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求精准度万物 丈量气象风云

来源:中国气象报   发布时间:2018年12月17日09:57
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  2300多年前的标准计量器商鞅方升为秦国统一度量衡,最终统一六国奠定了基础。自此,计量求精准度万物、量天地衡公平的意义也一直延续至今。

  “科技要发展,计量须先行”。实际上,早在20世纪50年代,我国已经开展气象仪器计量工作。从1954年中央气象局成立仪器技术科至今,气象计量已走过了六十四个年头。我国气象计量事业经历了从无到有、从弱到强、从简单计量校准到科技创新,从国内到参与国际计量合作并在国际气象计量领域产生一定影响的历程。为确保探测数据统一、精准,一代又一代气象计量人付出了自己的努力和心血。

砥砺前行,走向国际前列

  1954年,中央气象局成立仪器技术科。1978年,中国气象科学研究院气象仪器计量检定所成立。1995年5月5日,中国气象局为贯彻国家计量法,加强对气象计量的监督和管理,经国家技术监督局考核和批准,在中国气象科学研究院气象仪器计量检定所的基础上成立国家气象计量站,由其承担全国气象行业气象仪器的计量校准和量值传递工作,并对全国31个省级气象计量技术机构进行业务指导。

  1997年,世界气象组织(WMO)确定中国国家气象计量站为Ⅱ区协亚洲仪器中心(RIC-北京),面向区域成员提供国际计量校准服务。1998年,原气象仪器计量检定所撤销,与大气探测研究所合并为大气探测技术研究中心,对外仍称国家气象计量站。2002年,国家气象计量站划入中国气象局大气探测技术中心(今中国气象局气象探测中心)。

  64年来,我国气象计量事业从无到有、从弱到强,一路砥砺前行,特别是改革开放以来,我国气象计量事业更是得到蓬勃发展,从仪器维护到自主科技创新,从服务国内气象部门到为WMO其他成员提供国际计量服务,国家气象计量站一步步走到了国际前列。

  隶属中国气象局气象探测中心的国家气象计量站,如今已发展为在全国五省(直辖市)拥有19个实验室,覆盖气压、空气温度、空气湿度、空气流速、太阳与地球辐射、降水、大气电学、大气化学、能见度等气象要素,固定资产过亿元的国家授权法定计量检定机构,承担着我国气象部门计量检定、校准和量值传递任务,保证着我国气象、气候相关业务和科研领域量值的准确统一。

  国家气象计量站拥有一支专业化、年轻化的高层次人才队伍,现有技术和管理人员17人,其中博士3人,硕士8人,本科6人;正研级高工3人,高级工程师9人,工程师3人;一级注册计量师7人,二级注册计量师6人,一级计量标准考评员4人。

  某种意义上,国家气象计量站更像是奔跑着的年轻人。年轻,不仅是因为计量站人员平均年龄才37岁,更重要的是计量站洋溢着活力和希望,每天都有新的变化。

  2018年,国家气象计量站通过中国合格评定国家认可委员会(CNAS)实验室认可和国家认证认可监督管理委员会检验检测机构资质认定(CMA)。同年,大计量和军民融合战略启动,给计量站带来新的活力。 (张玮鸥 于贺军 南雪景)

锱铢必较,打造给尺子划刻度的“利刃”

  “无以规矩,不成方圆”。而气象计量正是要在规矩上划刻度,是“规矩的规矩”,以保证全国乃至全球气象探测数据是使用同样的尺子来量度的。

  为划好这个刻度,国家气象计量站建立了气压、温度、湿度、风速、辐射、降水、大气电学、大气化学和能见度等计量标准,制定了一整套管理体系,并有效运行,这就相当于有了一把在尺子上划刻度的利刃。

  因此,全国气象探测仪器都要溯源到国家气象计量站相应计量标准。国家气象计量标准的准确可靠,是保证气象探测数据准确可靠的前提和基础。计量标准这个“规矩的规矩”如果有一个“芝麻”大小的偏差,那么,经过几级的量值传递,终端测量数据偏差也许已经成为“西瓜”了。正所谓“失之毫厘,谬以千里”,而气象计量就是在这毫厘之间“锱铢必较”。

  多年以来,国家气象计量站一直为我国气象预报、气候预测和防灾减灾提供着稳定可靠的计量技术支撑。目前,我国所有国家级自动气象站的基本气象观测要素全部在气象计量的有效保障之下,从高山到海洋,从森林到荒漠,每一个跳动的观测数据都是从国家气象计量站溯源而来,每一个测量结果的不确定度都是在气象计量业务的掌控之中。同时,气象计量还为我国经济发展、科学研究、国防建设和人民生活提供着可靠有效的技术保障。

  随着全球气候变化和能源危机问题的日益显现,我国对新能源的研究和利用也越发迫切。全国风能、太阳能资源的调查、评估和规划利用都是在气象计量的有力保障下开展的。国家气象计量站建设有我国最高等级的空气流速标准和太阳与地球辐射标准,全国用于风能、太阳能调查、评估和规划利用的测量数据全部要溯源到国家气象计量站空气流速和太阳与地球辐射标准,计量标准的准确可靠和量值传递体系的有效运行,保证了全国范围能源评估的准确统一,为我国能源产业布局和能源战略实施提供了重要技术支撑。谁能说气象计量站风速实验室里转动的叶片与马六甲海峡上的油轮没有关系呢?

