第1章總論
1.1 氣象觀測
1.1.1 概述
進行氣象（及有關環境的和地球物理的）觀測是為了各種的理由。氣象觀測可應用於天氣分析和預報的實時準備、氣候調研、與局地天氣有關的業務（例如當地機場的飛機操作、陸地和海上的建設工程）、水文和農業氣象學以及氣候學的研究。《氣象儀器和觀測方法指南》的目的是為了在氣象測量和觀測中作得更好而提出建議以支援上述各種活動。
此類建議有許多其它的出處，使用者可參考本指南的附錄。其中列出了有關儀器和觀測方法理論與實踐的廣泛參考書目。附錄也包括有關國家的慣例、國家的和國際的標準器以及通用的文獻。
它還包括世界氣象組織（wmo）儀器和觀測方法委員會（cimo）有關的技術會議，儀器使用和儀器的國際比對等所發表的報告目錄。以及由wmo發行的有關氣象觀測特殊應用方面的其它手冊和指南〔尤其是有關全球觀測系統（wmo1981a和1989），航空氣象學（wmo，1990）水文學（wmo1994），農業氣象學（wmo，1981b）和氣候學（wmo，1983）的〕。
根據cimo的推薦，wmo的幾個區域協會已經建立了區域儀器中心（ric），以保持標準器並提供建議。在附錄中給出了它們的授權範圍和地區的名稱。
在本指南中，除另有說明外，當採用統計方法表示時，不確定度是，即置信水平為95%（見1.6）。
1.1.2 代表性
觀測資料所需要的密度或解析度，與分析和應用相適應的各種現象的時間和空間尺度兩者均有關。wmo（1981a）對氣象現象的水平尺度分類如下：
（a）小尺度（小於100km），例如雷暴、局地風、龍捲；
（b）中尺度（100-1000km），例如鋒面，雲團；
（c）大尺度（1000-5000km）例如低壓，反氣旋；
（d）行星尺度（大於5000mk），例如高空對流層長波。
水平尺度同現象的時間尺度密切相關，因此，短期天氣預報要求在乙個有限區域內由較密集的站網進行較多時次的觀測，以便檢測出一些小尺度現象及其隨後的發展。當預報時效增長時，要求的觀測空間範圍也要隨之擴大。
氣象觀測根據其用途應使之具有代表性。例如，天氣觀測站典型的必須代表其周圍達到100km的範圍，以便確定中尺度和較大尺度的現象。對於小尺度或局地的應用來說，面積可能為10km大小或更小。
氣象站的暴露狀況是決定其代表性的關鍵因素（見1.3.3節）。
氣象站的代表性誤差要遠大於單純的儀器系統設定的代表性誤差。在丘陵或濱海地區的氣象站，對於較大尺度或中尺度來說，似乎不具代表性。然而，即使在不具代表性的氣象站，其觀測時間上的同一性，仍能使應用者有效地使用這些資料。
1.6節討論儀器系統所要求的和可達到的準確度。使用良好的儀器系統進行正確操作可達到所規定的準確度。
但在實踐中，並非總能維持這種情況。良好的觀測實踐需要熟練的技能培訓裝備和支援。這些條件並非總能在足夠程度上具備。
同樣，在幾公尺到100km尺度範圍內， 均具有良好的開闊狀態和代表性也難於實現。
1.1.3 氣象站歷史沿革資料
氣象觀測必須按照氣象站的暴露和裝置與操作的型別和條件而定。使用者可能需要知道觀測的環境。在氣候研究中，必須詳細地考查氣象站的歷史沿革。
這一點現在變得特別重要。與必須關注氣象資料有關的其它資料報括在1.3節中所述的氣象站的建立與維持的全部材料，以及所發生的有關變化，包括檢定與維護的歷史（有參考價值的），以及氣象站開闊狀況的演變和人員變動的情況。
對某些對儀器安裝特別敏感的要素來說，環境資料特別重要，如降水，風和溫度。
