南極氣象觀測知多少

位于地球最南端的南極是地球上唯一沒有人員定居的大陸，也是風暴最頻繁、風力最大的大陸，風速每小時100千米以上的大風在南極十分常見，因此南極又被稱為“風極”。

低溫和強風給各項科學考察活動帶來極大的限制。因此，開展南極氣象觀測并摸清當地氣候特點，是人們在南極開展各項科考活動的先決條件。長期連續的氣象觀測，可以有效增強南極天氣氣候監測能力，可以提高南極天氣預報和氣候變化評估準確度，從而保障科學考察的安全性。

中國的南極科學考察隊主要依托4個科學考察站開展南極科學考察工作。這4個考察站按建立的先后順序，分別是長城站、中山站、昆侖站和泰山站。

除了這4個考察站以外，位于羅斯海西岸的中國第5個南極考察站新站即將開工建設。未來，中國南極考察隊還將在南極其他地區建立更多的考察站。

目前，南極氣象觀測主要通過地面氣象觀測場、無人自動氣象站、大氣探空氣球等方式開展。未來根據需要，研究人員將使用更為先進的觀測儀器獲取更多的氣象信息，例如對云、天氣現象、高空的風等開展自動觀測。

全球有大量氣象站時時刻刻在收集氣溫、濕度、風力、降雨等氣象信息，并且連成了一張全球氣象觀測網。大氣是全球連通的，氣象學家需要連續穩定、像大氣一樣永不中斷地觀測，才能更好地了解和預測天氣變化。而現在，中國不僅將氣象觀測網覆蓋到高山、高原、沙漠和荒原，也將自動氣象站安裝到了遠在地球最南端的南極大陸！

在南極建立自動氣象站主要面臨儀器和人員兩方面的困難。首先，南極的極端環境和國內差異巨大，零下幾十攝氏度的低溫對于氣象儀器來說是巨大的挑戰。另一方面，南極的儀器缺少人員定期維護，要保證它能夠長期自動運行，這對能源設計提出很高的要求。

具體來講，在冬季極夜期間沒有太陽能，要充分計算氣象站消耗的能量，計算電池能否在極夜期間保障傳感器正常運行;夏天雖然有極晝，但南極太陽高度角較低，要考慮太陽能不能充分給電池供能的情況，還要考慮太陽能板的體積等一系列問題。

?中國現有的南極科學考察站位置示意圖。黑色十字代表南極點，地圖的不同顏色代表不同高度，紅色高度最高，藍色高度最低（繪圖/ 孫啟振）?

截至目前，中山站至昆侖站沿線建有13套自動氣象站，大約每隔100千米就有一套自動氣象站。中國在南極沿岸的不同地區還建立了7套自動氣象站。這些自動氣象站是由中國多個單位和部門合作完成的。其中，中國氣象科學研究院研發出新一代超低溫自動氣象站，中國因此成為繼澳大利亞、美國之后，第3個有能力在南極超低溫地區開展連續自動氣象觀測的國家。

2021年年底，南極昆侖站和泰山站的氣象觀測數據成功接入中國的國家氣象信息中心，這意味著此處的自動氣象站具備了穩定可靠的自動運行能力，可以給我們提供寶貴的南極地面氣象觀測數據。這樣一來，中國已經初步形成了南極氣象觀測網布局。這也說明中國的南極氣象觀測技術水平已經位于世界前列。

這兩處的自動氣象站是經過了數年的“實習期”才“轉正”的。“實習期”內，兩站數據質量穩定，數據到報率分別超過99.58%和99.73%。這一指標超過國家基本氣象站業務運行要求。漫長的“實習期”也說明，在南極惡劣的氣候條件下獲取氣象數據難度巨大。

?南極冰蓋和沿岸自動氣象站安裝過程?

中國第35次南極昆侖站考察隊

?攝影/丁卓銘

南極長城站和中山站還開展著常規地面氣象觀測，這些地面氣象觀測場在30多年前建立考察站的時候就開始運行了，觀測數據每天4次按時發送到世界氣象組織全球通信系統，參與全球氣象數據實時交換。

下一步，中國科學家將會繼續建設長期持續的南極大氣環境監測網，建設地面和高空大氣立體綜合觀測和預報預警體系，并建立南極氣象觀測數據實時接收處理系統，幫助研究人員獲取南極大氣和冰蓋長期演變信息，掌握南極大氣環境狀況與變化趨勢。

長期以來，南極地區氣象觀測數據少，自動氣象站和地面氣象觀測場只能觀測到地面上的氣象信息，對于高空大氣就無能為力了。南極的高空大氣數據對于南極天氣、氣候研究和預報具有重要作用。目前，氣象學家觀測高空大氣最常用的設備就是大氣探空氣球。

近年來，經過世界氣象組織“極地預報計劃”項目的組織協調，世界多國在南極地區釋放了2000多個探空氣球。其中，由國家海洋環境預報中心和中國氣象科學研究院派出的南極考察隊員，陸續在南極昆侖站和中山站進行了近百次大氣探空觀測，獲取了地面以上3萬米高度以內的大氣探空數據。這些數據也通過中國氣象局的相關部門實時傳輸到了世界氣象組織，實現了氣象數據的全球實時共享。

經受住長期低溫考驗的氣象站終于順利“轉正”，各種各樣的氣象觀測方式也在穩步升級，這使得極地氣象數據能更好地服務于全球氣象預報工作。“早預警、早行動”，相信在不久的將來，更多的極地氣象數據，將為預防災害性天氣氣候事件，提供來自遠方的助力！

?南極科考隊員在中山站利用氣球開展大氣探空觀測工作（攝影/孟上）

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