气象观测仪器有哪些主要分类与常见设备盘点

气象观测仪器主要分为地面气象观测仪器和高空气象探测仪器两大类，涵盖自动气象站、能见度仪、降水传感器、日照传感器、蒸发观测仪、雪深观测仪、雷电定位系统、高空气象探测雷达等多种设备，不同仪器监测的气象要素各异，观测站根据实际需求配置不同类型仪器。

气象观测仪器是用于气象预报、气象监测等气象服务领域的专业设备，按照观测平台的不同，主要分为地面气象观测仪器和高空气象探测仪器两大类。这两类仪器共同构成了完整的大气探测系统，实现对从地面到高空的气象要素连续监测。

地面气象观测仪器是气象站日常运行的核心设备，用于测量近地面层的气象要素。自动气象站作为地面观测的基础平台，通常配备多种传感器：气温测量采用铂电阻温度传感器或白金丝电阻温度表，利用金属电阻随温度变化的特性实现高精度测温；湿度测量多使用湿敏电容湿度传感器或毛发湿度计，通过感湿材料吸附水汽引起的电容量或长度变化测定相对湿度；气压观测采用电容式压力传感器或硅膜盒式传感器，利用膜片变形导致的电容变化换算气压值。风的观测通常使用风杯风速传感器和风向标，风杯转动速率与风速成正比，风向标尖端指向即风向。

降水相关观测设备种类较多。翻斗式雨量计是测量降雨量的常规仪器，通过翻斗翻转次数累计降雨量。降水天气现象仪采用光学原理，利用激光发射器和接收器，当降水粒子穿过采样区时，根据光强变化计算粒子尺寸和下落速度，从而判别雨、雪、毛毛雨、冰雹等降水类型。能见度观测主要使用前向散射能见度仪和透射式能见度仪，前者通过测量大气前向散射光强度估算消光系数，后者直接测量水平空气柱的平均消光系数。激光云高仪和微脉冲激光雷达用于云的观测，通过测量激光发射与接收的时间差计算云底高度。闪电定位仪利用闪电辐射的电磁场特性遥测放电参数，记录雷电发生时间、位置、强度和极性。日照传感器采用光电式数字日照计，自动记录日照时数。蒸发观测仪和雪深观测仪分别用于水面蒸发量和积雪深度的测量。

高空气象探测仪器用于获取地面以上各高度层的气象资料。探空气球携带数字化探空仪升空，实时测量温度、湿度、气压，并通过GPS或导航系统测风获得风向风速数据。高空气象探测雷达系统跟踪探空气球，接收并处理探测数据。气象火箭探测高度可达30至80公里，用于中高层大气的温度、密度、气压和风场测量。气象飞机除携带常规观测仪器外，还安装气象雷达和大气物理采样设备，用于云物理和强对流天气系统研究。风廓线雷达通过发射电磁波并接收大气湍流回波，连续探测高空风场垂直分布。各类高空气象探测手段相互补充，实现对从边界层到平流层的大气立体监测。

不同气象观测仪器的配置取决于观测站的功能定位和业务需求。基准气候站通常配备完整的观测仪器组合，包括自动气象站、能见度仪、降水现象仪、辐射传感器、雷电定位系统等。农业气象观测站增加土壤水分、土壤温度、叶面湿度和光合有效辐射等传感器，用于农田小气候和作物生长环境监测。交通气象站则侧重于能见度、路面结冰、积雪等影响交通安全的要素监测。随着气象观测技术发展，自动化、遥感和多传感器集成成为主要趋势，天气现象综合观测仪将散射能见度仪、降水检测系统和温湿风传感器集于一体，通过多变量逻辑分析自动判定天气现象。