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气象测量

发布时间:2020-01-30

使用气象数据或为个人目的而进行天气测量的研究工作者应当经常注意到可能误差。首先,任何浏量的质量都只能 与所用仪器相当;进一步来说,仪器类型决定测量的精确程度。例如,温度表只指出感应元件的温度,不论这种惑应元件是如装在玻璃管中的水银一样的液体,是金属元件电阻器,或者是其他任何测跫装置。仪器可能有检定误差,也可能有滞后现象,其读数将受前不久条件的影响。仪器对变化着的条件的反应可能有快宵慢;对仪器可能维轳得很不好,仪器也可能受损伤。所有这些因素对仪器误差都有影响,只是其中一部分能够避免。

另一种类型的误差是由于观测员本身的错误。器测时误读一个刻度,査表时査错一行,这些情况是很容易发生的, 连富有经验的老观测员也在所难免。这样的误差在事后是很难纠正的,所以按随时校对的程序进行校对是完全应当的。 事后很久才校对(通常由别人校对),可导致无法进行验证的可疑误差。从理论上来说,这样的误差是可以避免的。但是,在实际上,真正达到完全无误差的情形,.是极其罕见。

最重要的误差来源大概在于仪器的使用方法,尤其是对于须测要素所用的仪器安装方式。气象因子彼此互相关联, 以致其中任何一因子的变化常常导致其他因子的变化,这种变化或显著,或不显著。为获得任一因子的可靠测量结果, 要承所用方法标准化,否则大小、高度、位置和方位的微小变化都能造成不可确定和不可测量的影响。因此,在一观测网内或整个试验过程中,处理的一致性对任何监视系统都是最关童要的问题。

在力求完善的详细检查中所遇到的第四个困难是气象要素本身的变化性。一个测量地点提供单一的样本,邻近地点,似乎完全相同,实际可能给出完全不同的结果。差异可能不总是那么大,但在研龛的參考项目中,可能是显著的。 由于实际条件的限制,取得足够的样本是不可能的,但至少必须了解单样本的可靠程度。

必须从多方面努力,才能消除误差,因为质量低劣的量数倒不如没有它们。能够使误塞减小的办法,或者说,如果不能消除误差,也能估计它们的.办法,将随要素、时间和气候而变化。重要的事情是,既不邀略它们,也不无根据地认为它们不存在。

对测量的要求

概括地说,在作气象测量时,误差主要来源于如下四个方面:a、仪器本身的误差。B、观测员的误差。C、由于仪器安放的误差。D、抽样误差。任何测量方法或测量技术的自标都是要使这些误差减至最小限度。

如果硏究过去农业事件的记录,研究工作者要尽可能妥善地利用现有天气测据,尽力把它们内插和外推到现有记录 所允许的范围,除此之外,别无选择。如果计划作新的估计或试验,仍可用这个现有的观测报告网。然而,为得到其形式适应硏究工作薷要的气象记录,最好作经仔细选择的特殊测量。

单位的大小

在开始做这样的测量之前,制定初步计划时必须考虑研究的规模,也就是说要考虑所用单位的大小,气象学单位必须与生物学单位相适应,一种变数用近似数据,另一种变数用精确数据,这是不合适的。上述基本原则的唯一例外是, 因变数对自变数变化很不敏感时,自变数只需测到较低精确度即可。

时间单位是最重要的单位;重要的尺度可以是几天的时段,可以是一天,也可以是几个小时。广义地说,以几分或几 秒钟计时间的操作属于微气象学领域,而农田尺度的试验很少需要这样的时间精确度。

不适宜的测量尺度可导致随后分折的失败,因为在最后阶段可能发觉,应当取得较详细的数据,但为时巳晚。另一方面,用现代化仪器和数据记录系统很容易取得非常多的测量数据。这样一来,使研究者淹没于数据的汪洋大海之中。即使借助于机器分析工具,处理巨量数据也将消耗非常多的时间和资金。作计划时条理清楚的思考将得到同样有效且有价值的结果。研究资金的不足可能是一件貌似“灾祸”而实际上是有效的事,因为它迫使科学家最有效地利用有限的工具进 行科学研究,先思而后行。

单位大小取决于两个主要因子:a、在野外条件下, 参数本身的变化程度。B、问题的舞要。这两个因子可能有矛盾,而且在任何情况下,直到问题接近解决,还很少能全部知道究竟用什么单位好。因此,实际上,参数性质及其随时间和在环境中所处位置的正常变化决定单位的大小,但是这受可用的时间、资金和人力的影响。

还有一点必须记住,即分析资料所用的时间一般比了解资料所用时间长得多。如果完成一项研究计划的可用时间有限,那末把时间花费在观裥上,按计划随后不能完成分析, 是没有用的。需要按整个生长季作观察和测量时,除按观 期长短进行观测外,当然别无选择。首先进行一系列小型试 验以确定测量系统的可能性,然后在第二年开展全面试验, 这通常是一种明智的做法。这往往比用不适当方式试撟两年试验好得多。

在制订或完成试验硏究计划时,科学家不应把自己的作用降为数据加工机的服务员,这一点是极其重要的。科学家必须保持思考的独立性,并运用自己的逻辑推理能力。如果对洞卡、磁带、计算机程序以及这样一些现代化设备在数据处理和加工中的明显优越性估计过高,那末它们的必要条件和限制性就成为最重要的因子。这样做的结果通常是,人的头脑(这是一种高级计算机)对数据未作充分探讨,而只是以一笨拙的方式对数据作了分析,在这当中,速度和便利占了本适当拘地位。计箅机非常有助于使所提出的程序付诸应用,但计箅机是不能代替人的头脑的思考的。