展开一张空白天气图，可以看到在以自然地理为背景的地图上，印有许多小圆圈，象点点繁星，分布于地球表面。这些小圆圈，每一个都代表着一个气象观测站点，全球约有一万多个，它们有统一的编号。这些站点一部分是天气站，一部分是气候站，事实上还有很大一部分站点在图上没表示出来，这些站也做类似的工作，统称为气象观测站，它们是监视天气的哨兵。
气象观测站的观测任务
天气观测站观测的项目有气压、气温、湿度、云量、云状、云高、风速、风向、最高最低气温、天气现象、大气现象、降水量和能见度等。各站按规范定时观测，观测后在限定的时间内编码发报，供世界各地的气象台收集，用于绘制天气图表。观测和发报次数根据任务要求而定，每1小时、2小时，3小时不等。现在全世界参加国际气象电报交换的天气站约有2700个陆地点，一律在世界时00，06，12，18时（即北京08，14，20，02时）正点观测，正点后3分钟内发出报告。
气候观测站一般没有发报的任务，观测项目可简可繁，次数可多可少，这些由任务而定，至少每天二次或三次。它们所取得的资料除及时用于当地服务外，主要是积累气候资料。
实际上一个气象站往往同时兼顾天气站和气候站双重身份。个别专业气候站还担负特殊的发报任务。而大多数天气站同时兼有气候观测的任务。许多天气观测项目同时也是气候观测项目，另外还进行日照、日射、蒸发量、地面温度、土壤温度、积雪、冻土、初终霜、初终冰等项的气候观测。
除气象系统外，一些部门根据需要也建立各自的气象观测系统，观测基本气象要素，并且各有独特的项目。这些站有的已纳入国家气象网，有的与国家站互相协作。由于计算机的普遍使用，还可以联机成网，同一般观测站一起组成一个复杂的测报系统。在国外，除国家设立气象站以外，还有大量的气象爱好者建立个人气象站。在我国，有成千上万的气象哨和气象组，配备的仪器简单，有的观测也不够正规，但也在一定程度上弥补了正规测站密度不够的缺点。
在天气图上的站点中，有一部分测站还要执行高空观测的任务，其中有的做气球测风，有些做无线电探空观测，观测高空的温度、气压和湿度；有的兼做二者。一般每天进行2次，各在上下午七时开始。所测结果同地面天气报一样，及时传送出去。这种高空探测站要求测点距离为500公里，按全球布点应达2000个左右，现在才只有800个站。
雷达观测及其他先进技术观测多装配在较大的气象台上（不包括机载、船载雷达），做定时或临时需要增加的观测，一般是在必要时或固定季节才加密观测。
在荒漠、高山等人烟稀少地区，还有一些自动观测发报站，所测得资料一般只供本地区或本国使用。
海上观测点有两种：一种是在固定船舶或在浮标上进行气象观测，项目较简单。一种是航行中的船舶观测，好象是一个活动的气象站，在航途中定时观测和发报。这些测报资料都参加天气电报广播或传送。
地面上还设有专门的信息接收站，接收气象卫星、火箭、飞机所探测的气象资料。卫星接收站装备比较复杂。
所有这些站点日日夜夜工作所取得的气象资料，直接地或经过加工后为全人类的生产、生活活动进行持久不懈的服务。
气象台站的气象观测员都受过一定的专业训练，具有一定的科学技术水平和工作经验，能在复杂的天气情况下，排除意外，完成任务。他们必须具有严肃的科学态度，自觉认真地工作，按规范、制度办事。观测时间不能提前或延后，工作程序不能变动少许，观测、记录、发报等一切工序必须准确及时。更难能可贵的是他们具有高尚的为科学事业献身的精神，不论酷暑、严寒、狂风、暴雨，都坚持一丝不苟的工作。许多气象员长期坚守在高山、孤岛、荒漠、绝地，远离亲友，与世隔绝，默默地献身于气象科学事业。无论出现多么恶劣危险的天气，观测员们都要坚守岗位，有的巡行观测场地，有的攀登观测高台，有的埋首荧光屏前、发报机旁做他们重复过不知多少次的工作。
