展開一張空白天氣圖,可以看到在以自然地理為背景的地圖上,印有許多小圓圈,象點(diǎn)點(diǎn)繁星,分布于地球表面。這些小圓圈,每一個(gè)都代表著一個(gè)氣象觀測站點(diǎn),全球約有一萬多個(gè),它們有統(tǒng)一的編號。這些站點(diǎn)一部分是天氣站,一部分是氣候站,事實(shí)上還有很大一部分站點(diǎn)在圖上沒表示出來,這些站也做類似的工作,統(tǒng)稱為氣象觀測站,它們是監(jiān)視天氣的哨兵。
氣象觀測站的觀測任務(wù)
天氣觀測站觀測的項(xiàng)目有氣壓、氣溫、濕度、云量、云狀、云高、風(fēng)速、風(fēng)向、最高最低氣溫、天氣現(xiàn)象、大氣現(xiàn)象、降水量和能見度等。各站按規(guī)范定時(shí)觀測,觀測后在限定的時(shí)間內(nèi)編碼發(fā)報(bào),供世界各地的氣象臺收集,用于繪制天氣圖表。觀測和發(fā)報(bào)次數(shù)根據(jù)任務(wù)要求而定,每1小時(shí)、2小時(shí),3小時(shí)不等。現(xiàn)在全世界參加國際氣象電報(bào)交換的天氣站約有2700個(gè)陸地點(diǎn),一律在世界時(shí)00,06,12,18時(shí)(即北京08,14,20,02時(shí))正點(diǎn)觀測,正點(diǎn)后3分鐘內(nèi)發(fā)出報(bào)告。
氣候觀測站一般沒有發(fā)報(bào)的任務(wù),觀測項(xiàng)目可簡可繁,次數(shù)可多可少,這些由任務(wù)而定,至少每天二次或三次。它們所取得的資料除及時(shí)用于當(dāng)?shù)胤?wù)外,主要是積累氣候資料。
實(shí)際上一個(gè)氣象站往往同時(shí)兼顧天氣站和氣候站雙重身份。個(gè)別專業(yè)氣候站還擔(dān)負(fù)特殊的發(fā)報(bào)任務(wù)。而大多數(shù)天氣站同時(shí)兼有氣候觀測的任務(wù)。許多天氣觀測項(xiàng)目同時(shí)也是氣候觀測項(xiàng)目,另外還進(jìn)行日照、日射、蒸發(fā)量、地面溫度、土壤溫度、積雪、凍土、初終霜、初終冰等項(xiàng)的氣候觀測。
除氣象系統(tǒng)外,一些部門根據(jù)需要也建立各自的氣象觀測系統(tǒng),觀測基本氣象要素,并且各有獨(dú)特的項(xiàng)目。這些站有的已納入國家氣象網(wǎng),有的與國家站互相協(xié)作。由于計(jì)算機(jī)的普遍使用,還可以聯(lián)機(jī)成網(wǎng),同一般觀測站一起組成一個(gè)復(fù)雜的測報(bào)系統(tǒng)。在國外,除國家設(shè)立氣象站以外,還有大量的氣象愛好者建立個(gè)人氣象站。在我國,有成千上萬的氣象哨和氣象組,配備的儀器簡單,有的觀測也不夠正規(guī),但也在一定程度上彌補(bǔ)了正規(guī)測站密度不夠的缺點(diǎn)。
在天氣圖上的站點(diǎn)中,有一部分測站還要執(zhí)行高空觀測的任務(wù),其中有的做氣球測風(fēng),有些做無線電探空觀測,觀測高空的溫度、氣壓和濕度;有的兼做二者。一般每天進(jìn)行2次,各在上下午七時(shí)開始。所測結(jié)果同地面天氣報(bào)一樣,及時(shí)傳送出去。這種高空探測站要求測點(diǎn)距離為500公里,按全球布點(diǎn)應(yīng)達(dá)2000個(gè)左右,現(xiàn)在才只有800個(gè)站。
雷達(dá)觀測及其他先進(jìn)技術(shù)觀測多裝配在較大的氣象臺上(不包括機(jī)載、船載雷達(dá)),做定時(shí)或臨時(shí)需要增加的觀測,一般是在必要時(shí)或固定季節(jié)才加密觀測。
在荒漠、高山等人煙稀少地區(qū),還有一些自動觀測發(fā)報(bào)站,所測得資料一般只供本地區(qū)或本國使用。
海上觀測點(diǎn)有兩種:一種是在固定船舶或在浮標(biāo)上進(jìn)行氣象觀測,項(xiàng)目較簡單。一種是航行中的船舶觀測,好象是一個(gè)活動的氣象站,在航途中定時(shí)觀測和發(fā)報(bào)。這些測報(bào)資料都參加天氣電報(bào)廣播或傳送。
地面上還設(shè)有專門的信息接收站,接收氣象衛(wèi)星、火箭、飛機(jī)所探測的氣象資料。衛(wèi)星接收站裝備比較復(fù)雜。
所有這些站點(diǎn)日日夜夜工作所取得的氣象資料,直接地或經(jīng)過加工后為全人類的生產(chǎn)、生活活動進(jìn)行持久不懈的服務(wù)。
