氣象業(yè)務(wù)服務(wù)自動化發(fā)展過程

編者按：氣象觀測是預(yù)報服務(wù)的基礎(chǔ)，觀測業(yè)務(wù)的現(xiàn)代化是氣象現(xiàn)代化的重要組成部分。隨著氣象科技和業(yè)務(wù)的發(fā)展，氣象觀測越來越趨向于自動化，觀測內(nèi)容越來越豐富。那么，常用的氣象觀測儀器有哪些？又是如何工作的？小編帶您一起盤點。

云的觀測

激光云高儀：采用激光束照射云體的方法，測量激光發(fā)射到接收間的時間，從而計算云中反射點的距離，通過對時間積分的方式確定云量。

微脈沖激光雷達(MPL）：可測量云底、多層云時空分布監(jiān)測，邊界層時空分布監(jiān)測，氣溶膠垂直分布和時空演變。

能見度觀測

前向散射能見度儀：發(fā)射器與接收器在成一定角度和一定距離的兩處。接收器接收大氣的前向散射光。通過測量散射光強度，得出散射系數(shù)，從而估算出消光系數(shù)。

透射式能見度儀：通過測量發(fā)射器和接收器之間水平空氣柱的平均消光系數(shù)而算出能見度。

天氣現(xiàn)象觀測

天氣現(xiàn)象儀：是一種智能型多變量傳感器，由一個散射能見度儀，一個降水監(jiān)測系統(tǒng)傳感器以及溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等傳感器組成。通過對這些數(shù)據(jù)變量的邏輯分析來判定天氣現(xiàn)象。

閃電定位儀：利用閃電輻射的聲、光、電磁場特性來遙測閃電放電參數(shù)，并把經(jīng)過預(yù)處理的閃電數(shù)據(jù)實時地通過通訊系統(tǒng)發(fā)送到中心數(shù)據(jù)處理站實時進行交匯處理，可記錄雷電發(fā)生的時間、位置、強度和極性等指標(biāo)。

氣壓觀測

硅膜盒電容式壓力傳感器：利用單晶硅薄膜片制成真空膜盒，通過膜盒上下膜片變形，造成電容極板位移而改變電容量，再通過測電容量的變化來測量氣壓。目前，我國自動氣象站普遍使用的氣壓傳感器是智能型全補償式數(shù)字氣壓傳感器，其感應(yīng)元件是硅電容。氣壓傳感器安裝在采集器機箱內(nèi)，通過靜壓壓力連通管與外界大氣相通。

溫度觀測

鉑電阻溫度傳感器：鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化，通過測量其電阻值推算出被測物體的溫度。常見的Pt100感溫元件有陶瓷元件、玻璃元件、云母元件，它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架、玻璃骨架、云母骨架上再經(jīng)過復(fù)雜的工藝加工而成。

氣象觀測站中的空氣溫度、草面溫度、淺層土壤溫度、深層土壤溫度都采用此類型傳感器。

濕度觀測

濕敏電容濕度傳感器：利用有機高分子膜做介質(zhì)的一種小型電容器。安裝在百葉箱內(nèi)特制的支架上，位于百葉箱水平面的中心，電纜線由支架底部穿入管內(nèi)，由管頂取出，傳感器固定在橫臂的夾子中，頭部向下。

在外界相對濕度發(fā)生變化時，作為感濕膜的高分子聚合物能吸附和釋放水汽分子，其介電常數(shù)ε隨之變化，促使?jié)衩綦娙萘堪l(fā)生變化，將電容變化量轉(zhuǎn)化為電壓的變化量，輸出電壓范圍為0～1V，測量輸出的電壓即可得到相對濕度。

風(fēng)的觀測

風(fēng)杯風(fēng)速傳感器：采用三杯式感應(yīng)器，當(dāng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動時，帶動同軸的多齒截光盤轉(zhuǎn)動，得到與風(fēng)杯轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號，由計數(shù)器計數(shù)換算后就能得出實際風(fēng)速值。

降水觀測

翻斗雨量計：敏感部分是兩個三角形盛水斗，可以圍繞中心軸轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)動一次，隨之運動的磁鐵對干簧管掃描一次，兩個電極吸合產(chǎn)生一個電脈沖。根據(jù)翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)記錄降雨量。目前，地面氣象觀測系統(tǒng)多采用翻斗式雨量傳感器。

農(nóng)業(yè)氣象觀測設(shè)備

農(nóng)業(yè)氣象自動觀測系統(tǒng)是對農(nóng)作物及其賴以生存的外界環(huán)境（農(nóng)田、土壤）進行實時觀測，根據(jù)業(yè)務(wù)需求主要對農(nóng)田小氣候數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、作物長勢參數(shù)和圖像及實景監(jiān)控視頻進行采集，整套系統(tǒng)可采用農(nóng)電/太陽能/風(fēng)能等多種供電方式進行供電，可通過光纖/3G/WiFi/微波等多種通信方式與上位機軟件進行數(shù)據(jù)交互。配套的農(nóng)業(yè)氣象觀測自動采集及綜合處理平臺具有觀測數(shù)據(jù)的整理和入庫、臺站參數(shù)設(shè)置、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控、日志管理、氣象觀測數(shù)據(jù)查詢與顯示、作物災(zāi)害分析與預(yù)警、作物長勢顯示、數(shù)據(jù)上傳等功能。

交通氣象站

交通氣象觀測站能夠精確、及時地監(jiān)測道路環(huán)境狀況，并且能夠與交通管理部門的其它監(jiān)控子系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)智能化的交通保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠?qū)F、路面結(jié)冰、積雪等高速公路所需的各種監(jiān)測要素進行實時監(jiān)測。

新一代C波段多普勒天氣雷達

CINRAD/CC型天氣雷達是中國氣象局用于國內(nèi)氣象業(yè)務(wù)組網(wǎng)探測的新一代C波段全相參多普勒天氣雷達。該雷達能夠監(jiān)測400公里范圍內(nèi)的熱帶氣旋、暴雨等大范圍強降水目標(biāo)，有效監(jiān)測和識別距離大于200公里的龍卷、雹云、冰雹等中小尺度強天氣現(xiàn)象，徑向風(fēng)速測量的范圍達到±36米/秒。