高空氣象探測系統現狀分析與未來發展

王柳

[摘 要]“十三五”氣象改革發展極大提高了我國氣象綜合能力，促進了氣象事業的不斷發展。雖然我國氣象事業已經取得了很可觀的成績，但與其他氣象強國相比，我國高空氣象探測仍然較為落后。因此，本文主要對我國高空氣象探測系統的現狀進行分析，然后指出高空氣象探測的未來發展趨勢，希望能夠進一步實現我國氣象事業的進步，逐漸縮小與其他氣象強國間的差距。

[關鍵詞]高空氣象探測；高空氣象探測系統；現狀分析；未來發展

[中圖分類號]P412.2 [文獻標識碼]A

氣象事業不僅與人們的生產生活息息相關，而且是發展航空、航天和軍事力量等活動的重要基礎。特別是一系列天氣預報和氣象服務的開展，加速了人們對大氣的認識，而高空氣象探測正是人們實現對大氣了解的重要途徑，其在促進大氣科學發展方面具有重要的作用。從高空氣象探測的內容來看，主要是為了更好地獲取大氣層中的各類氣象要素，比如氣溫、氣壓、風、濕度、云、降水等，為天氣系統的研究和趨勢判斷提供基礎數據支持。我國是世界氣象組織（World Meteorological Organization，WMO）中的成員國之一，加強對高空氣象探測及其系統的研究，能夠進一步提高氣象探測的精度，實現國產高空氣象探測系統競爭力的提高。

1 高空氣象探測系統現狀分析

高空氣象探測作為世界氣象組織要求開展的大氣科研活動之一，是檢驗我國大氣科研水平的主要參考指標，所以如何研發出高精度、低成本的國產高空氣象探測系統，成為氣象學者們重點關注的問題。而在高空氣象探測系統的研發和生產過程中，需要克服以下幾個方面的困難：首先，高空環境相對惡劣，高空氣象探測系統需要具有一定的耐低溫性和抗干擾能力；其次，高空氣象探測系統結構較為復雜，特別是在惡劣環境中，容易導致探測精度的下降，影響探測結果；最后，高空氣象探測系統具有使用量大、成本高和一次性使用等特點，這就需要在確保高空氣象探測系統性能的基礎上，有效降低生產成本。從高空氣象探測系統的研發環節看，我國高空氣象探測系統的研發環節還存在很多的不足之處，比如研發周期短、產品更新換代慢、生產技術水平欠缺和專業人才匱乏等；從高空氣象探測系統的元件看，國內生產的傳感器性能不太穩定，探測精度不高，進口的傳感器價格較高，這在一定程度上提高了高空氣象探測系統的生產成本，而且長期依賴國外進口的傳感器，國內核心元件生產受阻，導致國產高空氣象探測系統在產品競爭中處于弱勢地位；從高空氣象探測系統的性能看，高空中的惡劣環境是影響探測精度的主要原因，特別是強烈的湍流和傳感器故障是導致高空氣象探測失敗的重要原因。

2 高空氣象探測系統的未來發展

無線電高空氣象探測系統是當前最為主要的探測方法，其能夠為氣象研究和氣象服務提供最基礎的數據支持。當前，我國高空氣象探測主要是以探空儀和天氣雷達探測為主，但是高精度、自動化和多途徑成為高空氣象探測系統未來發展的主要趨勢，一方面是通過多種探測方法來構成全面的探測系統，另一方面是將信息的獲取、傳達和處理同導航衛星系統融為一體。

2.1 常規高空氣象探測系統的未來發展

要想切實提高我國高空氣象探測水平，傳感器的國產化和批量化生產成為需要解決的問題，基于傳統傳感器存在的諸多缺點，新型自主研發的傳感器就是要重點解決探測精度低、穩定性差、造價高等問題，并且在傳感器的制造工藝和生產環節中注重產品的質量，努力提高國產傳感器的國際競爭力。另外，在軟件和探測技術方面，要努力同國際高空氣象探測保持同步發展，實現國產傳感器精確度的提高，比如加強對高空輻射和對探測結果的修正等。而且在眾多的高空氣象探測方法中，GPS探空儀作為一種新型探測設備，以其價格低、精度高、抗干擾能力強和全天候使用等特點已經被廣泛應用，一定程度上提高了高空氣象探測的自動化發展，具有很大的市場需求。但是，在努力研究GPS技術的同時，還要實現國內尖端科技的自主研發，比如北斗導航衛星探空系統的研發，不僅讓國內導航系統擺脫了GPS的技術壟斷，為國產高空氣象探測系統的進一步研發帶來了新的希望，而且實現了國產高空氣象探測系統關鍵技術和自動化水平的提高，為實現氣象強國夢打下了扎實的基礎。

2.2 綜合性高空氣象探測系統的未來發展

從當前高空氣象探測系統的發展現狀來看，可以預見的是，未來高空氣象探測系統不僅是對大氣的單一觀測，而且是在自動化遙感技術發展的基礎上，實現對大氣狀態的基本物理量和基本天氣現象之間相互作用機理的綜合性研究。并且，隨著我國經濟的發展和科技水平的不斷進步，已經有越來越多的現代技術應用到了高空氣象探測中，以衛星的遙感測量為例，我國已經成功研制了風云系列氣象衛星，并廣泛應用于天氣預報、氣候預測、自然災害和環境監測、資源開發、科學研究等多個重要領域，這就為實現常規高空氣象探測的基礎上，進一步實現綜合性高空氣象探測提供了可能性。

3 結語

想要進一步提高高空氣象探測的精確度，實現國內探空儀產業的不斷發展，就需要從關鍵設備、技術和人才三個方面著手，針對當前高空氣象探測系統的現存問題提出有針對性的解決辦法。特別是GPS技術的不斷成熟，越來越多的國家和地區已經把發展GPS探空儀作為高空氣象探測未來發展的目標。所以，我國要盡快發展相關的高空探測技術，爭取盡快趕上國際先進水平。

[參考文獻]

[1] 韋肖林，韋振華，黎潔波.惡劣天氣條件下高空氣象探測技術探討[J].貴州氣象，2013（06）.

[2] 張恩紅，曹云昌，朱彬.北斗探空系統研發及其測風性能初步分析[J].應用氣象學報，2013（04）.