氣象臺站的氣象觀測員都受過一定的專業(yè)訓(xùn)練,具有一定的科學(xué)技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn),能在復(fù)雜的天氣情況下,排除意外,完成任務(wù)。他們必須具有嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,自覺認(rèn)真地工作,按規(guī)范、制度辦事。觀測時(shí)間不能提前或延后,工作程序不能變動少許,觀測、記錄、發(fā)報(bào)等一切工序必須準(zhǔn)確及時(shí)。更難能可貴的是他們具有高尚的為科學(xué)事業(yè)獻(xiàn)身的精神,不論酷暑、嚴(yán)寒、狂風(fēng)、暴雨,都堅(jiān)持一絲不茍的工作。許多氣象員長期堅(jiān)守在高山、孤島、荒漠、絕地,遠(yuǎn)離親友,與世隔絕,默默地獻(xiàn)身于氣象科學(xué)事業(yè)。無論出現(xiàn)多么惡劣危險(xiǎn)的天氣,觀測員們都要堅(jiān)守崗位,有的巡行觀測場地,有的攀登觀測高臺,有的埋首熒光屏前、發(fā)報(bào)機(jī)旁做他們重復(fù)過不知多少次的工作。
通常人們認(rèn)為氣象臺是專門發(fā)布天氣預(yù)報(bào)的機(jī)構(gòu),實(shí)際上它的任務(wù)很繁重,發(fā)布天氣預(yù)報(bào)只是它的一項(xiàng)中心任務(wù)。
氣象臺站的分級建制與分工
各國的氣象臺都分為幾級包括中央臺、區(qū)域臺、省臺(州、縣臺,聯(lián)邦臺等)、地區(qū)臺和專業(yè)臺。各級臺都有它一定的監(jiān)管地域范圍和專門業(yè)務(wù)。
中央臺和區(qū)域臺往往是一個(gè)國家內(nèi)的氣象中心。它們的任務(wù)是收集、積累和傳送氣象觀測資料,制作天氣圖表,制作和發(fā)布天氣預(yù)報(bào)、警報(bào),開展科學(xué)研究和技術(shù)改進(jìn),進(jìn)行技術(shù)服務(wù),指導(dǎo)下級臺站的業(yè)務(wù)技術(shù)工作,對當(dāng)?shù)氐臍夂蚝痛髿赓|(zhì)量作出評價(jià)等,通過這些活動廣泛地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防事業(yè)、人民生活服務(wù)。其它各級氣象臺業(yè)務(wù)情況大致類似,只是范圍較小,內(nèi)容也簡繁不一。
氣象臺裝備有適應(yīng)業(yè)務(wù)需要的有線、無線通信設(shè)備,包括有線、無線收發(fā)報(bào)機(jī)、電傳打字機(jī)、圖象傳真收發(fā)機(jī)、電視圖象傳送設(shè)備、衛(wèi)星信息接收設(shè)備、短波無線電廣播設(shè)備、高頻無線電話收發(fā)系統(tǒng)、專線電路和撥號電話、以及管理通信、實(shí)現(xiàn)傳輸自動化和圖象傳真數(shù)字化的電子計(jì)算機(jī)。各級臺通過這些設(shè)備做如下工作:接收各種探測來源的實(shí)時(shí)氣象資料,和其他氣象機(jī)構(gòu)發(fā)出的加工資料和產(chǎn)品如天氣預(yù)報(bào)、氣象參數(shù)等;同時(shí)也通過這些設(shè)備向臺站或資料儲存單位檢索所需要的各種實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的氣象資料;向各級臺站發(fā)送各種資料;向國家廣播、新聞部門及用戶發(fā)送天氣預(yù)報(bào)、情報(bào)、警報(bào);隨時(shí)答復(fù)用戶的天氣咨詢。
根據(jù)業(yè)務(wù)的簡繁,各級氣象臺配備有從微型到巨型的電子計(jì)算機(jī),除通信業(yè)務(wù)外,承擔(dān)氣象資料的處理工作,包括計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、整理、編輯、填圖、分析、繪圖、顯象、復(fù)印、數(shù)據(jù)存儲、用以制作數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品等。現(xiàn)在國內(nèi)外些較先進(jìn)的氣象臺已借助計(jì)算機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了全部業(yè)務(wù)自動化。
