我國的氣象觀測現(xiàn)狀
人工觀測逐漸轉(zhuǎn)為自動觀測,觀測自動化水平不斷提高;新一代天氣雷達在北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會等重大活動氣象保障中作用凸顯;“風(fēng)云二號”F星準確定位臺風(fēng)登陸地點……氣象部門打造的地基、空基、天基觀測網(wǎng),在防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化等方面發(fā)揮了重要作用。
氣象部門將綜合氣象觀測網(wǎng)分為地基、空基、天基觀測等三部分,地基觀測主要包括地面氣象觀測和天氣雷達等地基遙感觀測,空基觀測主要包括L波段探空系統(tǒng)觀測,天基觀測主要是氣象衛(wèi)星觀測。目前,我國的綜合氣象觀測系統(tǒng)在觀測能力、規(guī)模、密度等方面已經(jīng)達到世界先進水平。目前,我國2423個國家級地面氣象觀測站全部建成自動氣象觀測站,溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向等基本氣象要素實現(xiàn)了觀測自動化,觀測頻率達到分鐘級,我國的地面氣象觀測能力已達到世界先進水平。
截至2012年底,我國建設(shè)區(qū)域自動氣象站4.6萬個,平均間距20公里左右,鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋率達88.6%,顯著提升了氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警能力。
中國氣象局從上世紀90年代中期開始規(guī)劃新一代天氣雷達網(wǎng),經(jīng)過10多年建設(shè),已在重點防汛區(qū)、暴雨多發(fā)區(qū)和沿海、省會城市建設(shè)178部新一代天氣雷達,在人口聚居地的覆蓋率達90%左右。新一代天氣雷達實現(xiàn)6分鐘一次數(shù)據(jù)實時傳輸和全國及區(qū)域聯(lián)網(wǎng)拼圖,提高了臺風(fēng)、暴雨、冰雹等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測、預(yù)報、預(yù)警能力,在北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會和新中國成立60周年等重大活動的氣象保障中發(fā)揮了重要作用。
在專業(yè)氣象觀測方面,氣象部門建設(shè)了93套氣溶膠質(zhì)量濃度觀測系統(tǒng),實現(xiàn)全國所有省會和副省級城市的全覆蓋;建成2000多個自動土壤水分觀測站,覆蓋國家規(guī)劃的800個糧食主產(chǎn)縣;在瓦里關(guān)、上甸子、龍鳳山、臨安和香格里拉等5個大氣本底站建成溫室氣體在線監(jiān)測系統(tǒng),初步形成溫室氣體在線觀測網(wǎng);建成1000多個交通氣象觀測站,334個雷電觀測站,58部風(fēng)廓線雷達,16個空間天氣站。
7星在軌穩(wěn)定運行格局形成
目前,氣象部門已在陸地上建設(shè)了高密度氣象觀測網(wǎng),但是陸地只占地球表面的十分之三,地球表面的十分之七是海洋,對于海洋氣象資料的獲取,僅依靠海洋浮標和遠洋船航線的觀測是遠遠不夠的,還存在大部分觀測空白區(qū)。氣象衛(wèi)星觀測資料可有效彌補海洋觀測的空白區(qū),在數(shù)值預(yù)報中發(fā)揮了非常重要的作用。
目前,我國已形成7顆衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運行的業(yè)務(wù)布局,包括4顆靜止衛(wèi)星和3顆極軌衛(wèi)星,形成了“多星在軌、統(tǒng)籌運行、互為備份、適時加密”的業(yè)務(wù)運行模式,成為與美國、歐盟并列的同時擁有靜止和極軌兩個系列業(yè)務(wù)化氣象衛(wèi)星的三個國家(地區(qū))之一。
2012年發(fā)射的“風(fēng)云二號F星”具備機動的區(qū)域觀測能力,可實現(xiàn)6分鐘一次區(qū)域加密觀測,對臺風(fēng)登陸的準確定位發(fā)揮了重要作用。目前,“風(fēng)云三號”極軌衛(wèi)星實現(xiàn)上、下午星組網(wǎng)觀測,成功完成技術(shù)升級換代,全球觀測時間分辨率從12小時提高到6小時,探測資料有效提高了數(shù)值天氣預(yù)報準確率。“風(fēng)云四號”靜止衛(wèi)星正在研制中,預(yù)計在“十二五”期間發(fā)射。我國氣象衛(wèi)星的技術(shù)水平、運行穩(wěn)定性和壽命、應(yīng)用能力等都有了重大突破,接收和利用風(fēng)云系列衛(wèi)星資料及產(chǎn)品的用戶已超過2500個,遍及亞洲、歐洲、美洲、非洲、大洋洲等70多個國家和地區(qū)。
天基觀測是未來觀測的主導(dǎo),盡管我國氣象衛(wèi)星的研制水平已處于國際先進行列,但對氣象衛(wèi)星資料的應(yīng)用能力和國際上還有一定的差距,仍要加強對資料的應(yīng)用,不斷提高氣象衛(wèi)星資料應(yīng)用水平。
高空氣象觀測系統(tǒng)成功升級換代
原來的探空系統(tǒng)使用的設(shè)備簡稱為“59701”,即1959年設(shè)計的機械式探空系統(tǒng)。現(xiàn)在,氣象部門采用電子探空系統(tǒng),探測的精度、時間和空間分辨率更高。
如今,氣象部門已完成全國120個高空氣象觀測站的裝備統(tǒng)一和升級換代,實現(xiàn)從機械探空到電子探空、從人工觀測到自動觀測的根本轉(zhuǎn)變。
探空系統(tǒng)升級換代后,觀測自動化程度明顯提高,勞動強度大大減輕,每次觀測值班人員由四人減少到兩人,觀測數(shù)據(jù)獲取能力從每分鐘5到8組提高到53組,觀測精度和質(zhì)量顯著提高。現(xiàn)在的高空觀測資料和產(chǎn)品非常豐富,為云霧物理結(jié)構(gòu)分析、人工影響天氣作業(yè)提供了更加精細化的觀測數(shù)據(jù)支撐。
在觀測裝備上,我們本著使用一代、研制一代、規(guī)劃一代的原則,不斷向前推進。下一代探空設(shè)備是基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的,主要有美國全球定位系統(tǒng)和我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如今,基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的探空設(shè)備已基本具備業(yè)務(wù)應(yīng)用能力。