氣象觀測是天氣預(yù)報的基礎(chǔ)。經(jīng)過60年,尤其是改革開放30年來的努力,我國氣象觀測手段已從傳統(tǒng)的氣象觀測工具發(fā)展到使用氣象衛(wèi)星和超大型計算機,從微觀氣象研究走向宏觀氣象研究,再從宏觀氣象研究指導(dǎo)和影響微觀氣象研究,從目前氣象情況的研究推斷未來氣象發(fā)展趨勢,從長遠(yuǎn)的氣象走勢分析出發(fā)確定今后的規(guī)劃及行動。目前,我國形成了國家、省、地三級組成的衛(wèi)星遙感應(yīng)用體系,除可接收利用我國風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星外,還可接收利用美國、日本、歐洲等多顆衛(wèi)星資料。
“全國風(fēng)向不定、天氣多變、可能有雨!薄@是1872年,法國人在上海建立徐家匯觀象臺后所做的天氣預(yù)報。
“29日08時,天安門地區(qū)天空狀況多云,氣溫16℃至17℃,相對濕度50%,風(fēng)力不大,能見度較好!薄@是2009年8月28日16時,北京市氣象臺發(fā)布的首份“國慶標(biāo)準(zhǔn)”的天氣預(yù)報。
天氣預(yù)報是建立在豐富而詳盡的氣象觀測基礎(chǔ)上的。舊中國的氣象觀測臺站最初都是西方傳教士、教會在租界內(nèi)建立起來的,所謂氣象臺站不過是百葉箱中簡單的水銀氣壓計、溫度計、濕度計、雨量計等等。之后雖然有了一些中國自己建的氣象觀測站點,但直至新中國成立,我國的氣象觀測狀況與半個多世紀(jì)前比起來,依然沒有多大改觀。
經(jīng)過60年,尤其是改革開放30年來的努力,我國的氣象觀測手段由人工氣象站發(fā)展為自動氣象遙測、新一代天氣雷達(dá)、風(fēng)廓線儀、移動應(yīng)急觀測車、風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星等等,初步建立了地基、空基和天基相結(jié)合,門類比較齊全,布局基本合理的現(xiàn)代化綜合氣象觀測系統(tǒng)。
地基:自動氣象站全面接管
8月28日16時,就在北京市氣象臺發(fā)布首份“國慶標(biāo)準(zhǔn)”天氣預(yù)報時,中國氣象局大院里,一個巨大的電子屏幕上顯示著位于該點位自動氣象站的實時觀測數(shù)據(jù):“溫度27.4℃,濕度24%,氣壓1008.0hPa,風(fēng)向東南,風(fēng)速0.8m/s”,一兩分鐘后,濕度顯示為23%,風(fēng)速變?yōu)榱?.3m/s。
距這個戶外顯示屏幾步之遙的國家氣象中心大樓里,中央氣象臺首席預(yù)報員喬林,像往常一樣在值班,每一次重大活動——不論是奧運會還是神舟飛船發(fā)射,都需要他這個預(yù)報專家出馬,參與會商,提供預(yù)報意見。當(dāng)天晚上,在天安門廣場將進(jìn)行國慶60周年慶;顒拥氖状维F(xiàn)場演練,氣象預(yù)報是個不可缺少的角色。
喬林告訴記者,現(xiàn)在的天氣預(yù)報簡單來講就是以數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品為基礎(chǔ),以Micaps(天氣預(yù)報人機交互系統(tǒng))系統(tǒng)為主要平臺,綜合應(yīng)用各種氣象信息和各種先進(jìn)技術(shù)方法加上預(yù)報員的經(jīng)驗,最后制作出來的。
“以前的天氣預(yù)報可不是這樣!聽老一代天氣預(yù)報員講,以前地面觀測站很少,而且大都是人工的,一天只有一兩次數(shù)據(jù)采集,可依據(jù)的資料少,更沒有利用數(shù)值模式計算得到的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品,預(yù)報起來十分困難!眴塘终f。
對于1987年參加工作的喬林來說,因為天氣狀況的實時捕捉能力增強,獲得的氣象資料更豐富多樣化,數(shù)據(jù)處理更快更方便,對天氣發(fā)生、發(fā)展和消亡的規(guī)律有了更多的認(rèn)識,同時由于數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)的迅速發(fā)展和數(shù)值預(yù)報能力的提高,天氣預(yù)報的及時性和準(zhǔn)確度也就更高了。
據(jù)中國氣象局綜合觀測司司長王曉云介紹,我國自20世紀(jì)80年代開始推進(jìn)地面氣象觀測自動化工作,目前,全國已建成近3萬個自動氣象站,實現(xiàn)了溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、降水和地溫等項目的自動化觀測,觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理、編發(fā)電碼、生成月年報表及信息傳輸?shù)然緦崿F(xiàn)了自動化。此外還開展了5個國家氣象觀象臺建設(shè)試點,建成了8個海洋氣象浮標(biāo)觀測站、98個太陽輻射站、30個大氣成分站、7個大氣本底站、157個酸雨觀測站、29個沙塵暴監(jiān)測站、100個自動土壤水分觀測站和400座風(fēng)能資源觀測塔。
遙測:練就雷達(dá)千里眼
據(jù)人民網(wǎng)報道,今年國慶閱兵等許多重大活動都在室外舉行,需要氣象部門對當(dāng)天某個具體位置,比如天安門、長安街沿線的能見度、風(fēng)速風(fēng)向、云量云高、溫度和濕度等氣象要素進(jìn)行精細(xì)化預(yù)報,氣象部門面臨一個很大的挑戰(zhàn)。
北京市氣象局首席預(yù)報員孫繼松認(rèn)為,國慶慶典氣象服務(wù)與奧運會開閉幕式天氣預(yù)報相比,面臨新的難關(guān):“低云、云量、能見度預(yù)報,關(guān)系到閱兵效果,需要作出準(zhǔn)確預(yù)報。但以往對低云我們幾乎不做預(yù)報,這對氣象部門是一個新課題。另外,10月北京進(jìn)入初秋,容易出現(xiàn)低能見度天氣,國慶氣象服務(wù)對能見度預(yù)報的精確度提出了很高要求,我們目前還有差距!
