接收探空氣球回傳的氣象信息的雷達設備。
測量蒸發量的設備。
測量風向和風速的風塔。
百葉箱內部安裝的温度和濕度傳感器。
天氣現象視頻觀測儀。
19時15分,探空氣球準時升空。
降水量測量儀。
武漢晚報訊(記者龔萍 通訊員陳聲超)天氣數據是如何監測出來的?高空的天氣數據怎麼觀測?國家氣象觀測站啥模樣?
3月23日世界氣象日前夕,記者探訪了位於武漢市東西湖區慈惠街的武漢國家基本氣象觀測站,探秘這座氣象站的工作過程以及各種天氣監測“黑科技”裝備。
武漢國家基本氣象觀測站,是一座頗有歷史的氣象觀測站,2009年12月遷至慈惠街,長期以來為國家和武漢的氣象監測提供數據,業務分為地面氣象觀測和高空氣象觀測。其中,高空氣象觀測由氫氣球帶着設備飛上萬米以上的高空,採集相關的氣象數據。
觀測站的氣象技術也經歷多次更新換代。去年起,該站實現全面的“無人化監測”,全部數據採用遠程電子傳輸到氣象台,供技術人員進行天氣預測和分析。
武漢市氣象局方面介紹,截至目前,武漢市共有5個國家基本氣象觀測站和3個國家一般氣象觀測站。觀測信息除用於武漢市天氣預報的分析、預警,還會全部上傳至國家氣象部門的平台,供相關部門進行權威天氣分析和數據採集。
地面觀測
800多平方米的一塊“草坪”
“藏着”武漢天氣監測19項“黑科技”
21日,記者來到武漢國家基本氣象觀測站,裏邊“挺空曠”。
位於觀測站正中央的一片大約800多平方米的“草坪”上,是站裏地面觀測業務設備所在地,有19項“黑科技”裝備。
可偌大的設備區域範圍內一個人影也沒有,與想象之中,工作人員們穿着白大褂在户外做實驗的情景大相徑庭。
武漢國家基本氣象觀測站技術人員侯靜介紹,去年起,僅高空觀測業務需要人工放氫氣球,國家基本站地面觀測實現全面“無人值守”,一般除了設備檢修或發現數據有異樣之外,這裏不會有人員。
地面觀測的各種設備,如果不是技術人員介紹,僅從外觀並不能推測出其功能。
“個頭”最高的是風塔,用於測量風向和風速,由於地面較為空曠,“頭頂上”安裝着避雷針,是裏邊最“打眼”的設備;距離地面1.5米的百葉箱,也變成“全自動版”的,打開箱門,裏邊圍成一圈擺放着測温度、濕度的感應探頭,可以實時傳輸數據。侯靜説,以前是人工觀測濕度表、温度計,還要做記錄。
“地温場”咋一看有點像“試驗田”,各種測量地表温度的感應設備,埋在地表和地層不同深處。其中,淺層低温的感應設備,是一截短小的不鏽鋼質地棒子,不仔細看的話,可能就錯過了,感應點分別埋在位於地下5釐米、10釐米、15釐米和20釐米處;深層低温的感應設備則埋在地下更深處,設備相對明顯些。
降雨、降雪等監測,則是十分精準的自動計量設備。
稱重式降水傳感器,用於測量固態的降水,如雪、冰雹、雨夾雪等,通過自動稱重來傳輸數據。
翻鬥式雨量桶則更加精細,工作人員打開桶的外觀,露出裏邊的設備結構。原來,是一層層的小翻鬥翻動工作的原理。每0.1毫米的水進入小翻鬥,感受重量後,翻鬥就翻轉,降水注入下一個翻鬥,直至進入計量器,“每一翻鬥”的水量就計數1次,通過計數來觀測雨量。侯靜説:“雨大的時候,翻鬥不停工作,站在旁邊就能聽見清楚的‘噠噠噠’的翻轉聲音。”
