地面气象观测中云能天的集体观测

地面“云能天”自动化观测进展
杨金龙;宋赫;李华峰;刘金昀
【期刊名称】《农业灾害研究》
【年(卷),期】2024(14)2
【摘要】介绍了地面“云能天”自动化观测技术特点及优势,如观测全天候、高时空分辨率、自动化操作,分析了地面“云能天”自动化观测在观测精度、观测范围、数据处理和传输方面的进展。

【总页数】3页(P206-208)
【作者】杨金龙;宋赫;李华峰;刘金昀
【作者单位】白城市气象局
【正文语种】中文
【中图分类】P412.1
【相关文献】
1.地面气象观测中云能天的集体观测
2.观云测天巾帼不让须眉——福建省气象台
观测科地面组女职工创建“巾帼文明岗”侧记3.观测自动化形势下地面气象观测
工作研究4.地面“云能天”自动化观测进展5.地面观测自动化及标准化对县级综
合气象观测带来的变化
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大气探测学复习题1、大气探测按照探测方法分：目测〔云、能、天〕、直接探测〔探测仪器与被测大气直接接触，如玻璃液体温度表测量气温的方法。

目前直接探测正向遥测方向发展，如自动站的温度传感器〕和遥感〔又称间接探测，指仪器与被测大气不直接接触进行的探测，分为主动遥感和被动遥感〕三种。

2、大气探测按照探测范围分：地面气象观测和高空气象探测两种。

按照探测平台分：地基探测、空基探测和天基探测。

按照探测时间分：定时观测和不定时观测。

WMO又把定时观测分为基本天气观测和辅助天气观测，两者均参与全球气象资料的交换。

3、一个比较完整的现代化大气探测系统，包括探测平台〔基础〕、探测仪器〔核心〕、通讯系统〔纽带〕、资料处理系统〔不可或缺〕。

4、大气探测学主要研究内容：研究大气探测系统的建立原则和方法，以便获得有代表性的全球三维空间分布的气象资料；制定大气探测技术标准来统一各种观测技术和方法，使其标准化，确保气象资料具有可比较性；研制探测仪器标准计量设备，制定计量校准方法，确保测量结果的准确性。

5、传感器或测量系统的校准是确定测量数据有效性的第一步。

校准是一组操作，是指在特定条件下，建立测量仪器或测量系统的指示值雨相应的被测量〔即需要测量的量〕的已知值之间的关系。

主要确定传感器或测量系统的偏差或平均偏差、随机误差、是否存在任何阈值或非线性响应区域、分辨率和滞差。

6、校准结果有时可以用一个校准系数或一序列校准系数表示，也可以采用校准表或校准曲线表示。

7、随机误差是不可重复的，也是不可消除的，但是它能够通过在校准时采用足够次数的重复测量和统计方法加以确定。

8、根据国际标准化组织〔ISO〕的定义，标准器可分基准、二级标准、国际标准、国家标准、工作标准、传递标准、移运式标准等。

基准设置在重要的国际机构或国家机构中。

二级标准通常设置在主要的校准实验室中。

工作标准通常是经过用二级标准校准的实验室仪器。

工作标准可以再野外场地作为传递标准使用。

浅谈地面气象观测工作中存在的问题及对策摘要：地面气象观测工作是气象服务于工农业的基础业务，提高气象观测数据的有效性、准确性，都对气象事业有很大影响。

本文从地面气象观测过程中易出现的仪器设备问题入手，提出其对策，并从实际工作中会遇见的诸多问题进行深入探讨，以实例为例，提出解决办法。

关键词：地面气象观测；气象观测仪器；极值；正点值；辐射中图分类号：p412.1 文献标识码：a 对于地面气象观测工作，其目的在于获取具有代表性、比较性及准确性的各项气象数据。

在我国现阶段的地面气象观测过程中，气象数据的获取主要通过目测及仪器测定两种途径。

在实际操作过程中，诸如气象测仪器的质量、气象技术的应用等，都从很多方面影响气象数据的准确性。

本文将从地面气象观测工作中的主要问题进行探讨。

1 地面气象观测仪器存在的问题及对策1.1地面气象观测仪器存在的问题1.1.1自记忆器的稳定性能自记忆器一般包括温度计、湿度计及气压计，温度计示值比较难调整，自记值与实测值之间往往会存在1℃～2℃的差值；湿度计存在毛发脱钩的现象；气压计也存在差值，当气压示值与实测值相差过大时，很难进行调整，当其二者之间相差值达到2hpa时，天气差值可达到3hpa上下。

