传统的人工观测即常规观测气象站己经为我国的天气预报、气候研究以及公众服务等方面提供了长时期的气温、降雨量等数据。近百年来，人工气象观测站是各种气象资料的主要来源，它提供了较长时期的气象观测记录。人工气象观测站所观测的数据一直作为准确可靠的气象信息得到了公认。

随着气象观测技术的快速发展，人工气象观测逐步由自动化的气象观测所替代，使得因观测系统的变化导致气象要素观测值的系统偏差将是不可避免的。因此，检测自动气象观测与人工观测的差异，并分析产生这些差异的原因，对于校正气象要素值、建立均一的气象要素时间序列，科学合理的使用气候资料序列进行气候变化研究具有重要的意义;同时对于改进我国地面自动气象观测系统，减少观测值的系统误差，使其更有代表性，也具有重要的参考价值。

气温常规观测

在常规观测中，对于气温观测，包括最高、最低和干湿球温度的观测，通常采用玻璃液体温度表。这种温度表是利用装在玻璃容器中的测温液体，随温度改变引起体积膨胀，从液柱位置的变化来测定温度。玻璃液体温度表的感应部分是一充满测温液的球部，与它相连的是一根一端封闭，粗细均匀的毛细管。温度变化引起玻璃管内测温液体体积的变化，使得测温液进入毛细管内，从而毛细管内液柱长度改变，故液柱长度的改变量与温度的变化成正比，温度升高或降低，毛细管中的液柱伸长或缩短。液体的体积相对于其容器的变化量是由毛细管中液体长度的变化来指示的;用标准温度表来校准，可以把温度标度刻在表柱上，或是刻在一个紧固在表柱上的单独标尺上。

温度表使用何种液体，取决于所需测量的温度范围。水银可用于在其凝固点(-38. 3℃)以上的温度;而酒精或其他的纯有机液体用于较低温度。玻璃应当是经认可适用于温度表的一种“标准”玻璃或“硅酸硼”玻璃。玻璃球要制成既有适当强度又薄到便于热量传入或传出球部及其内装液体。对于一个给定的表柱长度，细窄的管腔使毛细管中的液体在给定的温度变化中可以有较大的移动，但却减少了温度表可使用的温度范围。温度表在进行刻度之前，应当进行适当的热处理以减少玻璃老化引起的缓慢变化。

根据台站观测经验，水银最高温度表对温度值的感应有滞后惯性，它起到了平滑最高温度的作用，另外，在最高温度出现之后，随着温度下降，最高温度表水银柱往往还发生稍微回缩的现象。这也是造成人工站的日最高测值小于自动站测值的原因。

积雪常规观测

积雪作为影响中国气候的的关键因子，一直是气象工作者关注的焦点.目前，积雪监测的手段有卫星遥感和常规观测两大类。中国常规观测积雪的年代较长，可以提供积雪深度和日数，但其缺点是空间上不均匀性，而积雪往往集中在山区，那里积雪年际变化最为显著，但通常无测站分布。中国气候工作者曾利用以上两类积雪资料，对高原与欧亚积雪分布演变规律和积雪与中国降水及东亚季风的相互关系进行了大量研究，所得的结论不尽相同，有时甚至是相反的。这给业务工作中对相关结论的应用造成一定的困难。

积雪常规观测牵涉积雪一般物理、力学特性, 例如积雪颗粒形状、自由水含量等。这些特性参数能在野外借助于肉眼、徒手或者简单仪器直接观测, 无需精密仪器和严格实验条件。同时, 这些参数广泛应用, 具有实际意义。

积雪特性取决于积雪结构, 而积雪结构和大气中的雪晶形状、规模、降落过程以及雪在地表堆积后的变质过程密切相关。

野外搜集积雪资料的过程通常是: 首先测量夯锤硬度数, 然后在其附近隔开一定距离的地方挖雪坑, 观测积雪特性的有关参数。搜集的资料、数据经过分析、计算后, 绘成用字母、图示符号及测量值表达的积雪剖面图。这样的图件和搜集的资料、数据等构成积雪研究的基本资料, 在积雪特性的描述中, 广泛采用这种图表。

