲取的氣象數(shù)據(jù)信息，可增強(qiáng)數(shù)據(jù)的科學(xué)化和客觀性水平，自身也具有較強(qiáng)的可用性，可為氣象預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)提供精細(xì)化、可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.2基準(zhǔn)站人工觀測次數(shù)減少

對(duì)于基準(zhǔn)站來說，云和能見度的人工定時(shí)觀測次數(shù)從每日24次逐漸減少為8次。對(duì)于夜間（20時(shí)到08時(shí)）的天氣現(xiàn)象連續(xù)觀測調(diào)整為在20時(shí)、23時(shí)、02時(shí)、05時(shí)四個(gè)正點(diǎn)時(shí)次進(jìn)行觀測，也就是實(shí)行夜間不守班，確保白天天氣現(xiàn)象可實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測，降低了測報(bào)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.3改變了編發(fā)報(bào)文名稱、結(jié)構(gòu)和組成

自地面氣象觀測自動(dòng)化改革后，各級(jí)氣象部門“新長Z文件”傳輸將逐漸被BUFR進(jìn)行取代，自動(dòng)觀測數(shù)據(jù)在臺(tái)站設(shè)備采集端完成自動(dòng)化采集后，省級(jí)自定人工觀測項(xiàng)目數(shù)據(jù)完成人工錄入后，通過BUFR格式消息以不落地的方式從臺(tái)站向省級(jí)進(jìn)行傳輸，經(jīng)省級(jí)在線快速質(zhì)控后，實(shí)時(shí)將觀測數(shù)據(jù)集質(zhì)量控制碼上傳到國家級(jí)。

3、地面氣象觀測自動(dòng)化存在的問題

3.1地面氣象觀測自動(dòng)化技術(shù)不達(dá)標(biāo)

對(duì)于我國自主研發(fā)的半自動(dòng)氣象學(xué)系統(tǒng)來說，儀器穩(wěn)定性和可靠性與國外還有一定的差異。除了氣象部門對(duì)觀測儀器的要求較為嚴(yán)格外，受復(fù)雜環(huán)境的影響，觀測儀器的運(yùn)行也變得復(fù)雜，我國還沒有達(dá)到該要求。尤其是在高溫、低溫、沙塵暴等惡劣天氣出現(xiàn)時(shí)，會(huì)損壞觀測儀器。部分氣象要素傳感器質(zhì)量也不過關(guān)，針對(duì)我國開發(fā)的所有傳感器，其中以濕度和能見度傳感器的使用性能較差，而國外針對(duì)濕度傳感元件的問題還沒有得到解決。

3.2儀器設(shè)備缺乏合理性

我國國土資源遼闊，橫跨幾十個(gè)緯度和地區(qū)，而平原、沙漠、山脈、島嶼等則組成了我國復(fù)雜的地形條件。因此對(duì)觀測儀器提出了更高的要求，在符合氣候條件的同時(shí)，還要適應(yīng)各種復(fù)雜天氣現(xiàn)象，這種集萬能于一身的觀測儀器顯然不可能實(shí)現(xiàn)。制定嚴(yán)格的觀測儀器指標(biāo)只是為了更好的滿足極少數(shù)臺(tái)站的需求，但是卻忽略了極大一部分臺(tái)站，增加了觀測儀器的復(fù)雜性水平，同時(shí)還提升了產(chǎn)品制作的成本投入。

3.3儀器測量精確度不高

當(dāng)前，測量儀器的精確度水平一直是氣象界爭論不休的問題，世界氣象組織制定了自動(dòng)觀測儀器精度標(biāo)準(zhǔn)，大部分國家的自動(dòng)氣象觀測儀器基本達(dá)標(biāo)，但是針對(duì)常規(guī)觀測儀器的精確度要求卻有很多國家沒有達(dá)標(biāo)。結(jié)合當(dāng)前的觀測技術(shù)，為了保證世界各國的自動(dòng)觀測儀器精度同世界氣象組織制定的常規(guī)觀測儀器精度要求相符，會(huì)使制作成本、體積、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性水平均得到提升，增加了使用和維修中的難度。我國氣象部門對(duì)自動(dòng)觀測儀器的精確度要求與我國實(shí)際情況不符，會(huì)對(duì)地面觀測自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生影響。

4、提升地面氣象觀測自動(dòng)化發(fā)展建議

4.1發(fā)展通訊網(wǎng)絡(luò)

在地面氣象觀測自動(dòng)化改革中，全國的通訊線路基本不能滿足其發(fā)展需求，當(dāng)前，現(xiàn)有的幾條微波中繼和同軸電纜只能連通到各省的大城市，近些年能否通到專區(qū)一級(jí)，仍需要各級(jí)氣象部門的共同努力。再加上通到各縣的電話、技術(shù)裝備也較為滯后，阻礙了地面氣象觀測自動(dòng)化的順利實(shí)施。氣象部門要建立起屬于自己的通訊網(wǎng)絡(luò)有一定的難度。利用氣象衛(wèi)星傳遞氣象資料、租用郵電部的通訊衛(wèi)星，給與氣象部門的通道都極為有限，在未來幾年內(nèi)發(fā)射氣象通訊衛(wèi)星的愿望很難實(shí)現(xiàn)。

4.2加強(qiáng)對(duì)觀測儀器的管理

在實(shí)際的地面氣象觀測工作中，測報(bào)人員應(yīng)將做好觀測儀器的管理，防止因儀器破損影響正常的觀測工作。交接班是地面氣象觀測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，大部分業(yè)務(wù)操作中的安全事故和業(yè)務(wù)失誤都出現(xiàn)在交接班過程中。氣象部門應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的值班制度進(jìn)行完善，在交接班過程中，交接班雙方應(yīng)仔細(xì)查看所有觀測儀器設(shè)備的運(yùn)行情況，防止設(shè)備出現(xiàn)故障問題。本班次人員要向下班次交接人員詳細(xì)說明本班次相關(guān)事項(xiàng)，接班人員應(yīng)仔細(xì)記錄，并且認(rèn)真檢查備注欄中的內(nèi)容，詳細(xì)了解自己的值班任務(wù)。在觀測儀器設(shè)備故障或復(fù)雜天氣出現(xiàn)時(shí)要沉著冷靜，按照觀測規(guī)范要求進(jìn)行，避免業(yè)務(wù)失誤，不斷增強(qiáng)綜合氣象觀測業(yè)務(wù)質(zhì)量。

4.3提高技術(shù)能力和科技水平

當(dāng)前，各級(jí)氣象部門都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化觀測，因觀測設(shè)備較為落后，在實(shí)際的地面氣象觀測中，雖然部分氣象要素實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化觀測，但是還有極個(gè)別氣象要素不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測，找到適合的自動(dòng)化氣象要素感應(yīng)器還有很大的難度存在。在地面氣象自動(dòng)化觀測改革中，尤其是基層臺(tái)站配備的自動(dòng)化觀測儀器種類較少，在傳遞、接收、記錄、存儲(chǔ)和處理觀測到的氣象要素?cái)?shù)據(jù)信息時(shí)，都需要通過自動(dòng)化實(shí)施，為了實(shí)現(xiàn)觀測自動(dòng)化改革，氣象部門應(yīng)對(duì)資料中心、處理中心和通訊中心不斷進(jìn)行完善。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：劉香萍（1979-），女，漢族，甘肅省敦煌市人，本科學(xué)歷，工程師，從事綜合觀測工作。

（作者單位：甘肅省敦煌市氣象局）