【導(dǎo)讀】2020年4月1日起，我國(guó)地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化改革從全國(guó)試運(yùn)行切換調(diào)整為正式業(yè)務(wù)運(yùn)行，正式邁入地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化時(shí)代。
氣象觀測(cè)是氣象工作和大氣科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。氣象觀測(cè)記錄和依據(jù)它編發(fā)的氣象情報(bào)，除了為天氣預(yù)報(bào)提供日常資料外，還通過(guò)長(zhǎng)期積累和統(tǒng)計(jì)，加工成氣候資料，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)、交通、軍事、水文、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)等部門進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和研究，提供重要的數(shù)據(jù)。
采用大氣遙感探測(cè)和高速通信傳輸技術(shù)組成的災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)，已經(jīng)能夠十分及時(shí)地直接向用戶發(fā)布龍卷、強(qiáng)風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣警報(bào)。大氣探測(cè)技術(shù)的發(fā)展為減輕或避免自然災(zāi)害造成的損失提供了條件。
2020年4月1日起，我國(guó)地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化改革從全國(guó)試運(yùn)行切換調(diào)整為正式業(yè)務(wù)運(yùn)行，正式邁入地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化時(shí)代。
隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等科技的發(fā)展，通過(guò)配備自動(dòng)觀測(cè)設(shè)備及應(yīng)用衛(wèi)星遙感、多源數(shù)據(jù)自動(dòng)綜合判識(shí)、智能圖像識(shí)別等多種技術(shù)手段，自動(dòng)化觀測(cè)逐漸具備現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。
氣象觀測(cè)
是研究測(cè)量和觀察地球大氣的物理和化學(xué)特性以及大氣現(xiàn)象的方法和手段的一門學(xué)科。 主要有大氣氣體成分濃度、氣溶膠、溫度、濕度、壓力、風(fēng)、大氣湍流、蒸發(fā)、云、降水、輻射、大氣能見(jiàn)度、大氣電場(chǎng)、大氣電導(dǎo)率以及雷電、虹、暈等。從學(xué)科上分，氣象觀測(cè)屬于大氣科學(xué)的一個(gè)分支。它包括地面氣象觀測(cè)、高空氣象觀測(cè)、大氣遙感探測(cè)和氣象衛(wèi)星探測(cè)等，有時(shí)統(tǒng)稱為大氣探測(cè)。由各種手段組成的氣象觀測(cè)系統(tǒng)，能觀測(cè)從地面到高層，從局地到全球的大氣狀態(tài)及其變化。
氣象觀測(cè)儀器
經(jīng)過(guò)三百多年的發(fā)展，應(yīng)用于研究和業(yè)務(wù)的氣象觀測(cè)儀器,已有數(shù)十種之多，主要包括直接測(cè)量和遙感探測(cè)兩類：前者通過(guò)各種類型的感應(yīng)元件,將直接感應(yīng)到的大氣物理特性和化學(xué)特性，轉(zhuǎn)換成機(jī)械的、電磁的或其他物理量進(jìn)行測(cè)量，例如氣壓表、溫度表、濕度表等;后者是接收來(lái)自不同距離上的大氣信號(hào)或反射信號(hào)，從中反演出大氣物理特性和化學(xué)特性的空間分布，例如氣象雷達(dá)、聲雷達(dá)(見(jiàn)聲波大氣遙感)、激光 氣象雷達(dá)(見(jiàn)激光大氣遙感)、紅外輻射計(jì)(見(jiàn)紅外大氣遙感)等。這些儀器廣泛應(yīng)用了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)以及機(jī)械、電子、半導(dǎo)體、激光、紅外和微波等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的成果。
此外，還有大氣化學(xué)的痕量分析等手段。氣象觀測(cè)儀器要滿足以下要求：①能夠適應(yīng)各種復(fù)雜和惡劣的天氣條件，保持性能長(zhǎng)期穩(wěn)定。②能夠適應(yīng)在不同天氣氣候條件下氣象要素變化范圍大的特點(diǎn)，具有很高的靈敏度、準(zhǔn)確度和比較大的量程。此外，根據(jù)觀測(cè)平臺(tái)的工作條件，對(duì)觀測(cè)儀器的體積、重量、結(jié)構(gòu)和電源等方面，還有各種特殊要求。
氣象觀測(cè)平臺(tái)
根據(jù)特定要求安裝儀器并進(jìn)行觀測(cè)工作的基點(diǎn)。地面氣象站的觀測(cè)場(chǎng)、氣象塔、船舶、海上浮標(biāo)和汽車等都屬地面氣象觀測(cè)平臺(tái);氣球、飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星和空間實(shí)驗(yàn)室等，是普遍采用的高空氣象觀測(cè)平臺(tái)。它們分別裝載各種地面的和高空的氣象觀測(cè)儀器。
資料處理
現(xiàn)代氣象觀測(cè)系統(tǒng)所獲取的氣象信息是大量的，要求高速度地分析處理，例如，一顆氣象衛(wèi)星，每12小時(shí)內(nèi)就能給出覆蓋全球的資料，其水平空間分辨率達(dá)1公里左右。采用電子計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)分析處理資料，是現(xiàn)代氣象觀測(cè)中必不可少的環(huán)節(jié)。許多現(xiàn)代氣象觀測(cè)系統(tǒng)，都配備了小型或微型處理機(jī),及時(shí)分析處理觀測(cè)資料和實(shí)時(shí)給出結(jié)果(見(jiàn)氣象資料處理)。
氣象觀測(cè)網(wǎng)
是組合各種氣象觀測(cè)和探測(cè)系統(tǒng)而建立起來(lái)的。基本上分為兩大類：
①常規(guī)觀測(cè)網(wǎng)。長(zhǎng)期穩(wěn)定地進(jìn)行觀測(cè)，主要為日常天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)、氣候監(jiān)測(cè)等提供資料的觀測(cè)系統(tǒng)。例如由世界各國(guó)的地面氣象站(包括常規(guī)地面氣象站、自動(dòng)氣象站和導(dǎo)航測(cè)風(fēng)站)、海上漂浮(固定浮標(biāo)、飄移浮標(biāo))站、船舶站和研究船、無(wú)線電探空站、航線飛機(jī)觀測(cè)、火箭探空站、氣象衛(wèi)星及其接收站等組成的世界天氣監(jiān)視網(wǎng)(WWW)，就是一個(gè)規(guī)模較大的近代全球氣象觀測(cè)網(wǎng)。這個(gè)觀測(cè)網(wǎng)所獲得的資料，通過(guò)全球通信網(wǎng)絡(luò)，可及時(shí)提供各國(guó)氣象業(yè)務(wù)單位使用(見(jiàn)氣象情報(bào)傳輸)。此外，還有國(guó)際臭氧監(jiān)測(cè)網(wǎng)、氣候監(jiān)測(cè)站等。
②專題觀測(cè)網(wǎng)。根據(jù)特定的研究課題，只在一定時(shí)期內(nèi)開(kāi)展觀測(cè)工作的觀測(cè)系統(tǒng)。例如20世紀(jì)70年代實(shí)施大氣研究計(jì)劃一次全球試驗(yàn)(FGGE)、日本的暴雨試驗(yàn)和美國(guó)的強(qiáng)風(fēng)暴試驗(yàn)的觀測(cè)網(wǎng)，就是為研究中長(zhǎng)期大氣過(guò)程和中小尺度天氣系統(tǒng)等的發(fā)生發(fā)展規(guī)律而臨時(shí)建立的。
