高空氣象探測系統(tǒng)現(xiàn)狀分析與未來發(fā)展

王 娜，高振鐸

(齊齊哈爾市氣象局，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

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高空氣象探測系統(tǒng)現(xiàn)狀分析與未來發(fā)展

王 娜，高振鐸

(齊齊哈爾市氣象局，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

我國幅員遼闊，也是氣象大國，而高空探測站作為重要的氣象探測組成部分，在我國應用發(fā)展較晚，我們要持之以恒、積極探索高空氣象探測技術。結合高空氣象探測發(fā)展史和國內(nèi)應用現(xiàn)狀，為我國高空氣象探測系統(tǒng)發(fā)展提出意見和建議，以提升我國氣象探測水平。

高空氣象；探測系統(tǒng)；現(xiàn)狀分析；未來發(fā)展

目前，我國共建有各類型氣象站4 500多個，高空氣象探測網(wǎng)也已成形，中國已經(jīng)成為世界氣象組織的重要成員國之一，是世界上高空探測站分布最為密集的國家之一。以高空氣象探測發(fā)展史為切入點，對氣象探測現(xiàn)狀展開分析，以期全面提升氣象探測水平。

1 高空氣象探測發(fā)展史

隨著我國氣象探測技術水平的迅速提升，高空探測站建設數(shù)量不斷增加，我國已經(jīng)形成了相對完善的高空氣象探測網(wǎng)絡。但我國高空氣象探測發(fā)展時間有限，高空氣象探測系統(tǒng)尚處于初步發(fā)展階段，我們應對高空氣象探測進行綜合全面的分析，提升高空探測技術水平，推動現(xiàn)代化氣象探測系統(tǒng)發(fā)展。

經(jīng)過我國氣象工作者長期不懈的努力，我國已經(jīng)成為世界氣象組織中重要的成員國之一。目前，我國建有各種類型氣象站4 500多個，高空氣象探測網(wǎng)逐步成形，是迄今為止全球高空氣象探測站密集度最大的地區(qū)之一，也是重要的全球高空氣象探測網(wǎng)成員之一。

高空氣象探測是全球氣候觀測、天氣變化分析的重要組成部分，是人類科學進步的重要標志，高空氣象探測的準確性可以幫助人們做好應對惡劣環(huán)境的準備，保證人們的生命財產(chǎn)安全。最早的氣象探測源于風箏的使用，1749年英國的氣象學家將溫度計綁到風箏上，將其送入高空進行探測，開啟了人們高空探測的歷史先河。不少氣象人士通過各種探測手段進行高空氣象探測，先后進行了高空氣溫、氣壓、風向等方面的探測，標志著人類高空探測技術的進步。但受技術和其他各方面因素的限制，人們發(fā)現(xiàn)早期的探測方法并不能及時準確地將探測數(shù)據(jù)記錄下來，這種氣象探測也缺乏實際觀測意義。經(jīng)過長期的鉆研，蘇聯(lián)莫爾恰夫首創(chuàng)了無線電探空儀，這種儀器的發(fā)明極大地推動了高空探測事業(yè)的發(fā)展，該儀器具有體積小巧、觀測簡便等優(yōu)點，它的探測高度可達到10～15 km，無線電高空探測儀器逐漸得到推廣。無線電探測正式發(fā)明于1931年，之后芬式無線探空儀成為了高空氣象探測主要的設備儀器。

2 我國高空氣象探測現(xiàn)狀

我們應嚴格遵循WMO標準，進行全球探空站的準確劃分，全球探空站具體可分為以下幾類：全球氣候觀測系統(tǒng)探空站、國內(nèi)探空站、全球資料交換探空站，這些探空站構成了完整的全球高空探測網(wǎng)。除港臺外，我國氣象局共建有120個常規(guī)高空氣象探測站，其中大部分參加了全球資料交換，7個為GCOS站、14個全球氣候月報資料交換站，但是高空探測站的用途不單單是在氣象探測方面，也被用于其他部門的觀測。

我國高空氣象探測自20世紀50年代以來一直是59-701系統(tǒng)，通過不斷研究探索，研制出了探測精度、自動化水平更高的L波段系統(tǒng)，我國目前已經(jīng)有將近100部L波段探空系統(tǒng)，逐漸取代了59-701系統(tǒng)，推動了高空氣象探測系統(tǒng)的發(fā)展和進步。筆者對高空氣象探測系統(tǒng)發(fā)展的兩個方面進行論述，希望能夠加強人們對現(xiàn)代化高空探測系統(tǒng)應用現(xiàn)狀的了解，推動高空氣象探測工作的發(fā)展。

