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- 2016年
- 556期－氣象觀測（4月號）
文章專區
2016-04-01從人工到自動 氣象觀測儀器改良大躍進
556 期
Author 作者
宋紹良／國立臺灣大學大氣科學研究所碩士，現為中央氣象局第二組技士，負責自動觀測站建置、管理、站址勘選等業務。
氣象觀測是天氣預報及大氣科學研究之基礎。自古以來，天氣與人類活動息息相關，人們很早就試圖了解大氣中各種現象的狀態及變化情形，從每個人自身的感受出發，用眼睛、用身體去感知所處環境的天氣變化，日復一日，人類對於大自然有了更多認識，開始嘗試設計觀測儀器，以求更客觀地使用數字描述各種氣象要素。氣象觀測儀器最早需由人工操作及判讀，量測出當下的狀態後，再手動記錄儀器顯示的讀值，科學家充分運用各種材料特性及物理原理，針對不同氣象要素設計出穩定、耐用、合於標準的儀器。接著，利用機械原理，結合筆尖、自記鐘及自記紙，人們製作出自記儀，可自行記錄氣象要素隨時間的變化，使原本一個一個時間點的觀測資料，變成一段連續的過程，且可觀測每日極端值，人為操作導致的觀測誤差也得以降低。
然而，自記儀仍需要觀測員定時上發條、更換自記紙，20世紀起，各式各樣的電子式觀測儀器陸續發明，經過不斷改良，不僅可減少儀器的反應時間，記錄到氣象要素更細微的變化，也能在完全無人看管的環境長期穩定運作。電子式儀器的運用，使全自動觀測時代來臨，觀測站網密度也得以大量增加。
地面氣象觀測儀器發展
溫度
溫度量測主要採用熱平衡的概念，感應器與受測物體接觸一段時間後達相同溫度，感應器之溫度即為受測物體之溫度，利用感應器材料隨溫度升高或降低，其狀態有相對應變化關係的原理，可製成溫度計。這種對應關係，主要為體積的改變，即溫度改變造成膨脹收縮之情形。氣溫量測最早可回溯至義大利科學家伽利略，他於1592年製造出空氣溫度計，並開始觀測氣溫。空氣溫度計的準確度很低，17至18世紀許多科學家開始改良溫度計，先後製造了酒精溫度計及水銀溫度計，細玻璃管內注入水銀構成的液柱式溫度計至今仍被普遍使用。1940年代以後，開始使用溫度自記儀，主要為兩種金屬片組成的雙金式溫度儀，溫度升降造成兩種金屬因膨脹係數不同，產生彎曲，彎曲程度不同即可帶動自記筆升降。......【更多內容請閱讀科學月刊第556期】