在應(yīng)用氣象資料作出天氣預(yù)報(bào)的過程中,氣象臺要使用收到的或自己制作的大量天氣圖表。最普通的是地面天氣圖,圖的地理范圍大小不等,可以是局部區(qū)域的,也可以是半球或全球的。在圖上,每個(gè)站點(diǎn)上填繪發(fā)自該處的氣象電報(bào)記錄(約為十幾個(gè)到二十幾個(gè)氣象要素),這張圖內(nèi)某一時(shí)刻的天氣狀況便一覽無遺。大致在正點(diǎn)觀測時(shí)間后半小時(shí)至兩個(gè)多小時(shí),各地氣象臺就能掌握所需了解的情況了。一般氣象臺每天繪制四次較大范圍的圖,小范圍的圖則可多可少,隨季節(jié)和任務(wù)而增減,專業(yè)臺如航空臺和軍事臺繪制這類圖的次數(shù)較多。
氣象臺收集來的高空報(bào)主要用來繪制高空天氣圖,分層填繪高空氣溫、氣壓、濕度和風(fēng)的記錄。在高空圖上繪制等高線、等溫線、變溫變高線,分析出高壓、低壓、急流等系統(tǒng)。根據(jù)高壓資料繪制高空平均天氣圖,標(biāo)準(zhǔn)等壓面上的要素分析圖,物理量初值圖等。各級氣象臺繪制高空圖的層次、數(shù)量、種類也繁簡不一。
氣象臺根據(jù)所接收到的各種信息也繪制或復(fù)印出各種圖表,如衛(wèi)星云圖、雷達(dá)回波圖、要素剖面圖、單站高空風(fēng)分析圖、溫度對數(shù)壓力圖、等熵面圖、能量廓線圖等。除圖表的繪制分析外還有大量的計(jì)算工作。所有這些工作,小的氣象臺部分自己制作,部分從大臺接收。大臺自己制作的要向小臺發(fā)送。各級氣象臺所發(fā)出的各種時(shí)效和各種內(nèi)容的天氣預(yù)報(bào),都是根據(jù)這些圖表、資料作出的。
完成這樣復(fù)雜的業(yè)務(wù)工作,氣象臺配備有通信、電子、觀測、計(jì)算、預(yù)報(bào)等各類專業(yè)工程技術(shù)人員。其中預(yù)報(bào)人員是全部業(yè)務(wù)程序中最后一道工序的執(zhí)行者,也是業(yè)務(wù)工作效益的最終體現(xiàn)者。他們不但同其他專業(yè)人員一樣,需要有較高的業(yè)務(wù)技術(shù)水平,較強(qiáng)的責(zé)任心,更要有豐富的天氣實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。即使在將來預(yù)報(bào)方法高度數(shù)值化以后,成熟的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)仍將是良好預(yù)報(bào)質(zhì)量的保證,富有經(jīng)驗(yàn)的天氣預(yù)報(bào)員仍將是氣象臺工作的重要支柱。
密集的氣象臺站網(wǎng)
我國氣象臺站網(wǎng)以國家氣象中心(中央氣象臺)為中心,下面有六個(gè)大區(qū)中心氣象臺、即沈陽、上海、武漢、成都、蘭州、廣州中心氣象臺。中心氣象臺是國內(nèi)天氣預(yù)報(bào)、氣象通信等業(yè)務(wù)和服務(wù)的區(qū)域中心,負(fù)責(zé)本大區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)的技術(shù)指導(dǎo),同時(shí)承擔(dān)所在省、市氣象臺的任務(wù)。各省、市、自治區(qū)政府所在地,各設(shè)有省級氣象臺,負(fù)責(zé)本行政區(qū)范圍內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)和警報(bào)、資料的加工分析和整編、氣象情報(bào)服務(wù)、情報(bào)傳輸和對下級臺站的指導(dǎo)工作。省以下各市、地、州、盟設(shè)地區(qū)級氣象臺。以上三級氣象臺組成我國以天氣預(yù)報(bào)為主的全面氣象服務(wù)網(wǎng)的莖干。
在地區(qū)級氣象臺以下,基本上縣縣有站,執(zhí)行各種觀測任務(wù)。我國的氣象站與國外不同,不是作單純的測報(bào)工作,它們同時(shí)以氣象臺的預(yù)報(bào)為指導(dǎo),在當(dāng)?shù)匕l(fā)布補(bǔ)充天氣預(yù)報(bào),并進(jìn)行大量的農(nóng)業(yè)氣象、專業(yè)氣象、氣候資料服務(wù)工作。
通過這些臺站,組成了氣候、天氣、高空氣象、航空天氣、農(nóng)業(yè)氣象、太陽輻射、天氣雷達(dá)、衛(wèi)星氣象八類專業(yè)探測網(wǎng)。
氣候站網(wǎng),站間距離一般在50公里左右;國家基本站有720個(gè),連同一般站和輔助氣候站總數(shù)在2000個(gè)以上。
