地面气象讲义观测业务讲座

地面气象观测管理及技术应用

卫星遥感组成
卫星遥感通常由遥感器、卫星平台和地面接收系统等组成。
卫星遥感技术应用
卫星遥感广泛应用于资源调查、环境监测、气候研究等领域。
数值预报技术
数值预报概述
数值预报是指利用计算机模型对未来天气进行模拟和预测的技术
。
数值预报组成
数值预报通常由气象观测数据、计算机模型和预报员等组成。
数值预报技术应用
目的
地面气象观测的主要目的是获取准确、连续的气象数据，为天气预报、气候分析、气象服务、科学研究等提供基础资料。
地面气象观测的发展历程
古代地面气象观测
古代人们通过观察天空状况、动物行为、植物状态等来预测天气
，这是最早的地面气象观测。
近代地面气象观测
随着科技的发展，近代地面气象观测逐渐形成了一套完整的观测体系，包括温度、湿度、气压、风、降水等基本气象要素的观测
观测时间
观测时间严格按照规定执行，保证了数据的准确性和可靠性。
技术应用和管理措施
01
02
03
04
数据采集技术
采用自动观测和人工观测相结合的方式，提高了数据采集的
效率和准确性。
数据传输技术
采用无线传输和有线传输相结合的方式，确保了数据的及时
性和稳定性。
质量控制技术
采用多种质量控制技术，如数据校准、数据清洗等，保证了
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跨界合作
加强与其他领域和行业的跨界合作，推动地面气象观测技术的创新和发展。例如，与通信、电子、航空航天等领域合作，共同研发新的观测技术和设备。
06 案例分析：某地区地面气象观测实践
基本情况介绍

《地面自动化观测规范》讲义

通过采集器和业务终端软件完成实时观测数据质控、保存及上传。做好各类业务系统的运行监控及技术保障，确保观测业务正常运行。
.
地面气象常规观测任务包括数据采集、数据质控、数据存储、数据传输、运行监控、技术保障和观测产品加工。
做好历史资料备份、存储、归档、上传和上报等工作，做好气象观测产品的加工处理及应用工作。按照国务院气象主管机构或省级气象主管机构要求开展应急加密观测。
总则
PART TWO
地面气象观测业务工作
地面气象观测场地面气象观测系统
地面气象观测业务工作——观测任务
观测、记录处理和编发气象报告
数据采集、数据质控、数据存储、数据传输、运行监控、技术保障和观测产品加工
地面气象观测业务工作——观测任务
实时获取自动气象观测数据和设备工作状态，做好数据质量控制及疑误记录处理，并存入采集器和业务终端。.
风速
——
风向
—— 每分钟、小时累计值
日照降水量蒸发量
能见度雪深
—— ——
地面气象观测系统——综合集成硬件控制器
综合集成硬件控制器主要是解决多个自动气象观测设备的集约化管理，实现多观测设备仅通过一根光纤即可与业务终端进行数据传输，提高地面气象观测系统的集成化程度、可扩展性、稳定性、可靠性。综合集成硬件控制器具有数据透明传输和数据格式转换功能。综合集成硬件控制器的硬件包含通信控制模块、光电转换模块（室内、室外）、交流防雷模块、供电单元、外围部件等。其中，通信控制模块通过串口与观测设备连接，两组光电转换模块之间以光纤连接，室内光电转换模块通过网口与业务终端计算机连接。
02
分采集器
01
主采集器
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地面气象观测方法课件

