高空氣象探測系統現狀分析與未來發展

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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高空氣象探測系統現狀分析與未來發展

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展史和國內應用現狀，為我國高空氣象探測系統發展提出意見和建議，以提升我國氣象探測水平。

高空氣象；探測系統；現狀分析；未來發展

目前，我國共建有各類型氣象站4 500多個，高空氣象探測網也已成形，中國已經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。以高空氣象探測發展史為切入點，對氣象探測現狀展開分析，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，高空探測站建設數量不斷增加，我國已經形成了相對完善的高空氣象探測網絡。但我國高空氣象探測發展時間有限，高空氣象探測系統尚處于初步發展階段，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，推動現代化氣象探測系統發展。

經過我國氣象工作者長期不懈的努力，我國已經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之一，也是重要的全球高空氣象探測網成員之一。

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境的準備，保證人們的生命財產安全。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，人們發現早期的探測方法并不能及時準確地將探測數據記錄下來，這種氣象探測也缺乏實際觀測意義。經過長期的鉆研，蘇聯莫爾恰夫首創了無線電探空儀，這種儀器的發明極大地推動了高空探測事業的發展，該儀器具有體積小巧、觀測簡便等優點，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：全球氣候觀測系統探空站、國內探空站、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。除港臺外，我國氣象局共建有120個常規高空氣象探測站，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，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，我國目前已經有將近100部L波段探空系統，逐漸取代了59-701系統，推動了高空氣象探測系統的發展和進步。筆者對高空氣象探測系統發展的兩個方面進行論述，希望能夠加強人們對現代化高空探測系統應用現狀的了解，推動高空氣象探測工作的發展。

2.1 傳感器

由于對環境要求較高，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，要根據實際使用情況進行修正，確保溫度在合適的范圍內，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型硅阻固態壓力膜盒，使用過程中需要以全量程溫度補償的方式消除不良因素影響，這樣才能提升壓力數據的精準度。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展基礎，為我國高空氣象探測事業貢獻了力量。

2.2 測風方式

測風系統常見的有四種：一是東南亞、南美、非洲等地采用的現代化GPS側風系統。二是我國和蘇聯使用的雷達測風系統。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。四是日美等國家使用的無限點經緯儀測風系統。通過國內氣象科研人員的努力，我國已經自主研制出了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展。

3 我國高空氣象探測的未來發展

3.1 常規高空探測的未來發展

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

3.2 高空綜合探測的未來發展

未來，氣象高空探測將會由單一定性的大氣層觀測轉變為全自動遙感監測，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濟發展提供更加全面、優質的服務。

4 結語

為了全面推動我國高空氣象探測系統發展，整合氣象資源優勢，拓展高空氣象業務發展范圍，奠定扎實的氣象觀測基礎，應將先進的科學技術融入現代氣象探測系統中，使其更好地為人類社會、經濟發展服務。

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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