“上午11：00，北京海淀區大慧寺南路，氣溫10℃，西北風3級，溼度12%……”打開手機天氣服務App，你會看到這些實時天氣數據，由此更瞭解自己所處的環境，也能更科學地安排工作和生活中一切可能受天氣影響的活動。
但許多人不知道，這些天氣觀測數據從採集到抵達每一個公眾手裡，經歷了怎樣的旅程。今天，成員眾多的天氣家族派出了大家最熟悉的一位代表——氣溫先生，以他為例來展示天氣觀測數據的奇妙旅程。
氣溫的旅程最先是從觀測站開始的。在我國960萬平方公里的土地上，國家級觀測站有2423個，區域觀測站則超過60000個。在國家級觀測站裡，一般都會有一個面積25米×25米大小的觀測場，這裡四周空曠、場地平坦，塗著白漆的圍欄圍了一圈，裡面種著不能高過20釐米的均勻草層。在觀測場，觀測設備各自堅守崗位，負責“捕捉”大氣環境中多種多樣的氣象要素和現象。觀測員常說的“溫壓溼風雨”“總直淨散反”，就是溫度、氣壓、溼度、風向風速、雨量和總輻射、直接輻射、淨輻射、散射輻射、反射輻射，當然還有能見度、雲等各種各樣的觀測項目。
以前，氣溫先生“誕生”的容器是玻璃棒。與我們常用測體溫的水銀溫度計一樣，玻璃棒裡有水銀，水銀受熱會放大、受冷會縮小，也就是我們物理課上所說的熱脹冷縮原理。水銀體積的變化帶來了玻璃棒量程上的變化，再由觀測員去讀取量程上的數據，便有了氣溫。但最近有了好消息：今年4月1日我國地面觀測要實現全面自動化。這樣一來，氣溫的“出生”省事兒多了，也能更準確地代表大氣中真實的溫度。
按照新方法，玻璃棒會被一種金屬——鉑電阻代替。鉑電阻在感受到氣溫變化的同時會發生變化，所以，氣象科技工作者就想出了一個好辦法：找到電阻值和氣溫之間的關係，建立模型，只要把電阻值轉化成氣溫值，就能以鉑電阻的變化來反推氣溫變化。因為鉑電阻本身就是電子元器件，所以氣溫值可直接通過電路實時測量，免去了人工讀取數據環節，也減少了許多出現誤差的可能性。
當電阻值信號轉化為電壓信號後，傳感器後面長得像盒子一樣的採集器就能把包括氣溫的電子信號收集起來。而其他家族成員，如氣壓、溼度等大多也有了方便、智能的傳感器設備，經由採集器一併收集。至此，天氣家族成員聚齊，打算邁出旅行的第一步——從戶外觀測場到值班室的業務電腦。別看這段路不長，卻很重要，這段路上的交通工具由以前的電線換成現在的光纖，不但傳輸效率提高了，錯碼率變少了，還更加防雷了。
抵達了第一個目的地——業務電腦。天氣家族成員不用再靠觀測員手動錄入，就能自動進入一個叫做地面綜合觀測業務軟件的程序。對其來說，分門別類整理和處理各種觀測數據“輕車熟路”，而天氣家族成員需要在這裡過一道重要“關卡”——質量控制。打個比方，下雨或下冰雹時，氣溫一般會下降，如果氣溫先生的數值升高或者沒有變化，那就可能存在問題；又或者，天氣沒什麼變化，但10分鐘前的氣溫先生A和現在的氣溫先生B數值相差太大，也意味著出現問題，會被貼上“質疑”或“錯誤”的標籤。
順利通過“關卡”的天氣家族成員，在地面綜合觀測業務軟件中打包整理完成後，便能坐上前往下一站——省級氣象信息中心的列車。在這裡，來自全省各地的天氣家族成員迎來了又一個質量控制“關卡”。這一關主要考驗空間連續性，比如，氣溫先生A和氣溫先生B出生在相距5公里的觀測站，數值卻相差較大，會被標記為“質疑”。同樣的故事再次上演，通過考核的天氣家族成員才有資格再次踏上更遠的旅程，最終抵達國家氣象信息中心。
這一站，天氣家族成員的面孔就更多樣了，不但有來自各個地面觀測站的，還有其他各種觀測設備觀測到的數據，比如雷達、農氣等數據。國家氣象信息中心的工作人員利用處理系統再次把他們整理、分類、入庫，按需將打包處理好的數據推送給不同的用戶。
比如，天氣預報員需要的數據會來到國家氣象中心，氣候預測專家需要的數據會來到國家氣候中心。當然，氣溫先生是最基礎、使用最廣泛的天氣家族成員之一，所以，到處都少不了他的身影。
還有很多數據是每一個普通人安排生產生活都要看的，所以會被送到公共氣象服務中心，經過可視化處理，成為長得漂亮又容易懂的數據產品的一部分，有些還會再經過墨跡、彩雲等公司的個性化處理，最終出現在每個人手機天氣服務App中。
幾十年來，這條漫長的路對技術條件的要求越來越高，但氣溫先生從觀測場走到公眾身邊花的時間卻越來越短，耗費的人力也越來越少。
來源 | 中國氣象報
作者 | 張格苗
中國氣象科普
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