2.1 傳感器

由于對環(huán)境要求較高，因此傳感器在使用過程中常會受到雷電、大風等惡劣環(huán)境的影響，導致儀器測量精準度低。目前，我國普遍應用的L波段高空氣象探測傳感器能夠測量的溫度為50 ℃～90 ℃，它采用的主要是GPM2熱敏電阻，短波反射率高于93%；而濕度傳感器使用的是XGH-02型二元特性傳感器。我們必須要特別注意溫度變化對溫度傳感器的影響，要根據(jù)實際使用情況進行修正，確保溫度在合適的范圍內(nèi)，保證探測的精準度。與溫度傳感器相比，壓力傳感器也存在一定的問題，如線性誤差、靈敏度溫度漂移等，它采用了24PC型硅阻固態(tài)壓力膜盒，使用過程中需要以全量程溫度補償?shù)姆绞较涣家蛩赜绊懀@樣才能提升壓力數(shù)據(jù)的精準度。我國一直致力于高空氣象探測傳感器的研究，積極研發(fā)新型電子探空傳感器，彌補了以往探測過程中的不足，奠定了扎實的高空氣象探測發(fā)展基礎，為我國高空氣象探測事業(yè)貢獻了力量。

2.2 測風方式

測風系統(tǒng)常見的有四種：一是東南亞、南美、非洲等地采用的現(xiàn)代化GPS側風系統(tǒng)。二是我國和蘇聯(lián)使用的雷達測風系統(tǒng)。三是歐洲、韓國、加拿大等國家使用的羅蘭導航測風探空系統(tǒng)。四是日美等國家使用的無限點經(jīng)緯儀測風系統(tǒng)。通過國內(nèi)氣象科研人員的努力，我國已經(jīng)自主研制出了GPS測風探空儀，這極大彌補了我國高空氣象探測的不足，推動了我國氣象探測技術的發(fā)展。

3 我國高空氣象探測的未來發(fā)展

3.1 常規(guī)高空探測的未來發(fā)展

高空氣象探測發(fā)展必須要實現(xiàn)高空探測傳感器設計和生產(chǎn)的國產(chǎn)化，爭取早日實現(xiàn)傳感器的自主研發(fā)，實現(xiàn)傳感器實踐常數(shù)、探測精度等方面的突破，充分發(fā)揮科技優(yōu)勢，全面提升我國高空氣象探測傳感器的綜合競爭力。應積極研發(fā)高空探測各項技術，提升軟硬件方面的應用水平，充分發(fā)揮各項技術優(yōu)勢，提升探測水平，爭取早日實現(xiàn)探測自動化。

3.2 高空綜合探測的未來發(fā)展

未來，氣象高空探測將會由單一定性的大氣層觀測轉變?yōu)槿詣舆b感監(jiān)測，將對地球整體變化進行觀測，隨時隨地反饋信息，以提高氣象預測的準確性。科學技術在發(fā)展，高空氣象探測也將會融入越來越多的科技元素，測風雷達、風廓線儀、激光雷達等現(xiàn)代科技手段的應用將會極大提升高空探測的應用條件，進一步拓展高空氣象觀測目標和方法。各項科學技術手段在高空氣象探測中的應用將會為人類社會和經(jīng)濟發(fā)展提供更加全面、優(yōu)質(zhì)的服務。

4 結語

為了全面推動我國高空氣象探測系統(tǒng)發(fā)展，整合氣象資源優(yōu)勢，拓展高空氣象業(yè)務發(fā)展范圍，奠定扎實的氣象觀測基礎，應將先進的科學技術融入現(xiàn)代氣象探測系統(tǒng)中，使其更好地為人類社會、經(jīng)濟發(fā)展服務。

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Present situation analysis and future development of high-altitude weather detection system

WANG Na, GAO Zhen-duo

(Qiqihar Meteorological Bureau, Qiqihar 161006, China)

High-altitude exploration station as an important meteorological detection component has developed late in China, which needs us to persevere and actively explore high-altitude weather detection technology. Combined with the history of high-altitude weather detection and domestic application status, suggestions were proposed for the development of China′s high-altitude weather detection system and enhancement of China′s meteorological exploration.

High-altitude weather; Detection system; Situation analysis; Future development

2017-01-27

王娜(1980-)，女，工程師。

P412.2

A

1674-8646(2017)08-0023-02