通常人们认为气象台是专门发布天气预报的机构，实际上它的任务很繁重，发布天气预报只是它的一项中心任务。
气象台站的分级建制与分工
各国的气象台都分为几级包括中央台、区域台、省台（州、县台，联邦台等）、地区台和专业台。各级台都有它一定的监管地域范围和专门业务。
中央台和区域台往往是一个国家内的气象中心。它们的任务是收集、积累和传送气象观测资料，制作天气图表，制作和发布天气预报、警报，开展科学研究和技术改进，进行技术服务，指导下级台站的业务技术工作，对当地的气候和大气质量作出评价等，通过这些活动广泛地为经济建设、国防事业、人民生活服务。其它各级气象台业务情况大致类似，只是范围较小，内容也简繁不一。
气象台装备有适应业务需要的有线、无线通信设备，包括有线、无线收发报机、电传打字机、图象传真收发机、电视图象传送设备、卫星信息接收设备、短波无线电广播设备、高频无线电话收发系统、专线电路和拨号电话、以及管理通信、实现传输自动化和图象传真数字化的电子计算机。各级台通过这些设备做如下工作：接收各种探测来源的实时气象资料，和其他气象机构发出的加工资料和产品如天气预报、气象参数等；同时也通过这些设备向台站或资料储存单位检索所需要的各种实时或非实时的气象资料；向各级台站发送各种资料；向国家广播、新闻部门及用户发送天气预报、情报、警报；随时答复用户的天气咨询。
根据业务的简繁，各级气象台配备有从微型到巨型的电子计算机，除通信业务外，承担气象资料的处理工作，包括计算、统计、整理、编辑、填图、分析、绘图、显象、复印、数据存储、用以制作数值预报产品等。现在国内外些较先进的气象台已借助计算机基本上实现了全部业务自动化。
在应用气象资料作出天气预报的过程中，气象台要使用收到的或自己制作的大量天气图表。最普通的是地面天气图，图的地理范围大小不等，可以是局部区域的，也可以是半球或全球的。在图上，每个站点上填绘发自该处的气象电报记录（约为十几个到二十几个气象要素），这张图内某一时刻的天气状况便一览无遗。大致在正点观测时间后半小时至两个多小时，各地气象台就能掌握所需了解的情况了。一般气象台每天绘制四次较大范围的图，小范围的图则可多可少，随季节和任务而增减，专业台如航空台和军事台绘制这类图的次数较多。
气象台收集来的高空报主要用来绘制高空天气图，分层填绘高空气温、气压、湿度和风的记录。在高空图上绘制等高线、等温线、变温变高线，分析出高压、低压、急流等系统。根据高压资料绘制高空平均天气图，标准等压面上的要素分析图，物理量初值图等。各级气象台绘制高空图的层次、数量、种类也繁简不一。
气象台根据所接收到的各种信息也绘制或复印出各种图表，如卫星云图、雷达回波图、要素剖面图、单站高空风分析图、温度对数压力图、等熵面图、能量廓线图等。除图表的绘制分析外还有大量的计算工作。所有这些工作，小的气象台部分自己制作，部分从大台接收。大台自己制作的要向小台发送。各级气象台所发出的各种时效和各种内容的天气预报，都是根据这些图表、资料作出的。
完成这样复杂的业务工作，气象台配备有通信、电子、观测、计算、预报等各类专业工程技术人员。其中预报人员是全部业务程序中最后一道工序的执行者，也是业务工作效益的最终体现者。他们不但同其他专业人员一样，需要有较高的业务技术水平，较强的责任心，更要有丰富的天气实践经验。即使在将来预报方法高度数值化以后，成熟的预报经验仍将是良好预报质量的保证，富有经验的天气预报员仍将是气象台工作的重要支柱。
密集的气象台站网
