更新时间：2024-07-27 20:43
在各种地面观测平台上，用仪器及目力对气象要素和天气现象进行测量和观察的方法和技术。又称地面观测。由于观测的结果需在一个国家、一个大区以至全球范围进行分析比较，所以，气象站的位置，气象仪器的精度及其安装使用方法，观测时间和观测项目，观测方法和记录方法以及观测结果的传递等各方面，都必须按世界气象组织和国家气象部门的统一规定进行。
地面气象观测用目力和借助仪器对云和近地面的大气状况及其变化进行连续的、系统的观察和测定。观测项目有大气压力、空气温度、湿度、地表温度、地中温度、风、降水、云量、云状、能见度、辐射、日照、蒸发、冻、积雪、电线积冰等天气现象。除气压外，地面气象观测都在观测场内进行。国家基本站每天进行2 时、8 时、14 时、20 时四次观测，昼夜守班。除此还要根据需要增加观测项目和次数。高空气象观测借助仪器对自由大气中各高度的气象状况进行观察和测定。观测项目有空气温度、湿度、气压和风等。主要的探测工具有无线电探空仪和测风气球，以及气象飞机、气象火箭和气象卫星等。
地面气象观测是气象观测中开始最早、发展最普遍的一类。在没有气象仪器之前,全凭目力(风、云和各种可见现象) 和感觉（冷、热、干、湿）判定。在气象仪器发展的基础上，17～18世纪欧洲陆续组建了气象观测网（见大气科学发展简史）。至19世纪末，随着通信网络的发展，基本建成了系统的气象台站网。此后，由于各种气象仪器的创制和新技术的应用，常规观测逐渐向自动化遥测过渡。
地面气象观测按其不同的内容和用途，可分为天气观测、气候观测、专业观测和专项观测等。
天气观测
主要是为天气分析和天气预报提供气象情报进行的观测。按其作用不同，它又分为基本天气观测、辅助天气观测和补充天气观测三种。基本天气观测按世界气象组织统一规定的观测时次和项目进行，为日常天气预报绘制地面天气图提供气象资料。观测时间为世界时00、06、12、18时（相当北京时间08、14、20、02时）。观测项目为:气压(包括测站高度订正至海平面的气压值、3小时气压倾向和特性)、气温（包括测时气温和日最高和最低气温）、湿度、和过去一小时的天气、云况（云量、云状、云高、云向）、风向、风速、水平能见度、降水量、地面状况和特殊大气现象等。海上船舶天气观测还要测定船的航向、航速、海水温度，波浪的方向、周期和浪高，海冰和海上特殊现象等。观测结果经记录和计算，编成电码，在规定时次的正点后十分钟内发出情报。
辅助天气观测是为绘制辅助天气图提供气象情报进行的观测。观测时次为世界时03、09、15、21时（相当北京时间11、17、23、05时）；其观测项目和基本天气观测大体相同。补充天气观测是在以上两类观测的时次之间，为更及时地观测天气的变化，或满足某些特殊需要而进行的观测。其具体观测时次及观测项目按需要而定。
气候观测
主要是为气候分析研究积累资料而进行的观测。其观测时次和项目由各国自定，中国气象部门规定：时次和基本天气观测一致，项目和天气观测类似，另增加日照时数、各层土壤温度、蒸发量和积雪等。
专业观测
指适应各专业需要而进行的观测，如农业气象观测、林业气象观测、水文气象观测、航空气象观测等。它们的观测时间、次数、项目都按各专业服务的要求而定。如农业气象站，通常都加测各层土壤湿度、作物发育期和物候现象；航空气象观测要求着重对能见度、低云高、低层风向风速、以及雾、雷暴等危险天气现象的观测；水文气象站则着重对降水、蒸发等的观测。
专项观测
指采用一些专门的设备，分别对云雾物理、辐射、天电、大气臭氧、大气污染等进行的观测。其观测项目（单项或多项）、时间、方法和设备，均按不同需要而定。如辐射观测包括连续记录太阳总辐射和天空辐射，定时测量直接太阳辐射，记录日照时数等。
安置室外仪器设备和进行观测的场所。要求设在对当地的天气和气候具有一定代表性的地点，如：四周空旷，场地平坦，远避坡谷、水泽和林木等地形地物的影响。场地的标准面积为25×25米2,场内保持不超过20厘米高的均匀草层，围栏涂以白漆，防止辐射影响。（见彩图）
测定空气温度和湿度的仪器（见地面气象观测仪器）安置在百叶箱内。百叶箱的种类很多,常用的百叶箱为木质结构,四壁呈百叶窗式，一面为门，箱顶和箱底由高低不同的几块木板做成，箱内外涂以白漆，以使箱内仪器免受太阳光直接照射和降水、强风的影响，且使箱内外空气自由流通。箱下支架固定在气象观测场上,箱门朝北,箱底离地面有一定高度。箱内干、湿球温度表球部距地面的高度为 1.5米，最高、最低温度表则略高于 1.5米。测定气压的气压表安装在通气而无空气流动、光线充足又不受太阳直射、气温变化小的室内。测定风向风速的仪器，其感应部分装在观测场内距地面10米高的测风杆上。观测时读取两分钟内的平均风向和风速值，可在杆旁直接观测，也可由电缆通到观测室内记录和读数。测量降水量的仪器是安装在观测场内的雨量器（计），雨量器（计）口离地高度一般为70厘米。各种自记仪器分别安装在室内（气压计）、百叶箱内（温度计、湿度计）、观测场内（雨量计、日照计），定时上自记钟发条和更换记录纸便能自动记录。
由目测发展到仪器测量，再由仪器测量发展到观测过程、资料传递、计算和储存的自动化，是观测技术发展的方向。
世界气象组织对地面气象观测项目要求
联合国世界气象组织（World Meteorological Organization）负责制定全球地面气象观测方法、观测变数的单位和精度、观测时间的统一，建立传输资料的全球电信系统与资料编码格式，并提供不同厂牌仪器之间的观测性能比较，以确保全球天气观测讯息的正确性和即时性。登录在世界气象组织的地面气象观测站代码为5位数字，前2数字代表测站所属的国家或领地，後3数字是测站编号。截至2007年12月，全球地面气象观测站数量将近28,000测站，其中57%是综观天气测站，36%是机场天气观测站，7%是洋面的船舶观测。这些地面气象观测站架构成世界天气守视（World Weather Watch）的基础。
世界气象组织对地面气象观测项目要求有：温度（气温、海水温度、土壤温度）、相对湿度、气压、云（云状、云量、云高）、风（风速、风向、阵风）、降水、太阳辐射量、能见度、蒸发、波浪（浪高、周期与波向）。观测时间以格林威治时间零时开始，以3小时为倍数做为观测时间间距。超过30年以上纪录长度的测站是全球气候监测的主要依据。空气中的气体和悬浮微粒含量观测不在常规的地面气象观测范围，这些变数在大部分国家由与环境保护署相当的机构负责观测。