托馬斯·杰斐遜：不愛氣象觀測的博物學家不是好總統
在社會化觀測的眾多類型中，志愿氣象觀測是獨特的一類，它的參與者是個人，而不是任何組織。
說起志愿氣象觀測，就不得不提美國總統托馬斯·杰弗遜。鮮為人知的是，杰弗遜是一位博物學家和“天氣成癮者”，不僅他自己在長達50年的時間里，堅持了每日氣象觀測和記錄，還利用職務之便，讓親戚、下屬和朋友幫忙在世界各地觀測天氣。
托馬斯·杰弗遜（1743-1826）
最具權力的氣象觀測志愿者
美國第三任總統
《獨立宣言》的作者
杰弗遜最早的氣象觀測在1776年
包括溫度、天氣現象、降水和物候現象
他一直想測濕度和風
但靠譜的濕度計和風力計
當時還沒有發明出來……
杰弗遜其實并不是氣象觀測志愿者里堅持得最久的，著名化學家道爾頓堅持了57年，他最開始其實是希望作為一個氣象學家出道，但后來陰差陽錯，以化學家的身份留名青史。
空氣里到底有些什么？
它們為什么混合得那么均勻？
而不像雞尾酒一樣分層呢？
——約翰·道爾頓（1766-1844）
終極氣象愛好者
氣體分壓定律發現者
近代原子論提出者
可惜的是，無論是杰弗遜還是道爾頓，都生不逢時，他們的觀測只能作為個人愛好，沒有為大氣科學的發展和應用起到實質性幫助。
而在21世紀的今天，志愿氣象觀測，已經成為了現代氣象觀測的重要組成部分，和氣象衛星雷達一起，保障著生命財產安全。
志愿氣象觀測大多由政府氣象部門、教育部門、學校、科研機構或者企業資助并提供指導，公眾或學生無償參與。全球參與度和影響力較大的志愿觀測項目包括：
一、“官方”氣象志愿觀測
在所有由政府主導的氣象志愿觀測計劃中，美國的COOP（Cooperative Observer Program）可以說是最為成功的一個。
鏈接：https://www.weather.gov/coop/
性質：政府項目
規模：10000左右
時間：1890年至今
地點：美國
作為世界上歷史最久的氣象觀測站網之一，COOP背景強大，支持力量雄厚。COOP由美國國家天氣局官方主持，政府提供一條龍全流程服務，從站點管理、志愿者培訓，到數據收集、質量控制、存檔發布。
COOP站點的設備可能歸NWS
也可能屬于個人、公司或其他機構
只要其滿足NWS的設備標準即可
目前全美有超過8700名合作觀測員
甚至，如果你房子買的位置好，或者常駐國家公園等著名地標，可能直接獲贈專業設備一套，享受"私人定制"級別的氣象觀測。
參與COOP項目的很多測站
位置在山巔、沙灘、海島、國家公園等
那里的天氣要素可能不具備空間代表性
但卻是公眾和游客日常生活中經常出現之地
COOP的觀測站點選址講究，觀測時間尺度長，被視為美國溫度和降雨數據最為重要的數據來源，在氣候研究方面具備極高價值。
二、“民間”志愿觀測
從前有一群能量很大的人，叫做無線電愛好者。他們自學無線電知識，自己掏錢買設備，并且努力用無線電設備來幫助它人，比如幫助氣象局收集更多的氣象觀測數據。
由美國無線電愛好者發起的CWOP（Citizen Weather Observer Program）項目，是業余無線電操作員協助公共管理最成功的案例。
鏈接：http://wxqa.com/
性質：社會團體
規模：13000左右
地點：北美為主，覆蓋全球150個國家
CWOP中有4000多位業余無線電成員（HAM）
全世界正式注冊的HAM總共大約六百萬人
中國二十多萬，美國一百四十萬
他們領取政府分配給的唯一呼號
作為HAM的身份和榮譽的標識
LOGO比較土，私人觀測站有的也很山寨，但他們的通訊系統強大，觀測數據每15分鐘一次上傳到NOAA，進入到官方的數據質量和同化系統中。
左圖LOGO下方的APRSWXNET
是其觀測數據在官方數據庫里的數據類型縮寫
右圖是典型的美帝大農村屋后的觀測站
