气象探测仪器的发展史

自动气象站

为什么气象观测场都建立在空旷的地方？

我国最低的气象站——吐鲁番东坎气象站

气象探测仪器的发展史

16－17世纪，发明了一系列用以测量地面要素的仪器并投入实际应用，如液体玻璃温度表、水银气压表、雨量器、毛发湿度表、风杯风速计等等，使大气探测进入到定量器测的阶段。气象观测站网的建立和连续观测资料的取得，在推动近代天气学的建立和发展、提高天气预报准确性方面有十分重要的意义。

２０世纪２０年代，由于无线电探空仪的出现和高空风探测技术的发展，使大气探测由地面扩展到三维空间，４０年代以后，探空气球的探测高度已达到二三十公里，应用火箭探测更把探测高度提高到１００公里左右。

大气遥感仪器的发展和应用将大气探测提高到一个崭新的阶段。４０年代初出现了专门的云雨测量雷达，１９６０年４月美国发射了第一颗气象卫星，以后，各种类型的遥感设备相继研制和试验成功，如激光雷达、风廓线仪、微波辐射仪等。这些现代遥感仪器的应用和美国、前苏联、中国、日本等国陆续发射的一系列气象探测卫星，大大提高了现代大气探测的水平。

随着大气观测自动气象站网的改进和提高，精度和效率更高的遥感仪器和设备的应用，即将进行的探空仪的改型换代和ＧＰＳ测风系统的引入等等，可以预见，一个以现代化大气探测仪器装备起来的新一代大气探测系统，即将展现在我们面前。

自动气象站

自动气象站（automatic weather station）由电子设备或由计算机控制，自动进行气象观测和资料收集传输的气象站。

有线遥测气象站气象仪器的感应部分同读数或记录仪表相隔几十米到几公里，中间利用有线通信电路传输进行观测的气象站。它的遥测系统包括感应元件非电量一电量变换器、有线通信电路，以及显示仪器和自计仪器。这种遥测系统多用于实时查询气象资料比较频繁的部门，例如机场。由于电信传输和电子计算机的发展，一般气象站网的观测站也开始向遥测过渡，进行单项或多项要素的遥测。有些国家已开始建立遥测网，有的由中心站计算机控制几十个站台，实现观测、资料收集自动化；有的已开始筹建规模较大的遥测网，甚至是全国性的遥测网。

无线遥测气象站又称无人气象站。它是由电子线路自动控制，定时观测和发报的小型气象站。它包括测量系统、程序控制和编码发射系统、电源三部分。

气象要素转换成电信号的方式种类很多。常见的有机械编码式和低频调制式两种。前者多使用机械位移的感应元件，使指针在码盘上位移而发出不同的电码；后者多使用电性能变化的感应元件，使它产生一个低频变化的信号，然后将此信号载于射频上发射。

无人气象站一般能连续工作一年左右，每天定时观测4～24次，可在几百公里到一干公里之外按时收到它拍发的气象电报，还有利用卫星收集和转发资料的无人气象站。无人气象站一般用于沙漠、高山和海洋等人烟稀少的地区。在海洋上的包括漂浮和固定的两种。

为什么气象观测场都建立在空旷的地方？

全国各地的观测场都距建筑物有一定距离，而且四周有许多空地。为什么气象观测场都建立在空旷的地方呢？

因为雨、雪、霜、雾等各种天气现象，都是由空气流动的状况、温度高低的变化，促使空气内所含水汽发生凝结的现象。因此，要了解天气的变化，首先要了解空气的性质。空气的性质受环境的影响很大，比如在室内，冬天温度要比室外高，夏天温度要比室外低；同样是室外，房屋南面的温度要比北面高；在刮风的时候，建筑物之间的通道处，风力往往比空旷的地方来得大。

这种因环境影响所引起的特殊情况，只是研究小气候时才有用。为了得到精确的气象要素资料，做出准确的天气预报，首先要掌握空气的本来面貌，这样就必须避免环境的影响。怎样才能避免环境的影响呢？

这就要使观测场地的四周空旷，空气可以自由流通。其次，在观测场中，要测量日照、地温以及风和雨量等，为避免日光受到遮荫，又为避免风、雨受周围建筑物所阻挡，也需要场地的四周空旷。第三，观测场中，要观测云和能见度，还要观测远处天气现象，如果四周建筑物林立，阻碍视线，就无法进行这些现象的观测。

我国最低的气象站——吐鲁番东坎气象站

位于新疆北部吐鲁番盆地的东坎气象站(42°50’N；89°15’E)却比海平面还要低48.7米。

吐鲁番东坎气象站地处吐鲁番盆地深处，年平均气压为1023.3百帕，与青藏高原比，算得上是个“氧气仓”了。这里虽属南温带气候区，但由于受海洋季风影响微弱，年平均降水量只有14.9毫米，而年平均蒸发量却远远大于降水量，年平均相对湿度在38％左右。这里晴天多，太阳辐射强，平均年日照时数达2940多个小时；年平均气温为14.5℃，夏天气温高达40摄氏度以上，这在别的地方是罕见的，而在该站出现却是常有的事。