平均时间 1min 1min 1min 3s 2min 10min 累计累计累计 1min 1min 1min 1min
采样速率 6次/min 6次/min 6次/min
500～1100hPa（任意200hPa）
0～360° 0～60m/s 雨强 0～4mm/min 0～24h 0～100mm -50～+80℃ 0～2000W/m2 -200～1400W/m2 0～2000W/m2
（一）目测项目（3） 3、天气现象
包括降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象、雷电现象和其他现象等，这些现象都是在一定的天气条件下产生的。降水现象：包括固态和液态降水，一共有11种
地面凝结现象：露、霜、雨凇、雾凇
视程障碍现象：轻雾、雾等一共9种，雾和沙尘暴根据能见度的不同分三个等级。
三、常规气象要素的观测
1次/s
0.1mm 60s 0.1mm 0.1℃ 1W/m2 1W/m2 1W/m2
1次/min
6次/min 6次/min 6次/min 6次/min
三、常规气象要素的观测
地面气象观测常规气象要素：
（一）目测项目：云、能见度、天气现象、地面状态（二）器测项目：气压、温度、湿度、降水、风向风速、雪深和雪压、蒸发、日照、冻土、地温、电线积冰、草（雪）温
安装在观测场南边。在暗筒内安装一张涂刷了感光和显影药水的日照自记纸，当太阳光线从小孔进入暗筒，在日照纸上感光显影，就可以计算出当日的太阳照射的实际时间。
利用太阳经玻璃球聚焦后烧灼日照纸(卡片)留下的焦痕，来记录日照时数的。我国高纬度地区使用这种仪器。
直接辐射表观测日照时数：世界气象组织把太阳直接辐照度S≥120W·m-2 定为日照阈值(算为有日照 )。直射表每日自动跟踪太阳输出的信号，自动测量系统把S≥120W·m-2的时间累加起来，作为每小时的日照时数与每天日照时数，通过采集器采集传输到计算机。

地面气象观测业务管理及管理知识讲座(PPT 98页)

除必建的小路外，观测场外四周1m范围内应与观测场内下垫面一致，不得用水泥或沥清等进行硬化。
降水较多的地区，四周可修建排水沟，以尽可能减少强降水时造成观测场内积水。排水沟的宽度约为30-50cm，深度约为20-30cm。南方蛇多的地区，可在排水沟上修建锯齿状的不锈钢条，以防蛇进入观测场对观测员侵害（此方法也可防止其它动物进入观测场）。
铅笔硬度要统一铅笔笔尖粗细应一致数码字大小应一致自记纸填写内容和填写格式应统一
二、人工观测要点
（四）记录整理和填写
2.自记纸整理
自记纸的换上、换下时间应填写在开始或终止记录端的上角；
填写初、复算人姓名；在自记迹线空白处的02、08、14、20时填写各定时的自记
值、实测值和订正值，格式（以08时换纸为例）如下：
一、地面气象观测场、室要求
（二）观测场建设（4） 1.场地
年平均雷暴日大于（含）30天的台站应尽可能在观测场外设置独立避雷针，使观测场仪器设备在直击雷防护区内，具体安装应符合GB 50057-1994 《建筑物防雷设计规范》和《地面气象观测规范》的要求。
应在观测场附近平坦、开阔的地方设置积雪专用观测地段面积应能满足《地面气象观测规范》中积雪观测的要求。
一般只在围栏立柱处建设基座，基座要保证围栏安装的牢固。为了对观测场地的标识，可在观测场四周建设完整的基座，其高度以15-20cm 为宜。
围栏的门应开在北边的中心位置，因条件限制，也可开在北边、东边或西边，开门位置应以接近观测场内小路为宜。围栏的门要设置门锁。
一、地面气象观测场、室要求
（二）观测场建设（10） 4.地沟与小路
一、地面气象观测场、室要求
（五）气压室要求
应单独设立气压室，并与值班室应在同一楼层，面积不应小于3平方米，可从值班室内隔出，要求采光良好、无太阳直射，通气、无大的空气流动（不应在火炉、门窗旁）。

