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全自动气象站能预测暴雨,多传感器融合技术发挥了关键作用,以下是具体揭秘:
单一传感器功能与局限
翻斗式自动雨量站:可对强降水进行分钟级精准观测,其雨量传感器通过承水器收集雨滴,经小漏斗流进翻斗,翻斗每收集相当于0.1毫米降水量的雨水就翻身并通知干簧管,干簧管输出计数脉冲,通过累计可测出降水量。但它只能单一地记录降水情况,难以全面反映暴雨形成和发展的复杂过程。
风向风速传感器:安装在地形复杂的偏远乡村、七大流域的重点防汛河段和重点湖泊汇水区域的智能自动气象站配备该传感器,可在风经过时将实时气象数据精准传输给观测人员,有助于预测暴雨天气到来。然而,仅依靠风向风速数据,无法准确判断暴雨的强度、范围等信息。
天气雷达:是的监测暴雨、强对流等灾害性天气最为有效的工具,主要任务是探测大气中的云和降水粒子,为强降水、冰雹和龙卷等强对流过程提供最及时的监测,进而分析得出降水强度、大气中的液态水含量及降水运动状态。但天气雷达也存在低层探测盲区以及时间、空间分辨率上的不足。
多传感器融合技术优势
数据互补:不同类型的传感器能够获取气象要素的不同方面信息。例如,雨量传感器精确记录降水量,风向风速传感器提供风场信息,天气雷达探测云和降水粒子的状态。通过将这些数据进行融合,可以更全面地了解暴雨发生时的气象条件,弥补单一传感器的不足。
提高准确性:多传感器融合技术考虑了数据之间的偏离程度,集中的数据、得到历史数据支持或相互支持的数据获得较大的权重,通过加权融合的方式得到的结果。例如在暴雨监测中,多个雨量传感器的数据可以互相印证,当某个传感器出现故障或数据异常时,其他传感器的数据可以保证输出正确的观测值,从而提高降水数据的准确性。
增强稳定性:在剧烈变化的天气过程中,如暴雨发生时,多传感器自动气象站的数据之间能够互相印证,增加“可疑"数据的可信度。同时,当单个传感器发生故障时,能够使用其他传感器的观测值进行数据融合,保障观测数据连续不间断,为暴雨预测提供稳定可靠的数据支持。