1.1.2雨量器以及日照纸新式雨量器要比旧式的高出2cm左右；日照纸在部分正面与反面刻度都很清晰，在涂药时，容易弄错，进而给换纸增加难度，导致日照缺测，同时，由于未除掉洞孔，也会造成记录缺测。

1.1.3水银气压表水银气压表由于水银柱凸面不明显，给观测者带来困难；在水银槽玻璃罩上，有水银氧化物，在观测时候，很难看清象牙针尖是否与水银面相连接。

1.2仪器设备的对策1.2.1对仪器装备的质量进行严格把关，同时，监督督促观测员以《地面气象观测规范》为准则，进行安装、检测以及维护。

1.2.2工作人员必须严格遵守仪器设备维护制度，保证所有仪器正常运转：对于观测仪器，每天要小清洁一次，每个月必须全面彻底清洁并检查维护；对所有的仪器操作，严格按照仪器的操作规则使用，并及时排除故障；对自记仪器，要尤其注意对感应部位进行清洁，调整自计笔尖与笔位的压力；对于水银气压表，必须定期清洁水银面，注意玻璃罩上的氧化物。

浅谈气象卫星云图在地面气象观测中的运用摘要：地面气象观测作为气象工作的基础部分，主要由观测人员通过目测或者利用各种地面的仪器，对大气的状态进行连续性、系统性的观察。

通过应用卫星云图产品，运用先进的识别方法，更好的提高观测精确性，减少误差。

关键词：地面气象观测；气象卫星云图；运用。

气象卫星的观测是气象工作的基础，气象观测的主要内容是地面的气象观测，它主要通过观测人员在地面用用仪器或者目测对大气状态进行系统的连续的观察及测定。

一、气象卫星云图的识别方法卫星云图是指气象卫星仪器对于云层中的敏感通道的探测数据进行处理加工和进行种种的投影变换以后获得的图像信息产品。

卫星云图分为两种：可见光云图和红外云图。

红外云图是指通过温度的感知而形成的云图，物体的温度决定了它的色调，一般情况下，云层顶部高度越高，则温度越低，因此云的色调越白，所以红外云图上对中、高云层的表现比较明显；可见光云图是卫星上辐射探测仪可见光谱段进行测量地面、云面对太阳辐射的反射，经过转换得到，物体反射太阳的辐射决定了色调的大小，因为低云系统很强，所以，可见光云图中低云很明显。

卫星云图可以识别出各种云层形状特点。

（1）积雨云：积雨云非常容易辨识，它是单对流体，是几个雷暴单体的集合，并且云顶很光滑；积雨云的尺寸差别不大，小的有几十公里，大的几百公里，在卫星云图显示出圆浑状的云块；不管是在可见光云图还是在红外云图上，积雨云呈现的色调是最白的，在增强型的红外云图上，可以看出明显的回波核，因为此处的对流强度最大。

（2）冷锋天气系统：冷锋天气系统是很长的云层带。

（3）卷云：卷云是丝条状或大片层状的云层，因为它的温度比其他的云都低，在红外云图上表现为白色，和地表、中低层之间形成明显的反差，所以卷云在红外云图上是最清楚和最容易辨识的一种云层。

（4）中云：中云在卫星云图的形状是一大片，范围是2~20万Km，它的开头形状是涡旋、带状、线状和逗点状。

（5）积云、浓积云：卫星云图上的积云和浓积云都是积云群，经常表现为云带、云线和细胞状的结构；纹理多为皱纹、很多起伏及不均匀；层云和雾在可见光云图上表现为大片的光滑均匀的云层，色调为白色或灰色。

地面气象观测新进业务人员测试题一、名词解释（共10分，每题2.5分）1、准确性2、能见度3、相对湿度4、气象探测环境二、填空题（共30分，每空1分）1、《地面气象自动观测规范》中，地面气象常规观测任务包括数据采集、、数据存储、数据传输、、技术保障和观测产品加工。