地面天氣觀測站網(wǎng),站間距離一般不大于150公里;每天進(jìn)行48次定時(shí)天氣觀測和發(fā)報(bào),同時(shí)也是氣候站網(wǎng)的站點(diǎn)。另有一些一般天氣站,只供應(yīng)本省的需要。
高空氣象探測網(wǎng)有無線電探空站120個(gè),測風(fēng)站86個(gè)。站間距離一般在300公里左右。
航空天氣觀測網(wǎng)包括我國絕大部分的天氣站和氣候站,定時(shí)每半小時(shí)到每3小時(shí)拍發(fā)航空天氣報(bào)告,隨時(shí)拍發(fā)危險(xiǎn)天氣通報(bào),以保證軍事和民航飛行的安全。
農(nóng)業(yè)氣象觀測網(wǎng),是為專業(yè)服務(wù)的專業(yè)站網(wǎng),根據(jù)地形、氣候、土壤、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、經(jīng)濟(jì)作物、種植制度、重點(diǎn)開發(fā)地區(qū)、商品糧基地等各方面的代表性而設(shè)立,遍布全國,約有900多個(gè)站點(diǎn)。
太陽輻射觀測站網(wǎng)是為研究太陽輻射和開發(fā)利用太陽能資源提供資料的,全國已有近百個(gè)站點(diǎn)。
天氣雷達(dá)站網(wǎng),主要監(jiān)測臺風(fēng)、強(qiáng)降水等天氣系統(tǒng),全國已有二百多部天氣雷達(dá),組成了不同規(guī)模的聯(lián)防網(wǎng)。
衛(wèi)星云圖接收站,現(xiàn)已有幾十個(gè)臺站分別配備了不同類型的接收設(shè)備,并利用傳真機(jī)傳送給約二千個(gè)臺站。
在國家氣象系統(tǒng)以外,我國各專業(yè)部門、如民航、海洋、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、鹽業(yè)、水利、電力、石油、地質(zhì)等部門,以及大型廠礦、大專院校、科研單位、三軍系統(tǒng),總共建立的氣象臺站近千個(gè)。他們擁有大批專業(yè)人才和先進(jìn)設(shè)備,為本部門發(fā)展生產(chǎn)、科研進(jìn)行專業(yè)服務(wù)做了大量的工作,也為全國氣象事業(yè)的發(fā)展做出很大的貢獻(xiàn)。
國家氣象中心
每個(gè)國家都有自己的氣象中心。它的任務(wù)是收集全國以及全世界的氣象情報(bào)資料,在這里轉(zhuǎn)發(fā)、整理、編輯、加工、儲存;制作大量的天氣圖表,計(jì)算出大量的氣象參數(shù)物理量,供給全國臺站甚至國外使用;發(fā)出最全面的天氣預(yù)報(bào)、警報(bào),并對下面各站的預(yù)報(bào)進(jìn)行指導(dǎo);進(jìn)行全國性、全面性的重大服務(wù)工作。國家氣象中心常常是全國通信中心,預(yù)報(bào)中心、資料中心、技術(shù)發(fā)展中心,任務(wù)十分繁忙。
我國的國家氣象中心是亞洲區(qū)域氣象中心,是世界上規(guī)模較大的氣象中心之一。由于我國現(xiàn)代化起步較晚,中心的技術(shù)裝備以及整個(gè)氣象系統(tǒng)的建設(shè)較世界先進(jìn)水平還有些差距;但同國內(nèi)橫向比較,現(xiàn)代化程度居于領(lǐng)先地位?,F(xiàn)在它每天要接收世界各地的氣象報(bào)告,有天氣報(bào)告二萬余份,地面航空報(bào)告近三萬份,船舶報(bào)告三千余份,探空報(bào)告約一千六百份,高空報(bào)告約二千五百份,飛機(jī)探測報(bào)告約三千二百份,此外還有大量的衛(wèi)星和雷達(dá)探測資料。這巨量的資料要進(jìn)行鑒定、識別整理、編輯、處理和加工使用,其中部分要向全國轉(zhuǎn)發(fā)。中心每天要利用這些資料制成一千多張?zhí)鞖鈭D,以及大量的天氣預(yù)報(bào)成品和半成品,然后用傳真圖輸送給一千多個(gè)用戶(包括國家各級臺站和大的生產(chǎn)單位)。同時(shí),由電子計(jì)算機(jī)控制的八百多條電傳打字機(jī)線路分散給有關(guān)使用單位。
我國國家氣象中心在信息的收發(fā)、資料的加工處理、預(yù)報(bào)產(chǎn)品的制作方面,大部分實(shí)現(xiàn)了自動化,用電子計(jì)算機(jī)來完成。根據(jù)現(xiàn)在發(fā)展的速度來看,不久將會成為世界上最大的氣象中心之一。
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