站內一系列自動觀測的設備有:測氣壓的“氣壓傳感器”;測雲高度的“雲高儀”;測日照時長的“日照計”;測閃電次數的“閃電定位儀”,外觀就是一個圓柱形的白色物體;測酸雨濃度的“酸雨桶”;長得像雷達一樣的測空氣能見度的“能見度儀”;通過攝像頭抓取圖片並且判斷分析數據的“天氣現象智能觀測儀”,由雪尺、電線積冰、攝像頭等幾個設備組成;自動測量蒸發量的“大型蒸發器”……
侯靜介紹,整個設備區域內安裝有攝像頭,即便是無人值守,也可以遠程監控現場設備的變化,及時作出調整。
走出觀測設備區,周邊相對空曠,沒有大型建築物。侯靜説,根據氣象觀測的要求,國家基本氣象觀測站的選址是有標準的,如遠離鐵路、公路、高大建築物、垃圾場、干擾源等。
高空觀測
每天3個時段“自動”放探空氫氣球
探測儀器“穿暖貼”,能升至3萬米高空
在國家氣象基本觀測站,還有一項特別重要的觀測任務,即高空觀測。
侯靜介紹,高空觀測是由探空氫氣球來完成的,每天會有早中晚3個固定時段來進行放飛,實現高空天氣數據的採集和觀測,其中,晚間7時15分升空的氣球相對體積較大,最高可升至3萬米高空,探測不同高度上的氣象數據。
21日晚間,記者在現場體驗了一把探空氫氣球的升空全過程。
下午6時30分左右,觀測站旁邊的一處水泥房屋內,兩邊的大門依次打開,一邊是空蕩蕩的,一邊擺放着幾個氫氣罐。
工作人員拿着一個白色的大型氫氣球進入空蕩蕩的房屋內,給氣球進行充氣,為了安全,手機等設備不得靠近,大家站在遠處進行觀察。
大概幾分鐘,氣球完成大約200克左右的充氣,工作人員細心地將氣球充氣口束緊,綁上一個長約30米的結實繩子,將氣球舉到室外,升空到20多米後,掛在一個臨時的固定鐵鈎上。
晚上的風力較大,氣球在空中隨風搖搖擺擺,記者用手拉扯下端的繩子,一股巨大的力量從上方傳來。工作人員介紹,風力較大的情況下,工作人員拿着氣球,一個不注意,還會被帶着跑。
高空探測設備是一個白色泡沫模具的物品,裏邊除了探測設備,還會加入保暖電池,相當於給設備帶上“保暖貼”。
電池使用之前,要泡在水中進行加温,再安裝在白色泡沫模具之中。“高空氣温非常低,電池可以給設備加温,避免數據傳輸發生故障。”
探測設備綁在氣球下方的繩子上,氣球掛在指定的自動放球器上。一切準備就緒,晚上7時15分,通過工作間的操控按鈕,氣球準時升空。
記者在現場見到,大約是晚間風力較大,白色氣球升空之後,幾秒鐘就“飛”向高空,不一會就消失在夜空之中。
侯靜説,在觀測站的一座二層辦公樓的樓頂,有一處無線接收系統,氣球上的數據很快就能及時傳回來,用於氣象分析和預測。
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氣象觀測站
觀測哪些項目?
武漢國家基本氣象觀測站,承擔氣温、氣壓、濕度、風向、風速、降水、能見度、地面温度(含草面温度)、淺層地温、深層地温、大型蒸發、日照、輻射、毛毛雨、雨、雪、雨夾雪、冰雹、大風19項已實現儀器自動觀測的項目;以及總雲量、雲高、凍土、露、霜、霧、輕霧、霾、浮塵、揚沙、沙塵暴、結冰、雷暴13項可通過綜合判識或圖像識別實現自動觀測的項目。
還包括雨凇、霧凇、積雪、電線積冰、雪深、最大冰雹的最大直徑和最大平均重量7項觀測項目及輻射和酸雨項目觀測。
本版圖片/記者李永剛
作者:李永剛
來源:武漢晚報