[科普中国]-天气观测

定义

天气观测是指为提供天气分析与预报所需的气象信息，在天气观测时间进行的气象观测。1

气象观测工作是由气象台的工作人员在进行的。为了满足天气预报的需要，世界各国都在各地设立很多的气象台、站，同时来进行天气观测工作。

内容气象观测工作是由气象台的工作人员在进行的。为了满足天气预报的需要，世界各国都在各地设立很多的气象台、站，同时来进行天气观测工作。天气观测员把观测的结果应用统一规定的方法编成电码，再通过电台广播出来。这样，一个气象台就能同时收集广大地区的气象观测报告。

天气观测是天气预报的基础之一。天气预报是建立在大量台站的观测数据基础之上的。在陆地上，可以按覆盖范围的要求设置台站，而在海上，观测是由航海者、卫星和浮标完成的。因为海上的观测数量少，所以航海者的观测更加重要。被指派的舰船将数据通过无线电或卫星发送到国家气象中心，输入到计算机模型中进行计算，生成天气图，据此进行局部或全球的天气预报。

天气观测通常在几个整小时做出（UTC的0000、0600、1200和1800）。但在大湖区，美国和加拿大海岸200海里以内的海区，以及热带气旋300海里以内的海区需要进行3小时间隔的观测。即使有卫星成像技术，仍需要实际的报告，以得到准确的气温气压和其他数据。预报值不可能比报告值更准确。2

观测天气有两种方法：一种是直接用眼睛来看，例如天空的云有多少，这些云的形状是怎样的，有多高；有没有下雨；地面上有没有霜出现等。还有一种是用仪器来测量的，例如空气的压力有多大；温度有多高；湿度多少；以及雨量有多少等。这种气象观测工作，在气象台里是日夜不断地进行着的。但是，只知道地面上的情况还不够，还要知道高空中的天气变化。现代常用的高空探测的方法，是把一只大气球升到高空去，气球下面挂着一只小型的自动发报机，’已能自动地测定高空中温度、气压、湿度的变化有些时候，也可用飞机携带气象仪器，飞到高空中去观测，并用信号向地面发报。在夏天，要预知台风中心在什么地方，一般要用雷达或飞机来探测。3

在天气观测以前，需要选择观测场、安置观测仪器、确定观测项目和观测时间。

观测场观测场是进行天气观测的场地。它应尽量选在日照良好，不受邻近高大建筑物和树木影响的地点。观测场地要平整，除特殊需要外，一般不宜设在山顶、斜坡或洼地里。场地应离开障碍物有它高度的3~10倍的距离。场地大小可因地制宜，通常不超过长、宽各25米，即625平方米。场地的门开在北面。场内草深不超过20厘米。为保护观测仪器，场地四周可安装稀疏白栅栏。观测场的小路（宽约0.4~0.6米）。

观测仪器经过三百多年的发展，应用于研究和业务的气象观测仪器,已有数十种之多，主要包括直接测量和遥感探测两类：前者通过各种类型的感应元件,将直接感应到的大气物理特性和化学特性，转换成机械的、电磁的或其他物理量进行测量，例如气压表、温度表、湿度表等；后者是接收来自不同距离上的大气信号或反射信号，从中反演出大气物理特性和化学特性的空间分布，例如气象雷达、声雷达(见声波大气遥感)、激光气象雷达(见激光大气遥感)、红外辐射计(见红外大气遥感)等。这些仪器广泛应用了力学、热学、电磁学、光学以及机械、电子、半导体、激光、红外和微波等科学技术领域的成果。此外，还有大气化学的痕量分析等手段。气象观测仪器必须满足以下要求：①能够适应各种复杂和恶劣的天气条件，保持性能长期稳定。②能够适应在不同天气气候条件下气象要素变化范围大的特点，具有很高的灵敏度、精确度和比较大的量程。此外，根据观测平台的工作条件，对观测仪器的体积、重量、结构和电源等方面，还有各种特殊要求。

观测仪器一般有百叶箱、干湿表、各种温度表、雨量器（附量杯）、蒸发皿、日照计、风向风速器等。达些仪器不一定都安装齐备，可按需要而定。仪器应设置在东西走向的小路’的南面。高的仪器放北面，低的仪器放南面，顺次排列。

观测时间气象哨根据条件可以减少能见度、日照、气压的观测。正规的观测时间，一般是每日四次，即2时、8时、14时和20时。气象哨可减少为每日观测两次，即8时和20时，或14时和20时。每次观测应在正点时间前二十分钟开始。

天气观测一般观测温度、湿度、云状、云量、能见度、降水、日照、风向、风速、气压、天气现象等。

观测系统一个较完整的现代气象观测系统由观测平台、观测仪器和资料处理等部分组成。

观测平台 根据特定要求安装仪器并进行观测工作的基点。地面气象站的观测场、气象塔、船舶、海上浮标和汽车等都属地面气象观测平台；气球、飞机、火箭、卫星和空间实验室等，是普遍采用的高空气象观测平台。它们分别装载各种地面的和高空的气象观测仪器。

空间天气观测系统

空间天气指瞬时或短时间内太阳表面、太阳风、磁层、电离层和热层的状态。这些状态可以影响空间’飞行器和地面技术系统的性能和可靠性，引起卫星运行、通信、导航、电网的崩溃，造成社会经济损失，危及人类的健康。与对流层里的天气一样，空间天气也有描述其状态的参数，称为空间天气要素．这些空间天气要素，也有不均匀性或扰动，称为空间天气系统。为了开展空间天气预报，需要在太空中进行空间天气观测，卫星在空间天气监测方面有很大优势和潜力。4

资料处理现代气象观测系统所获取的气象信息是大量的，要求高速度地分析处理，例如，一颗极轨气象卫星，每12小时内就能给出覆盖全球的资料，其水平空间分辨率达1公里左右。采用电子计算机等现代自动化技术分析处理资料，是现代气象观测中必不可少的环节。许多现代气象观测系统，都配备了小型或微型处理机,及时分析处理观测资料和实时给出结果(见气象资料处理)。

运用（1）地面气象观测技术指的是在地面平台上利用人眼或者各种仪器来观察和测量近地面层的气象要素和天气现象。地面气象观测技术是我国现在进行气象观测的一种重要基础手段。5

按照国家气候观象台、国家气象观测站、区域天气观测站三类台站布局和构建国家气候监测网、国家天气观测网、国家专业气象观测网和区域天气观测网的总体要求，2007年对全州各台站进行统筹规划、合理布局，完成了全州业务切换。通过站网调整，建立起了一个监测能力强、探测种类多、自动化水平高、观测要素齐全、高时空密度的综合观测系统，为多方位研究区域天气气候系统的发展和变化机理、提高天气预报的准确率、有效应对气候变化提供科学准确的基础观测数据，为全面开展大气成分、生态与农业气象、人工影响天气、雷电等多轨道业务提供综合观测平台。6

（2）利用常规天气观测资料、ECWMF资料预报，采用天气学原理，可对某些时间段的灾害性天气进行分析，得出发生灾害性天气的原因以及做出预防措施。7