我國的氣象觀測現狀
人工觀測逐漸轉為自動觀測,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;“風云二號”F星準確定位臺風登陸地點……氣象部門打造的地基、空基、天基觀測網,在防災減災、應對氣候變化等方面發揮了重要作用。
氣象部門將綜合氣象觀測網分為地基、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波段探空系統觀測,天基觀測主要是氣象衛星觀測。目前,我國的綜合氣象觀測系統在觀測能力、規模、密度等方面已經達到世界先進水平。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、風速、風向等基本氣象要素實現了觀測自動化,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,我國建設區域自動氣象站4.6萬個,平均間距20公里左右,鄉鎮覆蓋率達88.6%,顯著提升了氣象災害監測預警能力。
中國氣象局從上世紀90年代中期開始規劃新一代天氣雷達網,經過10多年建設,已在重點防汛區、暴雨多發區和沿海、省會城市建設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6分鐘一次數據實時傳輸和全國及區域聯網拼圖,提高了臺風、暴雨、冰雹等災害性天氣的監測、預報、預警能力,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揮了重要作用。
在專業氣象觀測方面,氣象部門建設了93套氣溶膠質量濃度觀測系統,實現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,覆蓋國家規劃的800個糧食主產縣;在瓦里關、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測系統,初步形成溫室氣體在線觀測網;建成1000多個交通氣象觀測站,334個雷電觀測站,58部風廓線雷達,16個空間天氣站。
7星在軌穩定運行格局形成
目前,氣象部門已在陸地上建設了高密度氣象觀測網,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。氣象衛星觀測資料可有效彌補海洋觀測的空白區,在數值預報中發揮了非常重要的作用。
目前,我國已形成7顆衛星在軌穩定運行的業務布局,包括4顆靜止衛星和3顆極軌衛星,形成了“多星在軌、統籌運行、互為備份、適時加密”的業務運行模式,成為與美國、歐盟并列的同時擁有靜止和極軌兩個系列業務化氣象衛星的三個國家(地區)之一。
2012年發射的“風云二號F星”具備機動的區域觀測能力,可實現6分鐘一次區域加密觀測,對臺風登陸的準確定位發揮了重要作用。目前,“風云三號”極軌衛星實現上、下午星組網觀測,成功完成技術升級換代,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值天氣預報準確率。“風云四號”靜止衛星正在研制中,預計在“十二五”期間發射。我國氣象衛星的技術水平、運行穩定性和壽命、應用能力等都有了重大突破,接收和利用風云系列衛星資料及產品的用戶已超過2500個,遍及亞洲、歐洲、美洲、非洲、大洋洲等70多個國家和地區。
天基觀測是未來觀測的主導,盡管我國氣象衛星的研制水平已處于國際先進行列,但對氣象衛星資料的應用能力和國際上還有一定的差距,仍要加強對資料的應用,不斷提高氣象衛星資料應用水平。
高空氣象觀測系統成功升級換代
原來的探空系統使用的設備簡稱為“59701”,即1959年設計的機械式探空系統。現在,氣象部門采用電子探空系統,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一和升級換代,實現從機械探空到電子探空、從人工觀測到自動觀測的根本轉變。
探空系統升級換代后,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,觀測數據獲取能力從每分鐘5到8組提高到53組,觀測精度和質量顯著提高。現在的高空觀測資料和產品非常豐富,為云霧物理結構分析、人工影響天氣作業提供了更加精細化的觀測數據支撐。
在觀測裝備上,我們本著使用一代、研制一代、規劃一代的原則,不斷向前推進。下一代探空設備是基于衛星導航系統的,主要有美國全球定位系統和我國的北斗衛星導航系統。如今,基于衛星導航系統的探空設備已基本具備業務應用能力。