一、氣象計量校準檢定體制的作用
我國氣象計量校準檢定技術體制與本部門的垂直管理體制相適應,一直沿用自上而下的量值傳遞檢定體制。經過60余年的發(fā)展,目前,全國氣象計量業(yè)務網絡包括一個國家級專業(yè)計量站和31個省級氣象計量機構,針對氣象溫度、空氣濕度、太陽和地球輻射、大氣壓力以及空氣流速等氣象專有量值建立了氣象行業(yè)最高計量標準。制定了一系列以計量檢定規(guī)程為主的計量技術法規(guī)文件,為貫徹執(zhí)行《計量法》和《氣象法》提供技術保證,為我國氣象探測數據的準確、可靠、可比發(fā)揮了重要作用。隨著氣象計量法規(guī)在實施過程中的不斷修訂完善,我國的氣象計量工作管理體系也逐步建立起來。氣象部門計量機構作為國家或省政府授權的專業(yè)計量檢定機構在建立社會公用計量標準,開展量值傳遞,為國家或當地執(zhí)行法制計量提供技術保證。氣象計量檢定體制規(guī)范了氣象計量工作程序,保障了氣象計量器具的法制地位;鞏固了氣象計量檢定機構的社會服務職能;為保證全國氣象計量量值的統一和準確可靠發(fā)揮了積極有效作用。
二、計量校準檢定體制發(fā)展的局限性
當前我國地面觀測站網主要包括2412個國家級自動氣象站和5萬余臺區(qū)域自動氣象站;98個作為業(yè)務觀測的輻射臺站以及相當的酸雨觀測站等。這些多要素自動氣象站廣泛分布于全國氣候類型區(qū)。全國省級氣象計量機構工作人員總計約240人,每個省平均不足8人;人員數量明顯不足。氣象部門自動氣象站檢定規(guī)程規(guī)定,氣象傳感器檢定周期為1~2年。可見,每年僅國家級自動氣象站的計量檢定任務已十分繁重,區(qū)域自動氣象站和其他觀測設備的計量保障任務幾乎無法按時完成。
此外,檢定自動氣象站需要按照固定周期逐要素、逐檢定點、全量程檢測整套設備。結合全國各區(qū)域的氣候資源多樣性,這種定期以全面檢測觀測儀器基礎性能的檢定體制與結合當地氣候特征和使用實際需求開展示值誤差校準的需求不相適應。
隨著探測業(yè)務規(guī)模不斷擴大,探測參量逐步擴展,探測手段持續(xù)擴充,氣象計量工作與探測業(yè)務的需求之間的差距表現越來越突出,如何改善和發(fā)揮現行的氣象計量檢定技術體制,使得計量資源運行效率最大化,滿足日益增長的氣象探測儀器的計量保障任務已成為氣象計量部門面臨的重要難題和挑戰(zhàn)。
三、氣象計量校準體制的發(fā)展展望
隨著市場經濟的深入發(fā)展,計量器具的校準已逐漸成為適應需求、保證量值統一的有效管理方式。歐美國家氣象部門普遍采用自下而上的量值溯源校準體制,通過校準實驗室的互認,保證氣象探測數據的可比性;通過國際關鍵比對,保證本國氣象觀測資料與全球測量體系的一致性。世界各國普遍形成了覆蓋全國包括氣象溫度、空氣濕度、降水、大氣壓力、空氣流速和太陽與地球輻射、日照、雪深等地面基本觀測項目的氣象計量業(yè)務鏈條。并且氣象量值的傳遞鏈分為非輻射量量值傳遞鏈和輻射量量值傳遞鏈。非輻射量氣象國家標準通過國家最高基準溯源至國際標準(SI),輻射量則通過區(qū)域輻射中心標準直接溯源至世界氣象組織的世界輻射基準(WRC)。
1.氣象計量校準體制是觀測數據國際互認的技術基礎
我國氣象部門國家和省級氣象計量機構的最高計量標準均按照《計量法》規(guī)定的量值傳遞方式,接受建標,設備、人員考核及定期檢定的管理方式。然而,我國目前在網觀測的氣象儀器幾乎不在國家規(guī)定的強制檢定工作計量器具目錄之列。筆者認為數額龐大、型號復雜的新型觀測設備,需要氣象部門組織開展基礎性、探索性的計量科學研究,研制相應觀測儀器的計量標準等,保證參與國際交換的氣象觀測資料準確可比,屬于科學計量問題。同時,并行氣象計量校準體制既是氣象部門計量機構之間開展實驗室能力驗證和業(yè)務水平考核評價的技術基礎,也是氣象行業(yè)最高計量標準溯源至國際計量標準的必然要求。
2.氣象計量校準體制適應我國氣象計量資源配置方式
自2012年我國地面氣象觀測業(yè)務改革調整,地面觀測業(yè)務實現自動化以來,很多氣象臺站的觀測員經過業(yè)務技能轉崗培訓,熟練掌握儀器工作原理,具有一定的維修保障技能,熟悉觀測數據質控方法。這些人員可以作為各省計量機構人員的有益補充,填補氣象部門地縣級計量人員的缺口。經過計量理論知識和實際操作培訓后,這些人員可按照相關設備的期間核查方法,結合當地的氣候特征和工作實際,定期現場檢查設備是否處于正常運行狀態(tài)。通過與氣象移動標準器的比對,檢查觀測設備的校準狀態(tài),及時報告省級計量機構開展校準,改變以往按周期送檢觀測設備的檢定方式。這種按需調用氣象計量資源的技術體制,將有效提升我國計量資源的運行效率。
3.區(qū)域自動氣象站的計量校準可行性
按照區(qū)域自動氣象站對天氣監(jiān)測、長期氣候監(jiān)測和氣象服務監(jiān)測信息收集的不同用途,將區(qū)域站分類分級進行計量保障管理。對于那些為天氣監(jiān)測預報服務發(fā)揮重要補充作用的區(qū)域站,采用類似于國家級自動氣象站的計量檢定體制,全面檢測觀測設備的基礎性能,保證全國氣象觀測資料的準確統一。對于那些為中長期氣候監(jiān)測或者氣象服務監(jiān)測提供信息的區(qū)域站,可以通過并行計量校準的技術體制,由省級計量機構統籌組織人員在定期現場巡檢維護檢查的基礎上,由檢定員按需開展計量校準,并保證在兩個校準間隔內定期組織人員開展期間核查,確保在網觀測設備的量值準確可靠,并具有溯源性