2、地面气象观测中，辐射和日照以为日界，其余观测项目均以为日界。

3、观测场四周一般应设置约高的稀疏围栏。

场地应平整，保持有均匀草层（不长草的地区例外），草高不能超过。

观测场防雷系统接地电阻应≤Ω。

4、气压传感器安装高度为距地高度，允许误差。

5、迁移国家级地面气象观测站，须在新址和旧址之间进行至少的对比观测。

6、小时最小能见度是指小时内的最小值。

7、《地面气象自动观测规范》中规定，降水现象起止时间，凡两段出现的时间间歇在或以内时，应作为一次记载。

8、气压是作用在单位面积上的，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的。

9、相对湿度以百分数（%）表示，取整数。

水汽压以为单位，取一位小数。

露点温度以为单位，取一位小数。

10、日照时数是指在一给定时段内太阳直接辐照度大于或等于的各分段时间总和。

11、地面温度和浅层地温传感器的安装场地位于观测场侧，为cm（南北向）×cm（东西向）疏松平整的裸地。

12、草面（雪面）温度传感器安装在地面温度和浅层地温场西侧cm处，草地面积约1m2。

传感器安装在距地cm高度处，并与地面大致平行。

13、质量控制后的数据应进行质量标识，质量标识用质量控制码标识，质量控制码0表示，质量控制码1表示，质量控制码8表示。

14、上年度终霜日为2016年2月3日，半年度初霜日为2016年12月25日，则2016年无霜期为天。

15、《全面地面气象观测自动化改革业务运行方案》：省局自定观测项目的观测方式原则上由省（区、市）气象局自行确定，其中电线积冰、、和4项目前可采用台站人工观测。

三、多选题（共20分，每题2分）1、在选择地面气象观测站址的时候，其基本要求包括（）等。

评估中心近期结合当前实行修订版大气导则过程中出现的一些常见问题，按照环评工作程序及导则条款，编写了有关大气导则的条款说明及实行说明。

经评估中心授权，环评爱好者论坛全文转载发布如下：《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2023)条款说明与实行问答说明：以下条款说明与实行问答仅对《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2023）中各条款的实践与案例应用提供参考性意见，标准最终解释权归环境保护部。

未经许可，请勿转载。

环境保护部环境工程评估中心2023年6月一、规范性引用文献及术语和定义二、评价等级与评价范围三、污染源调查与分析四、环境空气质量现状调查与评价五、气象观测资料调查六、大气环境影响预测与评价七、大气环境防护距离八、大气环境影响评价结论与建议九、附录A: 推荐模式清单十、附录B: 估算模式一、规范性引用文献及术语和定义问题1：规范性引用文献中涉及TJ36-79 工业公司卫生标准，但工业公司设计卫生标准在2023年发布了GBZ1-2023和GB Z2-2023，TJ36-79是否还应当参照执行？GBZ1-2023及GB Z2-2023并未完全替代TJ36-79，TJ36-79中关于“居住区大气中有害物质的最高允许浓度”的标准值仍然有效。

对于TJ36-79中规定的有害物质浓度标准，如其中污染因子后续有新的国家标准发布，则按新发布的国家标准执行。

问题2：假如评价项目涉及有多个不同高度的排气筒，部分排气筒比周边地形高，部分排气筒比周边地形低，如何拟定区域地形为简朴地形还是复杂地形？在模拟计算时，建议均输入地形参数，让模式判断是简朴地形还是复杂地形，以便在计算时做地形修正。

判断在复杂地形条件下模式要使用高空气象数据时，以评价项目重要污染源的高度为主，作为判断评价范围是否是复杂地形。

二、评价等级与评价范围问题1：核算项目评价等级和评价范围时，是否需要考虑项目的面源？核算项目评价等级与评价范围，需要考虑项目建成后正常排放的所有面源的影响。

南京信息工程大学试卷2011 － 2012 学年第二学期大气探测学课程试卷( A 卷)本试卷共 1 页；考试时间 120 分钟；任课教师；出卷时间 2012 年 06 月系专业班学号姓名得分一、单项选择（每个1.5分，共30分）1.我国地面气象观测规范中，按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为________。

