当前我国气象观测现状与发展趋势研究-月期刊网论文发表

当前我国气象观测现状与发展趋势研究
何春燕
摘要：文章对我国当前气象观测现状及未来发展趋势进行了简单的探讨，并提出了新观点和新理论。
关键词：气象观测；发展趋势；现状
1 气象观测的基本概念
传统的概念是指借助仪器和目力对气象要素进行的测量和判定。随着观测技术的发展和观测对象的扩充,气象观测已逐步发展为大气探测。《倡议研究》对气象观测的概念予以了全新的解释:气象观测是对地球大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统、连续的观察和测定,并对获得的记录、数据进行整理的过程。气象观测是人们认识大气现象和气候变化的手段,其观测数据和信息是开展气象预报、预测、科学研究的基础,也是地球系统科学的一个重要组成部分,是大气科学发展的前沿。
2 当前气象观测的成绩与不足之处
2. 1 成绩
综合观测系统建设初具规模。到目前为止,我国的气象及其他相关部门先后建立了约4600多个各类气象台站,初步实施了大气观测、海洋观测和陆地观测,观测对象涉及大气、海洋、水文、冰雪、陆地、生态等多个方面。卫星和雷达观测具有世界水平。我国成功发射了4颗极轨气象卫星和3颗静止气象卫星,是世界上同时拥有双轨气象业务卫星的少数国家之一;沙尘暴监测网、自动气象站网、L波段探空雷达网、全球定位系统(GPS)探空站、飞机探测、风廓线仪和三维闪电定位仪等的建设和应用,提高了我国气象综合探测的现代化水平。
2. 2 不足的地方
我国现有气象观测站网布局还存在不足,基础研究、探测技术、探测仪器和装备与发达国家相比差距较大,离现代气象观测的要求还有较大距离,主要表现在以下几方面。一些台站环境受到严重影响,被迫搬迁,破坏了观测的一致性和连续性,严重影响了观测资料的准确性、比较性、代表性。有些观测数据采集手段和信息传输设备落后,能够获取的数据在时空分辨率、观测精度、观测项目及观测数据的连续性、完整性等方面尚不能满足系统监测与研究的需要。
3 我国气象观测趋势展望
依靠科技进步,利用各种先进成熟的探测技术和信息技术,建立门类较齐全、站网密度适宜、布局合理的地基、空基气象观测网。在未来系列卫星上合理搭载大气化学、大气物理结构等探测仪器;逐步构成极轨、静止和全球定位系统( GPS) 、小卫星等天基对地气象观测体系,开展对天气、气候系统的高时空分辨率、高精度、全天候、长期持续稳定的监测。实现对全球进行全天候的定量观测;对常规气象要素,大气化学成分及过程,气候系统各圈层相互作用的物理、化学、生物过程,进行综合监测。
3. 1天基观测系统
是由传感器在中层大气之上的以低轨(极轨)和高轨(静止)卫星为观测平台和与其相应的地面应用系统组成的天基遥感探测系统。卫星的遥感仪器向卫星探测的“高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率和高辐射测量精度以及全球、全天候、多波段观测”发展。
3. 2空基观测系统
传感器在地球表面以上、中层大气以下,并以飞机、漂浮气球及系留气球、火箭为观测平台的称空基遥感探测系统,以对流层、平流层和中间层大气的物理和化学特性为观测对象。根据全球气候观测系统(GCOS)规范和常规高空观测规范要求,高空观测站网密度达到200km;加快国内商业航空器气象观测业务体系建设,开展航空器气象资料下传(AMDAR)的业务应用工作,开发气象火箭下投探空仪系统,建立火箭探测试验、开发和应用系统。
3. 3地基观测系统
地基气象观测是以地面为传感器设置平台,以整个大气圈和相关圈层为观测对象,采用多种观测技术的综合性观测系统,既是气象综合观测业务体系的重要组成,也是气候系统观测的主要部分,是气象观测真实性检验和天基遥感探测校准的基础。地基观测系统可分为地面常规观测系统、地基高空观测系统、地基特种观测系统、地基移动观测系统。
3. 3. 1地面常规观测系统
全部建成测量准确度高、运行可靠的自动气象观测站。主要建设内容是调整站网布局,完善“三站四网”,形成260个左右的国家气候观象台、2400个左右的国家气象观测站(其中一级站约900个,二级站含约1500个) 、30000个左右区域天气观测站,构建国家气候监测网、国家天气观测网、国家专业气象观测网和区域天气观测网;逐步向多功能综合观测平台和多圈层观测系统转变;建设城市天气监测站网、高速公路监测网及气象资料空白区(沙漠、高原、深山、海洋、滩涂、冰川等)的无人自动气象站网,使地面常规观测系统中的基本地面天气站网密度不超过150 km,重点地区建成加密自动气象站网,站网密度达到10～15 km,形成布局合理、观测要素齐全、观测准确度高、时效性强,能满足不同需求的地面常规气象观测系统。2010年前建成S波段和C波段多普勒天气雷达为主的全国天气雷达网, 2020年建成包括双线偏振和相控阵在内的天气雷达网,开展雷达综合探测业务。积极推进激光雷达的业务化应用,发展微波辐射计和毫米波雷达。
3. 3. 2地基高空观测系统
主要负责对高空气象要素进行三维空间的定时与连续观测。布设覆盖全国的云地和云间闪电定位系统,建设国家级闪电资料处理系统,对全国闪电资料进行及时收集和综合处理,开展雷电防护及相关应用服务。