另據(jù)記者了解,氣象部門還將借鑒奧運會、殘奧會開閉幕式人工影響天氣保障服務(wù)的成功經(jīng)驗,做好人工消減雨準(zhǔn)備工作。
然而,不論是局地災(zāi)害性天氣警戒,還是人工影響天氣作業(yè),甚或沿海臺風(fēng)路徑預(yù)報等,都需要天氣雷達(dá)的實時監(jiān)測。這種地基遙測遙感業(yè)務(wù)能力,也在近30年中有了長足的提升。
王曉云介紹說,我國天氣雷達(dá)建設(shè)從二十世紀(jì)六七十年代開始起步,經(jīng)歷了模擬天氣雷達(dá)、數(shù)字天氣雷達(dá)到多普勒天氣雷達(dá)三個發(fā)展階段,現(xiàn)已建成了以多普勒天氣雷達(dá)為主、數(shù)字化天氣雷達(dá)為補充的全國天氣雷達(dá)監(jiān)測網(wǎng),監(jiān)測能力和范圍已躋身于世界先進(jìn)行列。
在80年代初,我國就形成由51部各種型號雷達(dá)組成的天氣雷達(dá)觀測網(wǎng),在局地災(zāi)害性天氣警戒、沿海臺風(fēng)聯(lián)防和人工影響天氣作業(yè)等方面發(fā)揮了積極作用;在1990年,建成了由55部S波段和C波段數(shù)字化天氣雷達(dá)組成的全國天氣雷達(dá)監(jiān)測網(wǎng),并開展了區(qū)域聯(lián)防和數(shù)字拼圖,在災(zāi)害性天氣預(yù)警、短時預(yù)報和雷達(dá)定量估測降水方面取得了長足進(jìn)展;20世紀(jì)末,隨著國際天氣雷達(dá)技術(shù)發(fā)展和國家需求的增長,針對氣象預(yù)測預(yù)報和氣象預(yù)警服務(wù)對天氣雷達(dá)監(jiān)測提出的新需求,確定了發(fā)展多普勒天氣雷達(dá)的思路,制定了《我國新一代天氣雷達(dá)發(fā)展規(guī)劃》。
經(jīng)過十年多的建設(shè)和發(fā)展,現(xiàn)已初步建成了由146部新一代天氣雷達(dá)和50多部數(shù)字化雷達(dá)構(gòu)成的、覆蓋全國重點地區(qū)的全國新一代天氣雷達(dá)監(jiān)測網(wǎng)。與此同時,還開展了雙線偏振、相控陣、多基地、多波長等先進(jìn)雷達(dá)探測技術(shù)和裝備的研發(fā)與探索,為未來發(fā)展天氣雷達(dá)綜合探測業(yè)務(wù)奠定了良好基礎(chǔ)。
1989 年,中國氣象科學(xué)研究院和航天科工集團第二研究院二十三所研制成功首臺對流層風(fēng)廓線雷達(dá),并投入科研試用。隨后,一些研究單位和企業(yè)相繼研制成功了平流層風(fēng)廓線雷達(dá)、邊界層風(fēng)廓線雷達(dá),先后投入科學(xué)試驗和業(yè)務(wù)試用。
為適應(yīng)國家公共安全對雷電監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報的需求,從2005年起積極推進(jìn)全國雷電監(jiān)測網(wǎng)建設(shè),現(xiàn)已建成由全國31個省級地閃監(jiān)測系統(tǒng)、325個雷電監(jiān)測站以及上海、北京、武漢總閃雷電監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成的全國雷電綜合監(jiān)測網(wǎng),提高了對雷電災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警能力和氣象服務(wù)水平。
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