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《综合气象观测研究计划(2013-2020年)》

来源:中国气象报社   发布时间:2013年04月08日10:09
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  综合气象观测系统是现代气象业务体系的重要组成部分,是气象预报和气象服务发展的基础,在国家防灾减灾和应对气候变化中占有重要地位。综合气象观测研究是综合气象观测系统发展的重要支撑,是提升现代气象观测业务能力的基础,是国家气象科技创新体系建设的重要任务。

  从气象科学的发展历史可以看到,气象科学的发展是从观测开始的,而其中具里程碑意义的发展多是科学技术的发展和观测能力的提高所推动的。在气象业务的建设和发展中,综合气象观测系统也发挥着基础和先导作用。因此在综合气象观测研究计划中研究探索综合气象观测领域的一些重大技术前沿问题,不仅有利于推动综合气象观测系统的发展,也有利于推动整个气象科学和气象业务的发展。

  当前,综合气象观测系统的发展呈现出两方面特点:一是现代科学技术的发展使得自动气象观测能力和水平不断提高,新设备、新方法的应用越来越多,原有的以人工观测为主的业务体系正在发生根本性的变革。在这项变革过程中,急需研究解决观测业务中的一些关键技术问题和存在的薄弱技术环节;另一方面,观测系统的发展更加注重发挥综合效益,其综合的内涵也更加丰富,主要表现为:地基、空基、天基观测等多种技术和观测方式的综合;从初始观测、数据采集、信息产品加工到观测资料应用整体流程的综合;物理过程、化学过程、生态过程等多个过程的综合观测。因此,研究如何更有效地发挥气象观测系统综合的特点、以促进观测系统整体效益的提升,成为研究工作的一个重点。

  综合气象观测的业务需求和发展方向是综合气象观测研究计划制定的主要依据。自《综合气象观测研究计划(2009—2014年)》实施以来,通过公益性行业(气象)科研专项及其他科研项目的支持,在地面气象观测自动化、高空气象传感器、专业气象自动观测及天气雷达硬件设备改进和数据处理算法等方面取得了较好的进展;在相控阵天气雷达、偏振天气雷达、云雷达、微波辐射计等先进遥感探测技术方面进行了积极的探索;在新一代静止气象卫星关键技术、辐射校正与真实性检验技术及卫星观测资料处理与反演方法等方面的研究成果有了业务应用;在自动站观测资料质量控制、多种降水观测资料融合、WMO信息系统(WIS)技术和网格计算资源管理方面取得了一些研究成果。

  虽然综合气象观测研究计划的实施对综合气象观测系统的发展发挥了重要技术支撑作用,但仍然存在一些不足,主要表现在:(1)重大和关键气象观测设备及传感器的研制还需进一步加强。尤其是在环境气象观测设备、地基气象遥感观测新设备、机载高空观测设备、海洋气象观测设备、空间天气观测仪器等方面。(2)观测方法方面研究的科学性、系统性不足。在新技术新设备的性能评估、观测方法研究,尤其是在开展多种方式时空配合及多圈层多过程的综合气象观测方法方面的试验和研究较少。(3)气象观测数据处理、质量控制及产品方面研究不足。在遥感观测数据反演算法、质量控制及产品研制方面,尤其是多种观测资料集成融合方面还需进一步加强。(4)气象观测设备计量与保障技术落后于观测技术的发展。在微波遥感、红外光学等方面的计量技术研究不足;设备的运行监控保障缺乏设备运行状态信息的支撑。(5)信息网络系统集约化程度不高。观测与信息之间的标准和规范有待进一步加强,数据管理与服务能力不强,信息资源使用效率和业务系统运行效率较低,高性能计算资源效益有待于进一步发挥。(6)综合气象观测系统的整体设计偏弱。观测系统的综合性研究不足,观测与预报及服务之间缺乏积极有效的互动。

  为统筹组织实施各类气象科技项目,驱动我国综合气象观测业务科学发展,根据《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》(国发〔2006〕3号)、《中国气象局关于发展现代气象业务的意见》(气发〔2007〕477号)、《综合气象观测系统发展指导意见》(气发〔2009〕175号)的有关要求,以及落实《气象科学和技术发展规划(2006—2020)》(气发〔2006〕352号)、《国家气象科技创新体系建设意见》(气发〔2007〕385号)和《中国气象局关于强化科技创新驱动现代气象业务发展的意见》(气发〔2012〕111号)的精神,参考世界气象组织(WMO)的全球综合观测系统(WMO Integrated Global Observing System,WIGOS)计划,以及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的新一代战略计划,在《综合气象观测系统发展规划(2010—2015年)》(气发〔2009〕463号)、《综合气象观测研究计划(2009—2014年)》(气发〔2010〕74号)的基础上,结合我国综合气象观测业务的发展现状和需求,紧密围绕2020年中国气象现代化战略目标,修订并形成《综合气象观测研究计划(2013—2020年)》。

  综合气象观测研究计划的重点将集中在以下三个方面:一是继续加强重要和关键设备及传感器的研制,以及微波、激光等气象遥感观测新技术和新一代天气雷达、气象卫星探测技术等方面的研究;二是大力推进综合气象观测方法及产品的研究,包括天地空相结合的大气垂直综合观测技术和多源三维综合观测数据集成技术;三是加强综合气象观测与预报和服务的交互式研究,包括开展不同观测系统对数值预报的影响与评估方面的研究、基于预报和服务的观测站网优化设计等。

  围绕上述重点,综合气象观测研究计划将以台站综合气象观测、地基气象遥感观测和卫星气象与空间天气观测的研究为基础,重点开展综合气象观测方法及产品、预报系统与观测系统交互,以及综合气象观测试验方面的研究,同时加强基础支撑平台、现代新技术在气象观测保障和气象信息方面的应用研究。

  该研究计划由引言、总体目标、重大专项、重点领域和基础支撑平台五部分构成(总体框架如下图所示)。其中,重大专项含6个主攻方向,重点领域含8个主要领域、44项优先主题和1项区域特色,基础支撑平台含3项主题。

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