长江日报3月22日讯 天气数据是如何监测出来的？高空的天气数据怎么观测？国家气象观测站啥模样？
3月23日世界气象日前夕，长江日报记者探访了位于武汉市东西湖区慈惠街的武汉国家基本气象观测站，“探秘”这座气象站的“工作过程”以及各种天气监测“黑科技”装备。
武汉国家基本气象站为一个长35米、宽25米的长方形区域，里面安装了各种观测仪器。
武汉国家基本气象观测站是一座颇有历史的气象观测站，2009年12月迁至慈惠街，长期以来为国家和武汉的气象监测提供数据，业务分为地面气象观测和高空气象观测。其中，高空气象观测由氢气球带着设备飞上万米以上的高空，采集相关的气象数据。
武汉国家基本气象站为一个长35米、宽25米的长方形区域，里面安装了各种观测仪器。
观测站的气象技术也经历多次更新换代。去年起，该站实现全面的“无人化监测”，全部数据采用远程电子传输到气象台，供技术人员进行天气预测和分析。
武汉市气象局方面介绍，截至目前，武汉市共有5个国家基本气象观测站和3个国家一般气象观测站。观测信息除用于武汉市天气预报的分析、预警，还会全部上传至国家气象部门的平台，供相关部门进行权威天气分析和数据采集。
地面观测：
800多平方米的一块“草坪”
“藏着”武汉天气监测的19项“黑科技”
21日，长江日报记者来到武汉国家基本气象观测站，里边“挺空旷”。
武汉国家基本气象站为一个长35米、宽25米的长方形区域，里面安装了各种观测仪器。
观测站正中央的一片大约800多平方米的“草坪”是站里地面观测业务设备所在地，有19项“黑科技”装备。
可偌大的设备区域范围内一个人影也没有，与想象之中，工作人员们穿着白大褂在户外做实验的情景大相径庭。
武汉国家基本气象观测站技术人员侯静介绍，去年起，仅高空观测业务需要人工放氢气球，国家基本站地面观测实现全面“无人值守”，一般除了设备检修或发现数据有异样之外，这里不会有人。
地面观测的各种设备，如果不是技术人员介绍，仅从外观并不能推测出其功能。
“个头”最高的是风塔，用于测量风向和风速，由于地面较为空旷，“头顶上”安装着避雷针，是这里最“打眼”的设备；
测量风向和风速的风塔。
距离地面1.5米的百叶箱，也变成“全自动版”的。打开箱门，里边围成一圈摆放着测温度、湿度的感应探头，可以实时传输数据。侯静说，以前是人工观测湿度表、温度计，还要做记录。
百叶箱内部安装的温度和湿度传感器。
“地温场”乍一看有点像“试验田”，各种测量地表温度的感应设备埋在地表和地层不同深处。其中，浅层低温的感应设备是一截短小的不锈钢质地棒子，不仔细看的话，可能就错过了，感应点分别埋在位于地下5厘米、10厘米、15厘米和20厘米处；深层低温则感应设备是埋在地下更深处，设备相对明显些。
草温和地表温度测量设备。
降雨、降雪等监测则是十分精准的自动计量设备。
降水量测量仪。
称重式降水传感器是用于测量固态的降水，如雪、冰雹、雨夹雪等，通过自动称重来传输数据；
翻斗式雨量桶则更加精细。工作人员打开桶的外观，露出里边的设备结构。原来，是一层层的小翻斗翻动工作的原理。每0.1毫米的水进入小翻斗，感受重量后，翻斗就翻转，降水注入下一个翻斗，直至进入计量器，“每一翻斗”的水量就计数1次，通过计数来观测雨量。侯静说，“雨大的时候，翻斗不停工作，站在旁边就能听见清楚的‘哒哒哒’的翻转声音。”
双翻斗式雨量传感器内部构造。
闪电定位仪。
站内一系列自动观测的设备有：测气压的“气压传感器”；测云高度的“云高仪”；测日照时长的“日照计”；测闪电次数的“闪电定位仪”，外观就是一个圆柱形的白色物体；测酸雨浓度的“酸雨桶”；长得像雷达一样的测空气能见度的“能见度仪”；通过摄像头抓取图片并且判断分析数据的“天气现象智能观测仪”，由雪尺、电线积冰、摄像头等几个设备组成；自动测量蒸发量的“大型蒸发器”……