值得一提的是，由于這些數據時效性好，甚至被應用到了美國天氣局的快速循環同化系統中，參與生成短臨產品。
三、商業氣象公司主導的志愿觀測
TWC旗下氣象公司Weather Underground擁有目前規模最大的私人氣象站觀測網，在全球范圍內有超過25萬個（部分來源于CWOP或者MADIS）觀測站。
鏈接：https://www.wunderground.com/
性質：公司
規模：250000
地點：歐洲和北美為主，覆蓋全球
全球其它位置的天氣預報
也得益于志愿觀測站網的優勢
準確度較高
正是這些觀測數據，讓Weather Underground有底氣和美國官方NWS直接叫板，并把自家預報產品直接注冊了“Best Forecast”商標。
Weather Underground 推薦
家用氣象站常用品牌和型號
有上篇提到的很美的Netatmo和Bloomsky
也有性能更加強大的Davis和Ambient等
通過網站購買有優惠
這25萬個家用觀測站的數據只是TWC大數據的冰山一角，據稱它們還拿到了美國1.4億車輛雨刷器的數據，用來估算局地的降水強度，畢竟擁有IBM的人工智能云平臺，大量數據、獨特算法和專業團隊的結合是它們的強項。
四、大學主導的志愿氣象觀測
一般高校的號召力和影響范圍有限，但在美帝的氣象圈，落基山皇家氣象學校（科羅拉多州立大學）除外。
它組織的降水協同觀測網 CoCoRaHS（Community Collaborative Rain, Hail andSnow Network）是科學教育和科學傳播的成功案例。
鏈接：www.cocorahs.org
性質：高校項目
資助：NOAA，國家科學基金會（NSF）、克羅拉多大學和其它組織個人
規模：10000多人
時間：1998年至今
地點：美國所有州、加拿大和巴哈馬群島
和前面三種類型相比，大學主導的志愿觀測項目有下面幾個特點：
首先，對設備要求低，學生荷包有限，設備盡量便宜，一個雨量筒足矣；
第二，在科普上誠意滿滿，視頻網站油管上有系列的短動畫，內容包括地球水循環、氣候與天氣的關系、以及怎么精確測量降水量英尺數到小數點后兩位；
如果睡懶覺忘記觀測了
你的數據還有用嗎……
詳情請戳上面教學視頻
第三，兼具大學社團性質，志愿者們經常組織徒步、野餐、講座、交流分享會等，打造溫馨開放科學愛好者小圈子；
第四，數據完全公開，觀測通過網絡或APP將觀測結果發往位于科羅拉多州立大學的數據中心站，所有的觀測數據都是公開的，并能夠在線生成和下載統計圖表。
國內的志愿氣象觀測
歐美國家的志愿氣象觀測模式，運作已經較為成熟，對比之下，國內類似的志愿氣象觀測走的是另一條路線——氣象信息員+氣象愛好者。
氣象信息員是“國家隊”，規模龐大，約為60-70萬人，渠道下沉到了鄉鎮村屯，覆蓋全面，部分地方有地方財政補貼到每個人員。
信息員沒有觀測設備
上傳的觀測記錄多以“目測”和“感測”為主
還做不到定時定點定量
氣象信息員一般是基層政府工作人員，他們告知父老鄉親預報預警，通過文字和圖片的形式上報“目測”的天氣現象和災情，還協助維護大喇叭、顯示屏等設備。
氣象信息員對災情的上報
很像古代的災異記錄
無論中外
災異都是歷史記錄中
重要的部分
除了國家隊之外，在民間還有一個熱情滿滿的氣象愛好者小圈子，他們本領高強，軟件硬件兩手都硬，自己購買元器件、DIY觀測設備、堅持觀測、共享數據。
例如果殼網萬有青年計劃第三期曾經資助過一個氣象愛好者的項目，是基于Arduino主控板DIY氣象站，連接傳感器和芯片，能夠獲得溫度、濕度、氣壓值、光照強度、風向、風速等數據。
ID:wangjie1945 DIY的氣象站
圖片來自博客常州創客空間
愛好者們通過本地SD卡存儲數據，或者把數據上傳到云端服務器。有商業網站為這些觀測數據提供了數據接口，愛好者們在平臺上能夠查看設備詳情，共享觀測數據，進行用戶交流。