。1.2 氣象觀測系統
對觀測資料的要求可以用現場測量，或用遙感（包括空基（bear）遙感 ）系統來獲得。根據不同感應系統的能力來測量所需要的要素。wmo（1981a）針對全球、區域的和國家的不同尺度以及根據應用概述了對觀測資料的要求。
設計滿足這些要求的全球觀測系統，它是由地基子系統和空間子系統組成。地基子系統按照具體的應用包括各種型別的氣象站（例如地面天氣站、高空站、氣候站等）。空間子系統按照具有探測任務的空間飛行器，和相應的用於指令、控制和資料接收的地面部分共同組成。
在本指南隨後的有關章節中將涉及及地基系統，同時也提及空間系統。
1.3 氣象站的一般要求
按照氣象站和觀測網的型別，對各種要素的要求已在wmo（1981a）中詳述。本節中，主要考慮典型的氣候站或地面天氣站網的觀測要求。
下面是在氣象站上進行地面觀測所要觀測的要素，（其中的章次參考本指南第1編）：
現在天氣第14章）
過去天氣第14章）
風向和風速第5章）
雲量第15章）
雲狀第15章）
雲底高度第15章）
能見度第9章）
氣溫第2章）
相對濕度第4章）
氣壓第3章）
降水第6章）
積雪第6章）
日照和或太陽輻射第7、8章）
土壤溫度第2章）
蒸發第10章）
除雲狀以外，以上全部要素都可用現有的儀器進行測量。然而，就現在的技術水平來說，對現在天氣、過去天氣、雲量和雲高、積雪，尚不能像觀測人員那樣使用儀器對上述現象進行全程觀測。
某些氣象站進行高空測量（第1編第12章和第13章），土壤濕度（第1編第11章）、臭氧（第1編第16章氧和大氣成份測量（第1編第17章）。其中有些專案使用了本指南第2編所述的特種儀器系統。
觀測方法和適用的儀器使用包含在本指南隨後的一些章中。
1.3.1 自動氣象站
天氣、氣候或航空用途所要求的大多數氣象要素能用自動儀器測量（第2編第1章）。
由於自動系統測量能力的增強，完全的自動氣象站與以觀測人員為主體（配備或不配備自動儀器）的氣象站的比率在穩步增長。在本指南以下的幾節中，有關站點的位置和儀器的安裝變換、檢查與維護，均等同地應用於自動氣象站和有觀測員的氣象站。
1.3.2 觀測員
由於多種理由，要求配備氣象觀測員：
（a）借助於適當的儀器，按要求的準確度，進行天氣和/或氣候觀測：
（b）保持儀器和觀測場地處於良好狀態；
（c）編碼和傳送觀測記錄（在無自動編碼和通訊系統的情況下）；
（d）維護現場自記裝置，包括當需要時更換自記紙；
（e）當無自動系統或自動系統不能用時，整理或校核每週的和/或每月的氣候資料的記錄；
（f）當自動裝置不能對全部要求的要素進行觀測，或自動系統不能執行時，提供補充觀測或替代觀測。
觀測員必須由適當的氣象部門進行培訓和/或授予證書，以示他們能勝任觀測工作並達到要求的標準。他們必須能理解自己所使用的具體觀測系統採用的儀器和操作技術的指導規程。對觀測員的儀器培訓要求，本指南將在第3編第4章中給出。
1.3.3 位置與暴露狀況
1.3.3.1 位置選擇
氣象站應設計成能按照氣象站的型別進行有代表性的測量（或觀測）。因此，天氣站網中的站應進行能滿足天氣尺度要求的觀測。而航空氣象觀測站應對特殊的局地（機場）特徵進行觀測。
一些兼有幾種目的的站，如航空的、天氣的氣候的站，對觀測點及其相應的各種感測器的精確位置有最為嚴格的要求。
例如，下列考慮的原則可應用於區域的或國家的站網作為典型的天氣或氣候站選址和對儀器安裝狀況的要求，（有關適用的具體儀器和測量方法的資料在隨後的幾章中詳述）：
