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※发布时间:2017-8-9 20:02:20   ※发布作者:habao   ※出自何处: 

  摘要:为了提高我国气象装备运行保障能力和观测数据质量,中国气象局气象探测中心从2006年起创建了综合气象观测运行系统,并依此逐步建立了业务。更多气象论文相关范文尽在top期刊论文网。

  2008年世界气象日的主题是“观测我们的星球,为了更美好的明天”。气象观测是指对地球大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈(陆面)、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定,并对获得的记录进行整理的过程。气象观测具有准确性、代表性与可比较性3个特点,要为气象预报预测、气象服务和气象科学研究提供高质量、可靠的观测数据。

  IPCC第四次报告表明,许多自然系统正在受到区域气候变化,特别是温度升高的影响,并且人为增暖已经对自然和许多生物系统产生了可辨别的影响。因此我们要建立综合气象观测系统,把握天气气候变化的实况和造成的灾情,为弄清其变化机理,进而制作天气预报和气候预测提供可靠的依据。

  气象观测是基础理论与现代科学技术相结合、多学科交叉融合的学科,处于大气科学发展的前沿。气象观测信息和数据是开展天气预警预报、气候预测预估及气象服务、科学研究的基础,是推动气象科学发展的动力。

  1597年,意大利物理学家和天文学家伽利略发明了空气温度表;1643年意大利物理学家托里拆利发明了气压表;1662年,英国的雷恩发明了虹吸式自记雨量计;1667年英国物理学家和数学家胡克发明了压板式风速器;1783年索絮尔发明了毛发湿度计。这些仪器以及其他观测仪器的陆续发明和不断改进,使气压、气温、大气湿度、风速等实现了定量观测,为大气科学的建立奠定了基础。气象要素的定量测量,尤其是气压表的发明,使人们不仅获得了气压的概念,而且能够定量测出不易为人的大气压强,从而使研究气体状态方程、流体静力学方程和一切大气运动方程成为可能。1802年拉马契克进行了云状分类,逐步发展了云和天气现象的目测内容。

  观测站的建立,观测资料的积累,又使人们可以用图表等形式分析气象要素的空间分布和时间变化,为进一步研究大气环流和天气气候的变化提供了条件。而观测项目、观测时间和记录格式的统一,对于大气科学研究的进展具有非常重要的意义。大气遥感技术的发展极大地推动了大气探测的发展,扩展了大气探测的范围,提高了探测的连续性,突出标志是气象雷达与气象卫星的应用。1960年代以来,声雷达、激光雷达、风廓线雷达、微波辐射计的研制与试验成功,拓展了获取高空三维空间气象信息的手段。随着电子传感器与单片机的发展,推动了气象观测的自动化进程,气象观测台站常规的温度、湿度、气压、风向、风速、辐射等气象要素实现了自动化观测,观测数据的稳定性、准确性与客观性都大为增强,观测数据实现了分钟级的采集,大大减轻了人工负担。

  随着气象仪器自动化程度的提高,多种遥测与遥感技术应用,一个崭新的现代地球大气探测系统已经展现在我们的眼前。

  回顾历史,可以看到,地面观测系统的建立,形成了早期的天气图预报方法和有限能力的短期天气预报;全球高空气象探测网资料对于数值天气预报的发展做出了重要贡献;天气雷达网建设,有力地推进了中小尺度强对流天气的研究和短时临近天气监测预警的发展;而全球气象卫星观测网的形成,为地球系统科学研究和全球天气预报服务提供了实时覆盖全球的观测数据。每一次探测技术的性进步,都推动了气象科学与业务的巨大发展。

  随着气象台站网的建立,使气象资料的组网应用成为可能。天气图的诞生,是近代气象学研究起点的标志。1851年,英国的格莱舍利用电报传送资料,绘制了天气图。法国巴黎天文台台长勒威耶在总结克里米亚战争黑海风暴事故天气原因的基础上,提出了组织气象台站网、开展天气图分析和天气预报的,于1856年组织了气象观测网,1860年创立风暴警报业务。从此,绘制天气图便成为一项日常业务,并陆续推广到欧美。

  由于气象观测业务对社会经济的巨大影响和自身的重要科学价值,WMO十分重视全球气象观测系统建设,现已建成了世界天气网(。除了常规的天气观测网以外,针对多种多样的服务需求,还形成了生态与农业气象、海洋气象、交通气象、城市气象、气候资源、干旱监测、监测、水文气象等专业观测网,为预报预测与专业气象服务提供了的基础。

  改进预报是大气观测的主要目的之一,而观测的可实现性了预报的提高,这也是一个历史性的难题;观测的改进为预报的改进提供了基础条件,但是观测的改进并不一定带来预报的明显改进,观测对预报的贡献依赖于观测的要素、、时间、天气形势等多方面的因素。改进观测的代价一般十分昂贵,必须充分考虑取得的效益。因此要由观测决定预报转到由预报观测的,推进观测与预报的互动。国际上正在开展THORPEX计划,通过适应性加密观测试验,确定观测对于数值预报的区,进而有目的地改进观测系统。

  未来的气象观测将从人工观测向自动化遥测遥感发展,从定性观测到定量观测,从单一的大气圈观测到地球各大圈层及其相互作用的综合观测;综合利用多种手段、多种技术,实现高精度、高时空分辨率、连续、自动、一体化定量观测。为了满足精细化气象服务的需求,探测设备空间网格更密,资料时间密度更高,从二维观测向三维立体观测发展,从大尺度的天气观测向中小尺度天气观测发展。

  自动化与电子化是气象探测的发展方向,而传感器是其中的关键因素。当今传感器技术的主要发展动向是实现传感器的微型化、阵列化、集成化和智能化。

  主动遥感技术将会得到进一步应用。风廓线雷达将越来越多地进人业务观测系统,实现风的全天候自动化遥感探测,获得边界层信息,从时空密度方面弥补常规探空的不足;随着技术成熟,地面激光雷达将被用来自动连续探测大气精细风场与大气成分;超声风设备以其采样频次高、设备免的特点,预期将在地面观测中得到广泛使用;值得注意的是国外已经有将声雷达应用到降水测量方面的例子,可以获取降水的粒子谱分布特征,拓展了降水的测量方法。

  随着经济和社会的发展,气象灾害的影响越来越广泛,造成的损失也越来越大,与此相适应,国家和对气象服务的要求越来越高。因此气象观测的内容越来越广,将形成涵盖五大圈层的综合气象观测系统。

  为进一步提高对全球气候变化的监测、预测能力,WMO和有关国际组织正在推动建立全球气候观测系统(GCOS),对于不同的气候区进行目标性观测,开展多圈层综合观测。

  为了进一步整合全球气象观测系统,WMO正在建立综合全球观测系统(Wl-GOS),从观测仪器和方法标准、信息基础设施、终端产品质量等3个方面进行整合。Wl-GOS是一个综合、协调一致和可持续的观测系统,它建立在所有WMO计划的观测需求基础上,确保通过WMO系统获取有用的资料和信息。观测系统的整合要提高不同系统的可相互操作性,从综合整体系统的角度着手解决大气、海洋、水文、平流层和陆地领域的需求问题。

  展望未来,随着现代化观测技术与观测设备不断发展,全球气象观测资源的持续有序整合,观测系统必将进一步提升气象观测水平,进而推动预报预测水平的发展,更好地为经济社会发展服务,为拥有一个更加美好的地球而服务。

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