地温观测大气科学基础培训班课件

形木架支住。
为便于正确安装地温表和日后检查深度变化，在安装前用米尺和量角器量准地温表埋置的深度部位，并在表身的相应处做一红漆标记，安装后的土面应与记号平齐。
四、地面和曲管地温表的观测地段和仪器维护
① 裸地表土应保持疏松、平整、无草，雨后造成地表板结时，应及时将表土耙松。
② 必须经常注意地面三支温度表感应部分的安装状态，切实做到一半埋入土中(球部与土壤须密贴)，一半露出地面。露出地面部分要保持干净，及时擦试掉沾附在上面的雨、露、霜、尘土等。每天20时观测后和大风、雷雨天气过后，应认真检查一次，保证安装正常。每月检查一次曲管温度表的安装状况。安装深度、角度超过允许误差时，应立即纠正。
⑤ 在可能降雹之前，为防止损坏地面温度表和曲管地温表，应罩上防雹网罩，雹停后立即取掉。
⑥ 冬季，为防止潮湿土壤冻结时冻住和损坏地面三支温度表，可事先用等量的凡士林和机油的混合物，涂抹表身贴地的一面；但在调整温度表时，注意勿使表从手中滑脱。
五、深层地温的的观测
直管地温表的组成结构：40、80、
在冬季，当有降雪但未能淹没草层时，继续进行草温观测。当积雪淹没草温传感器时，将传感器置于原来位置的雪面上，这时测量雪面温度，并在观测簿备注栏内注明起止日期。积雪融化后，继续观测草温。
观测场无草层的台站，仍按上述方法观测。
维护：当草株高度超过10cm时，应修剪
草层高度。观测雪温期间，应经常巡视雪温传感器，
为了保护地段的草层和有积雪时的积雪层，在地温表北面约30cm处，应设置一个木制观测台架。架宽30cm，长度按观测方便而定，高度与地温表外管露出地面的高度相同。(无积雪或积雪不深的地方，台架高度可适当放低)。
观测和记录：40cm地温表于每日2、8、14、20时观

地面气象观测技术

VS
观测数据的网络化
随着互联网技术的不断发展，观测数据的传输和处理也逐渐实现了网络化。数据采集、传输、存储和分析的自动化，大大提高了观测的时效性和准确性。
地面气象观测技术面临的挑战及解决方案
观测设备的维护和管理
随着观测设备的不断升级和引入，如何维护和管理这些设备成为了一个重要的问题。需要加强设备的日常维护和定期检查，确保设备的正常运行。
近代地面气象观测
随着工业革命和科学技术的发展，地面气象观测技术逐渐形成和完善。 19世纪中叶，西方国家开始建立气象观测网，进行定时、定点的气象观测。
现代地面气象观测
随着计算机、卫星通信等技术的发展，地面气象观测技术进入现代化阶段。现代气象观测系统具有高度自动化、高精度、高频率的特点，可以提供更加全面、准确的气象数据。
要点一
总结词
要点二
详细描述
大气成分观测站网络建设是地面气象观测技术中的重要方面，对于了解大气污染物的种类和浓度分布具有重要意义。
大气成分观测站网络建设通常由多个观测站点组成，能够实现对二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等大气污染物的观测。通过建立大气成分观测站网络，可以全面了解大气污染物的种类和浓度分布，为制定环境保护政策和措施提供科学依据。
案例四
总结词
气象大数据在智慧城市中的应用与实践是地面气象观测技术的创新应用，能够为城市规划和管理提供科学依据。
详细描述
智慧城市是指通过物联网、大数据、云计算等技术手段，实现城市管理和服务的智能化和高效化。在智慧城市建设中，气象大数据发挥着重要作用。通过分析气象大数据，可以了解城市的气候特点和变化规律，为城市规划和管理提供科学依据。例如，在城市交通管理中，可以根据气象条件预测交通状况，合理规划交通线路和调度车辆；在城市环境管理中，可以根据气象条件预测空气质量和污染物扩散情况，制定相应的环境保护措施。