沙尘暴常规观测

沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴四个等级，常规观测中，用水平能见度(后统称能见度)来衡量，当能见度小于10公里为浮尘;能见度在1到10公里之问为扬沙;能见度小于1公里为沙尘暴;小于500米为强沙尘暴。目前的气象台站是依靠人工常规观测来确定能见度和沙尘暴天气现象，存在一定的人为误差。随着沙尘暴监测站的建立，沙尘观测仪器逐步使用，业务中可以得到器测能见度、PM10等连续、定量的观测数据，同时也有一些学者对沙尘器测资料的使用做了分析。

常规观测与器测的比较：

（1）器测资料与常规观测资料的相关性较好，且器测资料之问的相关性更好。由于避免了水平能见度观测过程中，人为误差的影响，器测资料更具有连续稳定性。

（2）器测能见度与能见度的变化趋势一致，r =0. 767，相关显著，但器测能见度与能见度存在系统性偏差。当能见度小于2KM时，器测能见度的值较能见度大;当能见度大于2KM时，器测能见度比能见度小。且能见度小时，两者数值接近，当能见度增大时，两者差异明显增大。

（3）给出了器测能见度业务应用修正方案:当器测能见度<1000米时，Y二一1. 964十8. 799X-6.505 X2;当1000<器测能见度X2000米时，Y二一1. 491十2. 213X-0. 274X3;当器测能见度>2000米时，Y=-2. 798十4.497X-0.207X2 （Y为修正后的能见度，X为器测能见度)。

（4）PM10与器测能见度有明显的负相关，r二一0. 814，通过了相关性的显著性检验，且有较好的曲线拟合关系。器测能见度与PM10的拟合函数为Y=6.604X0.9998X (Y为器测能见度，X为PM10)。

降雨量常规观测

在天气气候研究中，降雨量的变化是一个地区气候变化最直接、最敏感的因素，降雨量的变化直接影响当地的工农业生产。特别是在气候变化异常的情况下，干旱和洪涝频繁发生，而洪涝、干旱、暴雨、连阴雨等灾害天气与降雨量、雨日的多少有关。陕

人工观测雨量计 ：分辨力为1mm的人工观测式雨量器，它的承雨口组件安装在室外，储水瓶放置于室内，用于人工观测降水量，可方便地用于大雨、暴雨观测及可能发生的山洪、山体滑波警示。

组成及工作原理：本雨量器由口径为200mm的标准承雨口、滤网、外筒、带水平座的底座组件、引水管、、储水瓶组成。承雨口组件安装在室外或屋顶、储水瓶安装在室内，降水时承雨口承接的雨水经滤网、引水管注入储水瓶，储水瓶的有效容积为160mm降水量，瓶上的刻度值为1mm降水量，可以方便地用于人工观测降水量和因暴雨引发的山洪、山体滑波警示。在每次降水后，只需将储水瓶中的水倒出，然后将引水管重新插入到储水瓶中即可进行下一次降水过程的观测。本型雨量器的承雨口、滤网采用进口高强度耐辐照的塑料合金制造，储水瓶用进口高强度材料制造，仪器造型美观、坚固耐久。

常规高空气象观测是指气球携带无线电探空仪，以自由升空方式对自地球表而到儿万米向度空间的大气气象要素(气压、温度、湿度)和运动状态〔风向、风速)等的变化进行观测、收集、处理的活动和工作过程。

高空气象观测站

（1）高空气象观测站环境要求

①采用定向大线(需达)观侧系统的高空气象观测站应四周开门，障碍物对观测系统大线形成的遮挡仰角不得高于50°，特别是观测站盛行风下风向120°范围内的障碍物对观测系统的大线形成的遮挡仰角不得高于2°。在观测气球施放场地半径50m范围内要求平坦空旷无架空电线、建筑、林木等障碍物。

②采用卫星导航定位系统的.佰空气象观测站应四周开阔，障碍物对卫星导航定位系统接收大线形成的遮挡仰角不得高于5°。在气球施放场地半径50m范围内要求平坦空旷，无架空电线、变压器、建筑、林木等障碍物。