我国气象台站网以国家气象中心（中央气象台）为中心，下面有六个大区中心气象台、即沈阳、上海、武汉、成都、兰州、广州中心气象台。中心气象台是国内天气预报、气象通信等业务和服务的区域中心，负责本大区内业务的技术指导，同时承担所在省、市气象台的任务。各省、市、自治区政府所在地，各设有省级气象台，负责本行政区范围内的天气预报和警报、资料的加工分析和整编、气象情报服务、情报传输和对下级台站的指导工作。省以下各市、地、州、盟设地区级气象台。以上三级气象台组成我国以天气预报为主的全面气象服务网的茎干。
在地区级气象台以下，基本上县县有站，执行各种观测任务。我国的气象站与国外不同，不是作单纯的测报工作，它们同时以气象台的预报为指导，在当地发布补充天气预报，并进行大量的农业气象、专业气象、气候资料服务工作。
通过这些台站，组成了气候、天气、高空气象、航空天气、农业气象、太阳辐射、天气雷达、卫星气象八类专业探测网。
气候站网，站间距离一般在50公里左右；国家基本站有720个，连同一般站和辅助气候站总数在2000个以上。
地面天气观测站网，站间距离一般不大于150公里；每天进行48次定时天气观测和发报，同时也是气候站网的站点。另有一些一般天气站，只供应本省的需要。
高空气象探测网有无线电探空站120个，测风站86个。站间距离一般在300公里左右。
航空天气观测网包括我国绝大部分的天气站和气候站，定时每半小时到每3小时拍发航空天气报告，随时拍发危险天气通报，以保证军事和民航飞行的安全。
农业气象观测网，是为专业服务的专业站网，根据地形、气候、土壤、农业、林业、牧业、经济作物、种植制度、重点开发地区、商品粮基地等各方面的代表性而设立，遍布全国，约有900多个站点。
太阳辐射观测站网是为研究太阳辐射和开发利用太阳能资源提供资料的，全国已有近百个站点。
天气雷达站网，主要监测台风、强降水等天气系统，全国已有二百多部天气雷达，组成了不同规模的联防网。
卫星云图接收站，现已有几十个台站分别配备了不同类型的接收设备，并利用传真机传送给约二千个台站。
在国家气象系统以外，我国各专业部门、如民航、海洋、农业、林业、盐业、水利、电力、石油、地质等部门，以及大型厂矿、大专院校、科研单位、三军系统，总共建立的气象台站近千个。他们拥有大批专业人才和先进设备，为本部门发展生产、科研进行专业服务做了大量的工作，也为全国气象事业的发展做出很大的贡献。
国家气象中心
每个国家都有自己的气象中心。它的任务是收集全国以及全世界的气象情报资料，在这里转发、整理、编辑、加工、储存；制作大量的天气图表，计算出大量的气象参数物理量，供给全国台站甚至国外使用；发出最全面的天气预报、警报，并对下面各站的预报进行指导；进行全国性、全面性的重大服务工作。国家气象中心常常是全国通信中心，预报中心、资料中心、技术发展中心，任务十分繁忙。
我国的国家气象中心是亚洲区域气象中心，是世界上规模较大的气象中心之一。由于我国现代化起步较晚，中心的技术装备以及整个气象系统的建设较世界先进水平还有些差距；但同国内横向比较，现代化程度居于领先地位。现在它每天要接收世界各地的气象报告，有天气报告二万余份，地面航空报告近三万份，船舶报告三千余份，探空报告约一千六百份，高空报告约二千五百份，飞机探测报告约三千二百份，此外还有大量的卫星和雷达探测资料。这巨量的资料要进行鉴定、识别整理、编辑、处理和加工使用，其中部分要向全国转发。中心每天要利用这些资料制成一千多张天气图，以及大量的天气预报成品和半成品，然后用传真图输送给一千多个用户（包括国家各级台站和大的生产单位）。同时，由电子计算机控制的八百多条电传打字机线路分散给有关使用单位。
我国国家气象中心在信息的收发、资料的加工处理、预报产品的制作方面，大部分实现了自动化，用电子计算机来完成。根据现在发展的速度来看，不久将会成为世界上最大的气象中心之一。
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