（a）室外儀器必須安裝在一塊約10m ×7m 的水平地面內，用淺草覆蓋或具有局地代表性的地表，用稀疏的籬笆或木柵圍繞，以阻止未經批准的人員進入。在圍欄內，留出一塊2m×2m 的裸地，用作地面狀態觀測和深度淺於30cm 的土壤溫度觀測；
（b）測點不應設在凹地，附近應無陡峭的傾斜地表，假如這些條件不能遵從，則該觀測值僅能表徵純粹的局地意義上的獨特性。
（c）測點應遠離樹木、建築物、牆或其它障礙物。任何此類障礙（包括柵欄）離雨量器承水口上邊沿的距離，應不小於障礙物高度的兩倍，最好四倍於此高度；
（d）日照計、雨量器、風速表必須安裝在暴露狀況滿足各面要求的位置上，並如同其它儀器一樣需要位於同一場地。
（e）必須指出，就測定風速和風向來說，圍欄場地可能並非最佳測點；對風來說，另外的對風更開敞的測點，可能更合乎需要。
（f）非常開闊的測點對大多數儀器來說是符合要求的，而對雨量器來說就不合適。因為此類測點，除微風以外會減少截獲的降水，一定程度的屏障是需要的；
（g）假如儀器圍欄妨礙對周圍場地獲得充分開闊的視野，為了觀測能見度必須選擇另乙個測點；
（h）為了觀測雲和能見度，場地必須盡量開敞，並要求對天空及周圍地區有最開闊的視野；
（i）在沿海站，要求有開闊的海面視野，但又不應太接近懸崖邊沿。因為懸崖引發的風的旋渦，將影響降水量和風的測量；
（j）雲和能見度的夜間觀測，最好在不受外來燈光影響的測點進行。
1.3.3.2 氣象站的座標
測站的位置必須準確地獲知，並記錄。測站的座標是：
（a）緯度，準確到分；
（b）經度，準確到分；
（c）測站位於平均海平面以上的高度。即測站的海拔高度，精確到公尺。
這些座標，可參考選定測點的標繪圖確定，可能不同於測站據以命名的相應城鎮、村莊或機場的座標。對某些目的來說，可能要求其座標有較高的精密度。
氣象站海拔高度定義為安裝雨量器的地面距平均海平面的高度。或者假如無雨量器計，則定義為溫度表百葉箱下方地面的平均海拔高度。假如既無雨量計器，又無百葉箱，則定義為該站附近地帶的平均海拔高度。
若該站報告氣壓，則海拔高度與該站氣壓有關，必須分別規定。此時測站氣壓報告涉及的高度就是基準高度；這樣的氣壓值稱為「本站氣壓」。並被視作為保持氣壓紀錄連續性所指定的高度（wmo，1993）。
若氣象站建在機場，必須對其高度作出規定（見第2編第2章以及（wmo，1990）。高度測量的定義和平均海拔高度的定義在wmo（1992）中給出。
第1章總論指導及答案
第一部分 課程指導 第一章緒論 一 本章重點 1.統計的基本涵義。統計工作 統計資料和統計學，統計資料是統計工作的成果 統計學是統計工作的經驗總結和理論概括，統計學與統計工作是理論與實踐的關係。2.統計學的歷史大體可分為古典統計學時期 近代統計學時期 現代統計學時期。曾經產生過記述學派 政治算術學派...
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氣象儀器和觀測方法 第一版在1954年出版，由12章內容組成。儀器和觀測方法委員會 cimo 定期地評述 指南 的內容，並不斷地提出增補和修正的推薦書。目前這一版是經過充分修訂的版本，包含了反映最新發展的增補的論題。它的意圖也像以前各版本那樣，對從事氣象觀測和儀器的最有效實踐給予綜合的 最新的指導，...
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