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彭佳屿气象站位于台湾北方三岛彭佳屿上，行政区划分历属于基隆市中正区，为交通部中央气象局辖属四等气象测报机构之一，彭佳屿气象站也是气象局辖属台湾最北端的气象站，因此拥有台湾北方天气系统前哨站的称号[1]。
彭佳屿气象站于台湾日治时期明治42年（1909年）成立，当时最先成立彭佳屿灯台，而气象观测业务由灯台守灯人兼任，因此称为彭佳屿灯台测候所[2]。当时台湾总督府将气象观测站分有A级的“观测所”，与B级的“测候所”，而彭佳屿在内的全台8座气象观测站被分类为B级测候所[3]。
昭和10年（1935年）日本人为发展台湾与日本内地之间航空事业，基于安全考量，于彭佳屿增设高空气球观测站，并开始兴建彭佳屿测候所建筑，隔年彭佳屿灯台测候所扩编为台湾总督府中央气象台彭佳屿测候所[4]。
1945年第二次世界大战战后，彭佳屿测候所由中华民国政府成立之台湾省气象局接收，改名为台湾省气象局彭佳屿测候所。1947年因应气象局降格为气象所，彭佳屿测候所全衔改称为台湾省气象所彭佳屿测候所。1965年9月再度因应气象所升格为气象局，彭佳屿测候所全衔更改，1971年7月改称为中央气象局彭佳屿测候所，1977年7月改称中央气象局彭佳屿气象测站，1989年8月因应中央气象局四等测报机构命名规则，彭佳屿气象测站改名为彭佳屿气象站至今[4]。
彭佳屿气象站于日治时期成立之初，主要使用彭佳屿登台建筑兼用于气象观测业务，直到昭和10年（1935年）独立兴建彭佳屿测候所建筑一栋，为石砌墙壁粉抹水泥之平顶屋，并采风力塔与测候所建筑分构之设计，昭和15年（1940年）再增设石造建筑一栋，总计彭佳屿测候所设有厅舍一栋、宿舍两栋、风力塔及观测坪一座，及因应岛上无固定水源设置的承水程、储水池各一座[2]。
彭佳屿测候所由于离岛运补困难，且地形、气候劣势下保养艰难，战后年久失修，破烂不堪，中央气象局接掌彭佳屿气象站后于1982年进行气象站建筑大修工程[4]。
2015年起中央气象局因应彭佳屿气象站业务扩充，展开气象站建筑改建工程，该次改建工程考量当地气候与地形状况，规划为一栋融入彭佳屿地景之建筑，除了气象站造型如同岛屿，也设计有海蚀洞的意象，建筑本体的规画也设计能够抵抗强劲东北季风及高盐分、高湿度空气等措施。彭佳屿气象站改建工程历经四年分批船运建材施工，于2019年竣工启用[1]。
彭佳屿气象站依据中央气象局四等测报机构编制配有主任1人、职员4人，以及工友2人，作业方式采16小时轮班[4]。
地面气象自动测报系统，每日定时实施气压、气温、风向、风速、湿度、云、天气现象、降水、日射、日照、能见度、蒸发量等气象观测，其中除了云、天气现象与蒸发量为人工观测外，其馀项目均采自动化观测[4]。
承接台北气象站之业务，于每日协调世界时0时（当地时间8时）及12时（当地时间20时）施作2次高空观测业务（台风警报时增为4次，或视特定需求时增加观测次数），项目包含高空气压、温度、湿度、以及风向与风速[4]等。
承接台北气象站之业务，每月2次以芬兰VAISALA公司高空观测系统，作臭氧之垂直剖面分布观测，收集臭氧层与总臭氧量之季节变化资料[4]。
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