  全球气候变化的研究也是在气象计量保障下才得以开展。国家气象计量站建有不确定度0.02ppm(百万分之0.02)的测温电桥,为全球温度变化研究提供精细的技术保障手段。资料称“近50年来全球温度上升了0.2℃到0.3℃”,这样细微的温度变化,必须靠稳定统一的气象计量来“明察秋毫”。

  “科技要发展,计量须先行”的论断在气象计量业务中得到了全面体现。 (简菊芳 孔诗媛 丁红英)

创新发展,跻身气象计量强国

  作为法定计量检定机构,国家气象计量站不仅具有国家质量监督检验检疫总局(今国家市场监督管理总局)授权,依法开展计量检定和量值传递工作,同时国家气象计量站还取得了国家认证认可监督管理委员会检验检测机构资质认定CMA(China Inspection Body and Laboratory Mandatory Approval)认证。

  这表明,国家气象计量站具有向司法、行政机关、仲裁机构和社会经济、公益活动出具具有证明作用数据和结果的资格和能力,其数据和结果将被依法承认。取得计量检定授权和CMA认证,不仅对保证气象部门量值准确统一至关重要,而且是维护气象部门合法利益和气象行业正常市场秩序的有力手段。

  气象部门每年新建、维护和改造大量气象探测装备,“一带一路”倡议和军民融合的理念又进一步促进了气象行业的创新发展,气象行业市场规模已有数十亿元之巨,进出口贸易和服务贸易也在逐年增加,国家气象计量站用科学、客观、公正的数据,为气象部门每一个业务过程和环节提供着基础保证,捍卫着政府、企业和用户的利益。

  作为WMOⅡ区协亚洲仪器中心,国家气象计量站承担着为区域成员提供国际计量校准服务的重任。近年来,我国多次为越南、蒙古国、印尼、朝鲜、巴基斯坦、哈萨克斯坦、孟加拉国、缅甸、南非、尼泊尔、斯里兰卡、泰国、也门等国提供常态化的高质量计量校准和培训服务。国家气象计量站专家先后与日本、澳大利亚等国同行进行技术交流与合作,我国气象计量的国际地位得到进一步提升。

  2018年6月,国家气象计量站正式获得CNAS认可,这表明国家气象计量站管理体系符合ISO/IEC 17025要求,具备出具有效数据和结果的能力,标志着国家气象计量站在标准化、规范化和国际化的道路上又迈进了坚实一步。

  此次通过CNAS认可的共有9个校准项目和8个检测项目,涵盖大气压力、空气温湿度、太阳和地球辐射、空气流速和环境试验等领域。

  CNAS是国际实验室认可合作组织(ILAC)多边互认协议(MRA)成员。ILAC-MRA宗旨是减少技术壁垒,避免重复检测,实现“一次检测、全球承认”的目标。获得CNAS认可,意味着国家气象计量站出具的数据和结果,将获得欧美及亚太地区60多个国家和地区的承认。这不仅是对计量站校准和检测能力的肯定,也为国家气象计量站更多更好地参与双边、多边国际合作交流开辟了广阔的空间。

  我国气象计量国际影响力的提升,大大增强了我国气象探测数据的可信度,为我国气象探测产品参与全球数据交换提供了又一强有力保障,我国气象装备厂商在国际市场上的竞争力也得到了加强。(张玮鸥 丁蕾 刘昕)

以大计量之谋略,刻画新的“方圆” 

  多年以来,气象计量业务一直围绕气象观测需求,专注于气压、温度、湿度、风速、雨量和辐射等气象观测要素。全国已建立计量标准近300项,年检定校准传感器超过6万个,对于保障我国地面气象探测数据的准确、可靠、可比发挥着重要作用。

  2017年,气象计量业务“十三五”总体计划中首次提出了“大计量”的概念,实现气象观测单位统一和量值准确可靠的活动全部被纳入计量业务范畴,包括地面气象(包含海洋气象和农业气象)、高空气象、大气成分、温室气体、空间天气及气象雷达、气象卫星等相关测量仪器设备的检定、校准、测试、比对、核查、标定、定标和标校等业务活动,以及气象计量标准建立和保持、量值传递和溯源、气象计量技术和方法研发、计量监督等内容。

  全面扩大气象计量工作的覆盖范围,提升气象计量机构的业务能力,充分保证气象计量数据的质量,是国家防灾减灾、应对气候变化和生态文明建设对气象计量工作提出的必然要求。“大计量”概念的提出,极大地拓展了气象计量业务的内涵和外延。可以说,把为实现气象观测数据准确可靠的全部活动统筹规划通盘考量,本身就是对气象计量业务工作的一次“计量”和“溯源”。

  通过未来十多年的努力和建设,逐步形成全面覆盖现有气象探测仪器与装备,技术法规体系完备、量值传递体系完整、数据质量可靠、业务布局合理、人力资源充足的气象计量业务,实现气象计量与气象探测仪器产品质量评估业务的整合,是国家气象计量站刻画的一个新的“方圆”。

  在全面建设气象现代化的征途中,气象计量也许不是先锋,但气象计量永远是先锋的“规矩”。(简菊芳 崇伟)

  

  (图文由中国气象局气象探测中心支持 责任编辑:栾菲)

 

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