A：三族，九属，二十类 B ：三族，十属，二十九类C：四族，十属，二十九类 D ：四族，十属，二十类2、使用最低温度表测量最低温度时，读数时读。

A. 游标远离球部的一端B. 游标靠近球部的一端C. 液柱的长度3.下列哪种视程障碍现象出现的能见度范围与其它不同_____。

A：雾B：雪暴C：沙尘暴D：霾4.云空云量为Ac tra 4成、Cu cong 2成、Fc 1成。

则云量记为________。

A：10/3 B：7/2 C：7/3 D： 7/15.低而均匀的云层，云底很低，象雾，但不接地，常笼罩山顶或较高的建筑，昼间呈灰色或灰白色，夜间地面有灯光照映或有积雪反光时，多呈白色或淡红色，无灯光照映，呈黑色。

具有这样特征的云指的是________。

A：层云B：层积云C：高层云D：卷层云6.气象上常用的液体气压表是水银气压表，下列有关水银的特点，哪个选项是错误的________。

A：水银的密度比较大B：水银蒸气压很大C：水银不沾湿玻璃D：水银的性能很稳定7.定槽式水银气压表表身刻度要比动槽式短一些，在我国1mmHg的实际长度只有_____。

A：0.96mm B：0.97mmC：0.98mm D：0.99mm8.风定时观测时，记录的风速是________分钟的平均风速，取整数。

A ：10 B：5 C：3 D：29．（）是测量高空温压湿的最主要的方法A：探空气球携带无线电探空仪升空B：气象卫星装载的各种遥感仪器反演温湿风C：由地基遥感设备进行高空间和时间密度的探测D：机载仪器测量10.自动站中使用的气压传感器测量出来的值是______。

气象观测形势下观测员所具有的综合观测能力摘要：地面气象观测自动化给观测工作带来质的变化，气象观测可以避免气象要素观测数据以往人工观测主观性带来的误差，提高其精准度和连续性，增强其客观性，对提高天气预报准确性、为重大事件提供气象保障等方面提供更可靠的依据。

对于全国的地面观测员来说，地面气象观测业务改革是一次挑战和机遇，应该努力学习业务知识，提高业务技能以适应我国的地面气象改革发展，对存在的问题及发展方向阐述了个人意见。

关键词：气象观测；观测员；工作能力；思考建议中图分类号：p412.1 文献标识码：a1 仪器维护及故障判断能力1.1 熟悉并掌握自动气象站各种传感器及采集器的常见故障及处理方法在日常的业务工作中，根据故障出现的时间分为可预见性故障和不可预见性故障。

可预见性故障是指观测员可以预知自动站将会出现不能正常采集造成数据缺测的的情况。

这时观测员可及时利用现有的人工观测仪器进行人工补测，用经过订正后的数据代替该时次的自动站缺测数据，以保证数据序列的完整性。

例如自动站每两年一次的标校到检传感器的更换等情况就属于此类可预见性故障。

不可预见性故障是指观测员在自动站出现故障的一段时间内，由于未能及时判断传感器已经出现故障而导致数据异常所造成的数据缺测的情况。

例如某一风向方位块损坏造成多个风向长时间缺测、某一温度传感器接触不良造成的数据一段时间内的不能正常感应等情况属于此类不可预见性故障。

1.2 具备较强的仪器维护能力观测员除了具备仪器原理及业务知识，巡视仪器时认真仔细，发现故障能进行准确判断的能力，还需要具备一定的动手维护维修能力。

如果能够自己及时动手维修，不必等待上级部门派人下来进行维修，就不会造成更长时间数据缺测，从而使数据缺测率最小化。

2 数据的质量控制能力2.1 校对更正z文件如果发现过去时次自动气象站数据有错误时，或者夏季有滞后降水量等需要更正数据时，也应及时通过“正点地面观测数据维护”功能，对错误数据进行“质控与数据保存”并上传该数据文件，以更正已上传的错误数据，避免影响以后时次数据的计算、累计等数据统计，并打印存档。