《气象科普小讲堂》课件

风和风力等级
01
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风的概念
风是空气流动的现象，是由气压差异造成的。
风力等级划分
根据风速大小，可以将风划分为不同的等级，如0级、1级
、2级等。
风的影响
风对人类生活和自然环境都有重要影响，可以提供能源、调
节气候等。
风向和风速的观测
观测风向和风速是气象观测的基本内容之一，对于天气预报
和气候分析非常重要。
天气现象解析
降水现象
降水现象
降水是天气现象中最常见的，包括雨、雪、冰雹等。
降水形成
降水是由水汽凝结而成的，在云层中水汽凝结成水滴或冰晶，当达到一定重量时，就会降落到地面。
降水类型
根据不同的气象条件，降水可以分为对流雨、锋面雨、地形雨等不同类型。
降水的影响
降水对人类生活和农业生产都有重要影响，过多或过少的降水都会给人们带来不利影响。
雾的形成与特点
雾是由地面附近的水汽凝结而成的，通常在早晨或夜晚出现，对交通有一定影响。
露的形成与特点
露是近地面空气中的水汽在地面或植物表面凝结而成的，通常在清晨出现。
霜的形成与特点
霜是地面或植物表面的水汽凝华而成的，通常在秋冬季节出现，对农作物有一定影响。
雪的形成与特点
雪是大气中的水汽凝结而成的固态降水，通常在冬季出现，对交通运输和农业生产都有重要影响。
气象数据解读
总结词
气象数据解读是通过对观测数据的分析，了解天气系统的演变和气候变化的过程。
详细描述
气象数据解读需要对大量的观测数据进行处理和分析，通过绘制图表、制作预报模型等方式，了解天气系统的演变和气候变化的过程。这些数据对于预测天气、制定农业政策、规划城市发展等方面具有重要意义。

地面气象观测(详细学习)

地面气象观测[详细学习]提到“地面气象观测”，人们一般会想到四四方方的气象观测场，洁白的百叶箱、温度计、风向标等，并把这些理解为地面的观测。

不过这样理解并不全面，因为天上的云、大气中的声、光、电等天气现象，也都属于地面气象观测的范围。

所以地面气象观测的定义应为：利用气象仪器和目力，对靠近地面的大气层的气象要素值，以及对自由大气中的一些现象进行观测。

地面气象观测的内容很多，包括气温、气压、空气湿度、风向风速、云、能见度、天气现象、降水、蒸发、日照、雪深、地温、冻土、电线结冻等。

在大气馆中我们会向气象爱好者介绍一些基本的观测项目。

地面气象观测的许多项目都是通过固定在观测场内的各种仪器进行的，所以气象站的站址和观测场地的选择以及维护，仪器的安装是否正确，都对资料的代表性、准确性和比较性有极大的影响。

一般说来，气象台站的地址应选在能代表其周围大部分地区天气、气候特点的地方，并且尽量避免小范围和局部环境的影响，同时应当选在当地最多风向的上风方，不要选在山谷、洼地、陡坡、绝壁上。

观测场要求四周平坦空旷并能代表周围的地形，观测场附近不应有任何物体。

孤立、不高的个别障碍物离观测场的距离，至少要在障碍物高度的三倍以上；宽大、密集、成片的障碍物，距离要在障碍物高度的十倍以上。

观测场周围十米范围内不能种植高杆作物，以保证气流畅通。

气象台站的房屋一般应建在观测场的北面。

另外，一个气象台站建成之后，要长期稳定，不要轻易搬家，因为轻易搬家不仅会影响观测资料的连续性，影响使用，还会造成很大浪费。

观测场内仪器安装的原则可以用以下二十四个字表示：保持距离，互不影响；北高南低，东西成行；靠近小路，便于观测。

地面气象观测分为定时观测和不定时观测两类。

定时观测是气象台站的基本观测，主要目的是为天气预报提供依据，积累资料，了解一个地方的气候变化规律，为经济建设服务。

一般地说，一天内观测次数越多，越能反映一个地方气象要素的变化。

但为了节约人力、物力，可以在一天中选择适当的有代表性的时间来进行。