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天地空一体化的气象综合观测体系悄然形成

来源:中国气象报   发布时间:2017年09月14日07:29
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  李柏

  从人工观测到全面自动化观测,从直接观测到遥感观测,从大气物理变化的观测到大气化学变化的观测,从大气圈的观测到海洋等多圈层的观测……近五年来,我国气象综合观测系统实现了从过去技术手段单一、观测内容涉及面窄、结构层次简单的观测到天基、地基和空基观测为一体的华丽转身。在过去五年里,我们以气象雷达专项工程、气象灾害监测预警工程、海洋气象综合保障工程以及山洪地质灾害监测预警工程等一系列工程建设为抓手,全面推进了气象综合观测业务系统向自动化、遥感化和现代化“三位一体”的综合观测体系方向发展。且观测系统正朝着更加多样化、精准化和定量化的方向迈进,这已经成为气象数值预报工程和气象服务的强有力支撑,是推动气象事业发展的重要保障。

  在中国气象局“安全气象、资源气象、公共气象”的战略发展目标指导下,观测系统在观测设备、观测手段、观测技术等方面实现了全面大发展,实现了对大气圈、岩石圈、冰雪圈、水圈(海洋圈)、生物圈等五大圈层的观测。比如,大气成分观测使得传统的风、温、湿、压等物理量观测转向了大气化学观测,实现了对PM10、PM5、PM2.5甚至PM1以及气溶胶、氮化物、温室气体、衡量气体的观测,实现了大气物理观测和化学观测的同步观测;在海洋圈和生态圈等方面,也开展了多要素、全方位、规模化的一体化观测。可以说,气象综合观测系统的探测的产品越来越丰富,监测的技术手段越来越多样化,涉及的领域越来越广,这是气象观测发展历史上前所未有的。

  随着现代观测技术手段取得长足的进步,气象综合观测系统全面实现遥感、遥测和自动化观测已经逐步变成现实,并成为推动未来气象事业发展的强大基础。例如,随着气象雷达的多普勒技术、偏振技术的出现,气象雷达品种越来越丰富,探测能力大幅度提升;我们不仅使用了测雨雷达,还使用激光雷达、云雷达、晴空测风雷达,对大气观测开始由以往的“单一信息”转为“全信息”观测,且产品和技术日趋成熟完善,我们通过毫米波云雷达技术、风廓线雷达技术、双偏振雷达技术,实现了大气在垂直方向上观测的转变,极大地提高了对大气垂直精细化结构特征的认知;在一些关键技术体制方面,实现了雷达大功率发射机向固态发射机的转变,大大提高了气象雷达运行的稳定与可靠性,且连续“作战”能力更强,成本更低廉。在综合观测系统中最为突出的一个亮点就是由200多部C波段和S波段天气雷达构成的测雨雷达业务网、100多部L波段和P波段为主体的边界层及对流层的全天候风廓线雷达网、近6万个地面自动气象站组成的观测网,它们提高了对中尺度天气系统的有效监测能力。

  气象综合观测系统在技术进步的同时,更加注重“天地空”一体化的协同发展,逐步建立起从地面、空间到太空三位一体的发展模式,把气象卫星观测、飞机(包括无人机、商用航空飞机)观测、地面自动站观测、地基遥感观测变成一个整体,开发出大量的综合集成产品和融合产品,并逐步建立起相互验证、相互比较的验证与校准系统。

  更加值得一提的是,我国的观测已经实现从陆地观测到“下海”观测的转变。300余个海岛和海上钻井平台、千余艘渔船上安装的自动站、海上大浮标小浮标以及飞机在近海沿海的观测共同构建了一个近海观测体系,成为海洋探测的强有力手段。在海洋观测方面,气象雷达覆盖能力也已经逐步由岸基向深海延伸。目前正在构建的飞机观测基地,利用飞机搭载观测设备,到远海和深海进行探测。

  简单地说,之前关于“天地空”立体观测的设想已逐步变为现实,构建了相互比对、相互验证的三位一体观测网,从单一的气象观测到多要素观测,观测内容越来越丰富。可以毫不夸张地说,中国已经进入世界气象观测体系的发达国家行列,正在向气象综合观测的强国迈进。当然,我们还需要做得更好,在数据质量、产品及其应用、服务等方面进一步加强。未来,我们还将按照国家需求和气象业务要求向更广阔的领域发展。

  (来源:《中国气象报》2017年9月14日四版 责任编辑:张林)

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