氣象觀測儀器知多少
2020-12-06 中國氣象局編者按：氣象觀測是預報服務的基礎，觀測業務的現代化是氣象現代化的重要組成部分。隨著氣象科技和業務的發展，氣象觀測越來越趨向於自動化，觀測內容越來越豐富。那麼，常用的氣象觀測儀器有哪些？又是如何工作的？小編帶您一起盤點。
雲的觀測
雷射雲高儀：採用雷射束照射雲體的方法，測量雷射發射到接收間的時間，從而計算雲中反射點的距離，通過對時間積分的方式確定雲量。
微脈衝雷射雷達(MPL）：可測量雲底、多層雲時空分布監測，邊界層時空分布監測，氣溶膠垂直分布和時空演變。
能見度觀測
前向散射能見度儀：發射器與接收器在成一定角度和一定距離的兩處。接收器接收大氣的前向散射光。通過測量散射光強度，得出散射係數，從而估算出消光係數。
透射式能見度儀：通過測量發射器和接收器之間水平空氣柱的平均消光係數而算出能見度。
天氣現象觀測
天氣現象儀：是一種智能型多變量傳感器，由一個散射能見度儀，一個降水監測系統傳感器以及溫度、溼度、風向、風速等傳感器組成。通過對這些數據變量的邏輯分析來判定天氣現象。
閃電定位儀：利用閃電輻射的聲、光、電磁場特性來遙測閃電放電參數，並把經過預處理的閃電數據實時地通過通訊系統發送到中心數據處理站實時進行交匯處理，可記錄雷電發生的時間、位置、強度和極性等指標。
氣壓觀測
矽膜盒電容式壓力傳感器：利用單晶矽薄膜片製成真空膜盒，通過膜盒上下膜片變形，造成電容極板位移而改變電容量，再通過測電容量的變化來測量氣壓。目前，我國自動氣象站普遍使用的氣壓傳感器是智能型全補償式數字氣壓傳感器，其感應元件是矽電容。氣壓傳感器安裝在採集器機箱內，通過靜壓壓力連通管與外界大氣相通。
溫度觀測
鉑電阻溫度傳感器：鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化，通過測量其電阻值推算出被測物體的溫度。常見的Pt100感溫元件有陶瓷元件、玻璃元件、雲母元件，它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架、玻璃骨架、雲母骨架上再經過複雜的工藝加工而成。
氣象觀測站中的空氣溫度、草面溫度、淺層土壤溫度、深層土壤溫度都採用此類型傳感器。
溼度觀測
溼敏電容溼度傳感器：利用有機高分子膜做介質的一種小型電容器。安裝在百葉箱內特製的支架上，位於百葉箱水平面的中心，電纜線由支架底部穿入管內，由管頂取出，傳感器固定在橫臂的夾子中，頭部向下。
在外界相對溼度發生變化時，作為感溼膜的高分子聚合物能吸附和釋放水汽分子，其介電常數ε隨之變化，促使溼敏電容量發生變化，將電容變化量轉化為電壓的變化量，輸出電壓範圍為0～1V，測量輸出的電壓即可得到相對溼度。
風的觀測
風杯風速傳感器：採用三杯式感應器，當風杯轉動時，帶動同軸的多齒截光碟轉動，得到與風杯轉速成正比的脈衝信號，由計數器計數換算後就能得出實際風速值。
降水觀測
翻鬥雨量計：敏感部分是兩個三角形盛水鬥，可以圍繞中心軸轉動，每轉動一次，隨之運動的磁鐵對幹簧管掃描一次，兩個電極吸合產生一個電脈衝。根據翻鬥翻轉的次數記錄降雨量。目前，地面氣象觀測系統多採用翻鬥式雨量傳感器。
農業氣象觀測設備
農業氣象自動觀測系統是對農作物及其賴以生存的外界環境（農田、土壤）進行實時觀測，根據業務需求主要對農田小氣候數據、土壤數據、作物長勢參數和圖像及實景監控視頻進行採集，整套系統可採用農電/太陽能/風能等多種供電方式進行供電，可通過光纖/3G/WiFi/微波等多種通信方式與上位機軟體進行數據交互。配套的農業氣象觀測自動採集及綜合處理平臺具有觀測數據的整理和入庫、臺站參數設置、設備運行狀態監控、日誌管理、氣象觀測數據查詢與顯示、作物災害分析與預警、作物長勢顯示、數據上傳等功能。
交通氣象站
交通氣象觀測站能夠精確、及時地監測道路環境狀況，並且能夠與交通管理部門的其它監控子系統相結合，實現智能化的交通保障網絡系統，能夠對霧、路面結冰、積雪等高速公路所需的各種監測要素進行實時監測。
新一代C波段都卜勒天氣雷達
CINRAD/CC型天氣雷達是中國氣象局用於國內氣象業務組網探測的新一代C波段全相參都卜勒天氣雷達。該雷達能夠監測400公裡範圍內的熱帶氣旋、暴雨等大範圍強降水目標，有效監測和識別距離大於200公裡的龍捲、雹雲、冰雹等中小尺度強天氣現象，徑向風速測量的範圍達到±36米/秒。
（來源：中國氣象局氣象探測中心 責任編輯：趙天宇）
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