ICS N备案号：QX地面气象观测规范第17部分：自动气象观测系统Specifications for Surface Meteorological Observation Part17:Automatic Meteorological Observing System（草案稿）中国气象局 发布目次前言................................................................................. II 引言................................................................................ III1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 结构及工作原理 (2)4.1体系结构 (2)4.2工作原理 (2)4.3主要功能 (3)5 硬件 (3)5.1传感器 (3)5.2数据采集器 (3)5.3电源 (4)5.4通信接口 (4)5.5外围设备 (4)6 系统软件 (4)6.1采集软件 (4)6.2业务软件 (4)7 采样和算法 (4)7.1采样 (5)7.2算法 (5)8 安装 (5)8.1基本要求 (5)8.2传感器的安装 (6)8.3电缆的安装与连接 (6)8.4采集器、电源、计算机与打印机等的安装 (6)8.5避雷装置 (6)8.6软件安装 (6)9 日常工作 (6)10 维护 (6)图1 自动气象观测系统结构图 (2)表1 每小时正点观测数据 (3)前言QX/TXXXX—2005《地面气象观测规范》分为二十二个部分：——第1部分：总则——第2部分：云——第3部分：能见度——第4部分：天气现象——第5部分：气压——第6部分：空气温度和湿度——第7部分：风向和风速——第8部分：降水——第9部分：雪深与雪压——第10部分：蒸发——第11部分：辐射——第12部分：日照——第13部分：地温——第14部分：冻土——第15部分：电线积冰——第16部分：地面状态——第17部分：自动气象观测系统——第18部分：月报表处理和编制——第19部分：辐射报表处理和编制——第20部分：年报表处理和编制——第21部分：缺测记录的处理和不完整记录的统计——第22部分：观测记录质量控制本部分为QX/TXXXX—2005的第17部分。

浅谈云能天的人工观测（西藏那曲地区班戈县气象局\西藏那曲地区气象局\西藏那曲地区气象局西藏那曲852000）摘要：目前我区地面气象观测基本上实现了自动化，但云、能见度和天气现象（以下简称云能天）仍以人工观测为主，观测员对云能天的主观判断起决定因素，需要观测员熟悉云能天的定义，掌握科学的观测方法，并结合当地云能天的特点等方面进行观测记录，增强对云能天人工观测的科学性和准确性，提高云能天的观测质量，为科学研究和气象服务积累可信度高的资料。

关键词：地面气象观测天气现象能见度质量引言云的形成和演变，是大气中错综复杂的物理过程的具体表现之一，而大气中这种物理过程的变化又常伴有各种天气现象。

能见度是大气透明度的一种表示，也是气团特性的要素之一，即大气的光学状态。

云能天是人可以直接感知的，同时也是台站预报的重要内容。

云能天对航空飞行也有着直接影响，云能天的准确观测为保障飞行安全起着不可低估的作用。

因此当前加强对云能天的观测仍具有很重要的实际意义。

本文就云能天观测中的体会作一些总结。

1．云的观测中注意的问题1.1 在观测中要将云的形态学分类和物理学分类结合起来地面气象观测规范中云的定义：云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大雨滴、冰粒和雪晶。

其底部不接触地面。

在实际观测工作中，按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为三族，十属，二十九类，即按云的形态学分类进行观测记录，但是单纯地按这种分类观测，在实际观测中碰到相似的云容易发生误记。

因此要准确科学地观测云，在加强对云的连续观测的同时，还要从云的发生发展的物理过程和大气环流背景来综合判断，这样将能更好地掌握形成云的物理原因与其形态的关系，并进行科学的观测。

1.1.1 对流形成的云这类云主要是积云（碎积云、淡积云、浓积云）和积雨云。

这类云在高原上一年四季常出现，但以夏季为最多，并且发展的比较典型。

在对流层中部，因空中风速风向随着高度变化比较剧烈或因气层不稳定，引起对流而生成一些不太厚的云块为絮状高积云，这种云的出现表明它所在的高度大气层结不是很稳定。

《地面气象观测规范》试题及答案1、地面气象观测获取的资料必须具有代表性、准确性、比较性。

2、观测程序的具体安排，台站可根据观测项目的多少和观测时的天气状况确定，但气压观测时间应尽量接近正点，全站的观测程序必须统一，并且尽量少变动3、值班员每天19时正点检查屏幕显示的采集器时钟，当与电台报时的北京时相差大于30 秒时，在正点后按自动气象站操作手册规定的操作方法调整采集器的内部时钟。

