我國(guó)的氣象觀測(cè)現(xiàn)狀
人工觀測(cè)逐漸轉(zhuǎn)為自動(dòng)觀測(cè),觀測(cè)自動(dòng)化水平不斷提高;新一代天氣雷達(dá)在北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)等重大活動(dòng)氣象保障中作用凸顯;“風(fēng)云二號(hào)”F星準(zhǔn)確定位臺(tái)風(fēng)登陸地點(diǎn)……氣象部門(mén)打造的地基、空基、天基觀測(cè)網(wǎng),在防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化等方面發(fā)揮了重要作用。
氣象部門(mén)將綜合氣象觀測(cè)網(wǎng)分為地基、空基、天基觀測(cè)等三部分,地基觀測(cè)主要包括地面氣象觀測(cè)和天氣雷達(dá)等地基遙感觀測(cè),空基觀測(cè)主要包括L波段探空系統(tǒng)觀測(cè),天基觀測(cè)主要是氣象衛(wèi)星觀測(cè)。目前,我國(guó)的綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)在觀測(cè)能力、規(guī)模、密度等方面已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前,我國(guó)2423個(gè)國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站全部建成自動(dòng)氣象觀測(cè)站,溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向等基本氣象要素實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)自動(dòng)化,觀測(cè)頻率達(dá)到分鐘級(jí),我國(guó)的地面氣象觀測(cè)能力已達(dá)到世界先進(jìn)水平。
截至2012年底,我國(guó)建設(shè)區(qū)域自動(dòng)氣象站4.6萬(wàn)個(gè),平均間距20公里左右,鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋率達(dá)88.6%,顯著提升了氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。
中國(guó)氣象局從上世紀(jì)90年代中期開(kāi)始規(guī)劃新一代天氣雷達(dá)網(wǎng),經(jīng)過(guò)10多年建設(shè),已在重點(diǎn)防汛區(qū)、暴雨多發(fā)區(qū)和沿海、省會(huì)城市建設(shè)178部新一代天氣雷達(dá),在人口聚居地的覆蓋率達(dá)90%左右。新一代天氣雷達(dá)實(shí)現(xiàn)6分鐘一次數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和全國(guó)及區(qū)域聯(lián)網(wǎng)拼圖,提高了臺(tái)風(fēng)、暴雨、冰雹等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警能力,在北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)和新中國(guó)成立60周年等重大活動(dòng)的氣象保障中發(fā)揮了重要作用。
在專(zhuān)業(yè)氣象觀測(cè)方面,氣象部門(mén)建設(shè)了93套氣溶膠質(zhì)量濃度觀測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全國(guó)所有省會(huì)和副省級(jí)城市的全覆蓋;建成2000多個(gè)自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站,覆蓋國(guó)家規(guī)劃的800個(gè)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(gè)大氣本底站建成溫室氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),初步形成溫室氣體在線觀測(cè)網(wǎng);建成1000多個(gè)交通氣象觀測(cè)站,334個(gè)雷電觀測(cè)站,58部風(fēng)廓線雷達(dá),16個(gè)空間天氣站。
7星在軌穩(wěn)定運(yùn)行格局形成
目前,氣象部門(mén)已在陸地上建設(shè)了高密度氣象觀測(cè)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(duì)于海洋氣象資料的獲取,僅依靠海洋浮標(biāo)和遠(yuǎn)洋船航線的觀測(cè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還存在大部分觀測(cè)空白區(qū)。氣象衛(wèi)星觀測(cè)資料可有效彌補(bǔ)海洋觀測(cè)的空白區(qū),在數(shù)值預(yù)報(bào)中發(fā)揮了非常重要的作用。
目前,我國(guó)已形成7顆衛(wèi)星在軌穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行、互為備份、適時(shí)加密”的業(yè)務(wù)運(yùn)行模式,成為與美國(guó)、歐盟并列的同時(shí)擁有靜止和極軌兩個(gè)系列業(yè)務(wù)化氣象衛(wèi)星的三個(gè)國(guó)家(地區(qū))之一。
2012年發(fā)射的“風(fēng)云二號(hào)F星”具備機(jī)動(dòng)的區(qū)域觀測(cè)能力,可實(shí)現(xiàn)6分鐘一次區(qū)域加密觀測(cè),對(duì)臺(tái)風(fēng)登陸的準(zhǔn)確定位發(fā)揮了重要作用。目前,“風(fēng)云三號(hào)”極軌衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)上、下午星組網(wǎng)觀測(cè),成功完成技術(shù)升級(jí)換代,全球觀測(cè)時(shí)間分辨率從12小時(shí)提高到6小時(shí),探測(cè)資料有效提高了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。“風(fēng)云四號(hào)”靜止衛(wèi)星正在研制中,預(yù)計(jì)在“十二五”期間發(fā)射。我國(guó)氣象衛(wèi)星的技術(shù)水平、運(yùn)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(guò)2500個(gè),遍及亞洲、歐洲、美洲、非洲、大洋洲等70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
天基觀測(cè)是未來(lái)觀測(cè)的主導(dǎo),盡管我國(guó)氣象衛(wèi)星的研制水平已處于國(guó)際先進(jìn)行列,但對(duì)氣象衛(wèi)星資料的應(yīng)用能力和國(guó)際上還有一定的差距,仍要加強(qiáng)對(duì)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(cè)系統(tǒng)成功升級(jí)換代
原來(lái)的探空系統(tǒng)使用的設(shè)備簡(jiǎn)稱為“59701”,即1959年設(shè)計(jì)的機(jī)械式探空系統(tǒng)?,F(xiàn)在,氣象部門(mén)采用電子探空系統(tǒng),探測(cè)的精度、時(shí)間和空間分辨率更高。
如今,氣象部門(mén)已完成全國(guó)120個(gè)高空氣象觀測(cè)站的裝備統(tǒng)一和升級(jí)換代,實(shí)現(xiàn)從機(jī)械探空到電子探空、從人工觀測(cè)到自動(dòng)觀測(cè)的根本轉(zhuǎn)變。
探空系統(tǒng)升級(jí)換代后,觀測(cè)自動(dòng)化程度明顯提高,勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕,每次觀測(cè)值班人員由四人減少到兩人,觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取能力從每分鐘5到8組提高到53組,觀測(cè)精度和質(zhì)量顯著提高。現(xiàn)在的高空觀測(cè)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(xì)化的觀測(cè)數(shù)據(jù)支撐。
在觀測(cè)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(jìn)。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(guó)全球定位系統(tǒng)和我國(guó)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。