测量蒸发量的设备。
测量云层高度的云高仪。
侯静介绍，整个设备区域内安装有摄像头，即便是无人值守，也可以远程监控现场设备的变化，及时作出调整。
天气现象视频观测仪。
走出观测设备区，周边相对空旷，没有大型建筑物。侯静说，根据气象观测的要求，国家基本气象观测站的选址是有标准的，如远离铁路、公路、高大建筑物、垃圾场、干扰源等。
高空观测：
每天3个时段“自动”放探空气球
探测仪器“穿暖贴”，能升至3万米高空
在国家气象基本观测站，还有一项特别重要的观测任务，即高空观测。
正在充进氢气的探空气球逐渐鼓了起来。
侯静介绍，高空观测是由探空氢气球来完成的，每天会有早、中、晚3个固定时段来进行放飞，实现高空天气数据的采集和观测，其中，19时15分升空的气球相对体积较大，最高可升至3万米高空，探测不同高度上的气象数据。
充足了1500克氢气的探空气球大约有3米高。
21日晚间，长江日报记者在现场“体验”探空氢气球的升空全过程。
18时30分许，观测站旁边的一处水泥房屋内，两边的大门依次打开，一边是空荡荡的，一边摆放着几个氢气罐。
工作人员拿着一个白色的大型氢气球进入空荡荡的房屋内，给气球进行充气。为了安全，手机等设备不得靠近，大家站在远处进行观察。
准备放飞的探空气球悬在空中，喷气式飞机在天空中拉出一道云线，一架民航客机正好从旁边飞过。
大概几分钟，气球完成大约200克左右的充气。工作人员细心地将气球充气口束紧，绑上一个长约30米的结实绳子，将气球举到室外，升空到20多米后，挂在一个临时的固定铁钩上。
晚上的风力较大，气球在空中随风摇摇摆摆。记者用手拉扯下端的绳子，一股巨大的力量从上方传来。工作人员介绍，风力较大的情况下，工作人员拿着气球，一个不注意，还会被带着跑。
高空探测设备是一个白色泡沫模具的物品，里边除了探测设备，还会加入保暖电池，相当于给设备带上“保暖贴”。
挂在探空气球下面的探空仪就是靠这个裸露在外的传感器测量温度、湿度等气象信息。
电池使用之前，要泡在水中进行加温，再安装在白色泡沫模具之中。“高空气温非常低，电池可以给设备加温，避免数据传输发生故障。”
工作人员为探空仪安装高性能保温电池。3万米高空的温度可能低至零下80摄氏度，一般电池已无法正常工作。
探测设备绑在气球下方的绳子上，气球挂在指定的自动放球器。一切准备就绪，19时15分，通过工作间的操控按钮，气球准时升空。
记者在现场见到，大约是晚间风力较大，白色气球升空之后，几秒钟就“飞”向高空，不一会就消失在夜空之中。
19时15分，探空气球准时升空。
侯静说，在观测站的一座二层办公楼的楼顶，有一处无线接收系统。气球上的数据很快就能及时传回来，用于气象分析和预测。
接收探空气球回传的气象信息的雷达设备。
武汉国家基本气象观测站承担气温、气压、湿度、风向、风速、降水、能见度、地面温度（含草面温度）、浅层地温、深层地温、大型蒸发、日照、辐射、毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹、大风等19项已实现仪器自动观测的项目；以及总云量、云高、冻土、露、霜、雾、轻雾、霾、浮尘、扬沙、沙尘暴、结冰、雷暴等13项可通过综合判识或图像识别实现自动观测的项目。
还包括雨凇、雾凇、积雪、电线积冰、雪深、最大冰雹的最大直径和最大平均重量等7项观测项目及辐射和酸雨项目观测。
（长江日报记者龚萍 通讯员陈声超 本文图片均由记者李永刚 摄）