4、场地应平整，保持有均匀草层（不长草的地区例外），草高不能超过20厘米。

对草层的养护，不能对观测记录造成影响。

场内不准种植作物。

5、为保持观测场地自然状态，场内铺设0.3-0.5米宽的小路（不用沥青铺面），只准在小路上行走。

有积雪时，除小路上的积雪可以清除外，应保护场地积雪的自然状态。

6、各仪器设施东西排列成行，南北布设成列，相互间东西间隔不小于4米，南北间隔不小于3米，仪器距观测场边缘护栏不小于3米。

7、为取得全年完整的观测资料，在旧站址的观测记录应持续到12月31日，新站址的正式观测记录应从1月1日开始。

8、凡新旧两地水平距离超过2000米、或海拔高度差在100米以上、或地形环境有明显差异者，迁站时须在新旧站址同时进行对比观测。

9、对比观测项目为：气温（包括最高、最低）、湿度、风向、风速、深层地温（无深层地温观测任务的站不需进行）。

10、当人工观测改为自动观测或换用不同技术特性的仪器进行观测时，为了解取得的资料序列的非均一性，必须进行平行观测。

当人工观测改为自动观测时，平行观测期限至少为2年。

当换用不同技术特性的仪器时，平行观测期限至少不得少于3个月。

11、按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为三族，十属，二十九类。

12、积雨云常产生雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）旛下垂。

有时产生飑或降冰雹。

云底偶有龙卷产生。

13、层积云除直接生成外，也可由高积云、层云、雨层云演变而来，或由积云、积雨云扩展或平衍而成。

14、层云除直接生成外，也可由雾层缓慢抬升或由层积云演变而来。

中国农业大学农业气象学农业气象2008复习题农业气象学复习题一、填空1.大气组分中，对农业生产影响较大的成份是 HO 、 CO、 N 和 O 。

22222.对流层的主要特点是：气温随高度的增加而减小、有强烈的空气垂直对流运动、气象要素水平分布不均匀。

3.到达地面的太阳辐射中，对植物光合作用有效的辐射称为光合有效辐射，英文缩写为 PAR ，大约占太阳总辐射量 50%。

其中，光合作用最强的波段是 0.6～0.7μm ，次强的波段是 0.4～0.5μm 。

4、到达地面的太阳辐射包括直接辐射和散射辐射，其99％属于短波辐射。

地球辐射包括地面辐射和大气辐射，它们属长波辐射。

5、红外测温仪的测温原理是普朗克第二定律和大气天窗，选择的辐射波段为 8～12μm。

6、某麦地土壤的热扩散系数K＝0.74×10-62m/s，其年恒温层为8.2 m，计算式为,62，0.74，10，365，24，36002，KZ,3D,3，,3，,8.2(m)。

,2，,7、植物叶片内的水分输送到大气中遇到的阻抗有：叶肉阻抗、气孔阻抗、边界层阻抗和大气阻抗。

8、北京地形为北高南低，当大范围水平气压场较弱时，白天风向为南风转北风，晚上为北风转南风。

9、北半球，反气旋控制的地区天气特点是：晴朗少云，其形成原因是：空气下沉增温，空气相对湿度下降。

气旋控制地区的天气特点是：多云阴雨，其形成原因是：空气上升冷却，降温凝结，产生云或雨。

10.锋面天气特征是：常会伴随着如大风、阴天、下雨、气温发生剧烈变化等天气现象，其产生原因是冷暖空气相遇时，暖空气向冷空气上面爬升，绝热降温，而产生凝结。

11. 空气与外界交换热量的方式有以下几种：辐射、分子传导、对流、湍流、平流和蒸发凝结的潜热交换。

12.露和霜的区别主要是：露点温度不同，露的td>0,霜的td<0。

凝结方式不同，露为凝结，霜为凝华。

形态不同，露为液态霜为固态。

13、光照时间是与的总和。