還有一些輕量級愛好者，通過墨跡空氣果、象輯Weatheron等智能微型觀測設備，了解更多氣象環境信息，但只是定位在用戶個人使用，例如weatheron只能通過后臺記錄過去一周的數據，沒有更多的數據積累、分析和挖掘。
象輯Weatheron用戶分布情況
原點大小代表用戶規模
觀天者說
應該說，我國氣象志愿觀測在專業性、科學性、參與度等方面，和國外相比還有一定差距。無論是政府氣象部門，商業氣象公司，還是大中小學，對于能有更多人參與這種科學活動，肯定都是雙手雙腳歡迎。那么，人們到底為什么愿意無償參與志愿氣象觀測，志愿氣象觀測的這種“志愿”來自哪里？觀天者認為可能有四個方面：
來自“真愛”
美國國家颶風中心招募志愿觀測者時，只有一個要求，對天氣氣候感興趣。無論是作為美國總統的杰斐遜去歐洲考察期間，還是作為浙大校長的竺可楨在抗戰時期組織全校西遷時，他們都沒有丟下每日的觀測習慣。
興趣是最好的老師。對于氣象愛好者、氣象發燒友、天氣成癮人群，氣象觀測這件事情本身有意思有意義，這一個理由，就足夠讓他們付出時間精力和金錢，投入到這項事業中。
來自科學素養
參與氣象觀測需要一定專業知識，參與氣象觀測也是最好的提升對氣象相關科學理解的途徑。教學動畫片、講解視頻、記錄表格、小冊子、操作指南等等，方便查看下載打印。一方面降低門檻，讓更多人參與，擴大覆蓋面，一方面增加臺階，讓重度愛好者有機會按圖索驥，深入了解。
英國氣象局第一任局長菲茨羅伊
科普巨作《氣象學手冊》
有好幾章都在講
怎么在自家后院兒搭個氣象站
來自公民意識
科羅拉多州立大學的志愿觀測項目的口號是“One Drop Counts”, 一語雙關，一方面是指在降水觀測中要精確到每一滴，另一方面也是指，每位志愿者的點滴貢獻，能匯聚成很大的力量，最終幫到你，幫到我，幫到社會。
來自“存在感”和“獲得感”
離開志愿和合作觀測者,氣象學的歷史就無法完整地書寫。2001年是聯合國國際志愿者年，世界氣象組織（WMO）在2001年的主題是"天氣、氣候和水的志愿者"，以紀念所有氣象志愿者做出的貢獻。
如果知道，關于颶風的信息，無論是否及時，只要上傳，都對颶風預報評估等工作有重要意義；如果真的堅持了數十年，或在重大天氣中提供了關鍵性信息，美國天氣局會為個人或家庭頒發一個獎章，這些認可和激勵，都能提升“獲得感”。
參考資料
范雯杰 等. 社會化氣象觀測發展及其啟示，氣象繼續教育，2018（1）
賈明群. 天氣、氣候和水的志愿者——2001年世界氣象日紀念主題[J]. 科學新聞, 2001(11):20-20.
張格苗. 普通人能為氣象觀測做些什么[J]. 氣象知識, 2017(3):48-50.
中國氣象局，《綜合氣象觀測業務發展規劃（2016-2020年）》
葉夢姝 ，菲茨羅伊和十九世紀英國天氣指南 《中國氣象報》2013年11月29日，第四版
http://www.cma.gov.cn/2011qxfw/2011qqxkp/2011qtpxw/201208/t20120816_182142.html
https://www.weatherworksinc.com/How-to-Volunteer-for-the-Weather
https://www.monticello.org/site/research-and-collections/weather-observations
http://122.224.174.182/#
https://library.wmo.int/index.php?lvl=notice_display&id=7237#.W2WdPaEjzFk
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