③高空气象观侧站的电磁环境应满足观测系统的要求。由国家无线电频率管理部门审定的.句空气象探空系统所使用的无线电频段，不允许其他部门或个人非法使用。

④高空气象观测站应有钧一合国家供电规范的电源和满足实时资料传输要求的通信方式，水、电、暖、交通等附属设施齐全、便利。

（2）空气象观测站制(储、用)氢要求

①制(储、用)氢室应选择远离繁华的市区、住宅和火源区域;不宜位十明火源的下风向;制〔储、用)氢室与民用建筑的距离必须人一于25m以上，与重要建筑的跄离大于50m以.上。制氖室、储氯室和充气室均为防暴间，应采用轻质屋顶和有利十泄压的门窗，各房间门、窗的而积与房间体积的比值介十0.05--0.22(㎡/m3)。

②制(储、用)氢室通风良好，严禁烟火，室外要有明显的警不杯志，并有健全的安全措施。化学制氧用的苛性钠、矽铁粉必须分别存放。制氯室、储氧室、和充气室必须互为独立。

③制(储、用)氖室供电装置必须符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等要求，井安装防暴灯和防暴开关。配备必要的消防设施。

④制<储、用)氯室设备要定期的检查、维护和检定。

观测时次

（1）定时高空气象观测时次是指北京时02时、08时、14时、20时，正点施放时间分别是北京时01时15分、07时15分、13时15分、19时15分。各高空气象观测站具体进行观测的时次及项目由国务院气象主管机构规定。

（2）需临时增加高空气象观测时，须经省、自治区、直辖市以上气象主管机构批准，并报国务院气象主管机构备案。

观测装备

（1）无线电探空仪：由温度、湿度、气压传感器，测量电路，控制（解码）电路，发射电路和电池等部分组成。探空仪传感器的测量范围分别为：温度从50℃至―90℃；湿度从1%至100%（RH）；气压从1050hPa至1hPa，观测精度应符合规定要求。

（2）探空仪基测箱：探空仪基测箱是对探空仪温度、湿度传感器在探空仪施放前与检测箱内温度、湿度的标准器进行比对的综合性检测设备。探空仪基测箱内环境要稳定，智能化程度高，尽可能消除由于操作而引起的误差。定期对基测箱内标准器进行检定。

（3）探空气球:具有良好的弹性、防老化性和耐低温性。高空气象观测站根据其观测业务的要求，选用相应型号的探空气球。探空气球按用途和质量主要有两种：经纬仪测风气球（如：30g气球）和探空气球（如：300g、750g、800g、1600g气球等），经纬仪测风气球为红色、黑色或胶乳本色，探空气球为胶乳本色。

数据采集系统

（1）测风雷达:由接收、发射、天线和伺服系统等组成。具备对压、温、湿、仰角、方位角、斜距等基本数据的接收和处理功能。雷达的性能指标应符合其功能规格书的要求。

（2）卫星导航定位接收系统:能够接收和处理卫星导航定位探空仪发回地面的信号，利用卫星星历解算导航电文，通过数据处理软件完成高空气象要素观测。

（3）数据处理终端:数据处理终端由硬件和软件组成。硬件要满足系统的基本配置需求，软件要符合规范要求。

高空压、温、湿、风观测

（1）高空压、温、湿观测是由气球携带无线电探空仪升空，将实时观测的压、温、湿等高空气象数据传送至地面接收设备。

（2）高空风观测采用定向天线（雷达）跟踪、经纬仪或卫星导航定位系统等方式。定向天线（雷达）和经纬仪主要通过跟踪气球飞升过程中的仰角、方位角、斜距或高度计算风向、风速。卫星导航定位系统通过接收导航信号，确定气球携带探空仪（应答器）在空间的位移，计算风向、风速。风向是指风的来向，以º为单位，以正北方位为0º，顺时针旋转。风速是指单位时间内空气移动的水平距离，以m/s为单位。

（3）地面数据处理终端对气压、温度、湿度、风向、风速等数据进行处理，获取规定等压面、规定高度、特性层、对流层顶、零度层、空间定位等资料，并形成上传数据文件和秒数据文件等，编制高空压、温、湿记录月报表和高空风记录月报表，形成月数据文件，观测业务人员在规定的时间内完成文件传输。