新形勢下涼山州氣象探測的發(fā)展現(xiàn)狀及對策分析

王霄 謝冬

摘要 氣象探測是氣象業(yè)務(wù)的基石，加快推進(jìn)智能化氣象探測設(shè)備建設(shè)、優(yōu)化觀測結(jié)構(gòu)、依托綜合氣象觀測業(yè)務(wù)運行信息化平臺，可以提高應(yīng)急氣象觀測能力和氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警能力。分析了涼山州氣象探測發(fā)展的現(xiàn)狀，探討了裝備維護(hù)維修、氣象計量檢定中存在的不足，并提出了發(fā)展對策，旨在保障氣象探測數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，以點帶面推動氣象服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞 氣象探測；氣象服務(wù)；高質(zhì)量發(fā)展

中圖分類號：P412.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）09–0-04

2018年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》，明確提出提升氣象為農(nóng)服務(wù)能力，加強(qiáng)農(nóng)村防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力建設(shè)[1]。

2021年11月，中國氣象局與國家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)《全國氣象發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，2022年5月，國務(wù)院印發(fā)《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要（2022—2035年）》，明確了優(yōu)化綜合立體觀測站網(wǎng)、建立協(xié)同高效的精密氣象監(jiān)測系統(tǒng)、發(fā)展高精度和智能化氣象探測裝備、完善氣象探測設(shè)備計量檢定和試驗驗證體系、增強(qiáng)氣象科技自主創(chuàng)新能力等任務(wù)，為新形勢下氣象探測事業(yè)發(fā)展指明了方向。

在全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和推進(jìn)氣象高質(zhì)量發(fā)展的大背景下，氣象部門圍繞氣象探測工作進(jìn)行了許多基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究。通過Java Server Pages、Python、PDCA循環(huán)等手段，氣象裝備保障能力得到增強(qiáng)，地面氣象觀測數(shù)據(jù)正確率得以提升[2-10]。依托無人機(jī)等新技術(shù)，提高探測環(huán)境保護(hù)日常巡查工作效率[11-12]。進(jìn)一步加強(qiáng)自動氣象站網(wǎng)布局，加強(qiáng)山洪地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)、森林火險高發(fā)區(qū)的自動站建設(shè)，提高氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警能力，推動精細(xì)化氣象服務(wù)融入鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略[13-14]。

涼山州特殊地質(zhì)環(huán)境導(dǎo)致隱患點多、面廣，暴雨等強(qiáng)對流天氣導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)、突發(fā)、重發(fā)，森林草原防滅火工作也面臨嚴(yán)峻形勢。2020年3月30日15：35，西昌市瀘山突發(fā)森林火災(zāi)，造成各類土地過火總面積3 047.78 hm2，受害森林面積791.6 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)9 731.12萬元，嚴(yán)重影響了涼山經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展[15]。這些都對氣象服務(wù)保障能力提出了更高要求。而作為氣象業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)性工作，氣象探測直接影響著氣象服務(wù)質(zhì)量[16-17]。面對嚴(yán)峻形勢，涼山州加快布局各類新型氣象探測設(shè)施，不斷提高觀測密度，優(yōu)化觀測結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮自動氣象站在防災(zāi)減災(zāi)中的重要作用；完善裝備保障和氣象計量檢定體制機(jī)制，保證氣象數(shù)據(jù)的完整性和正確性，提高天氣預(yù)報、氣候預(yù)測等氣象服務(wù)產(chǎn)品的準(zhǔn)確率；依托綜合氣象觀測業(yè)務(wù)運行信息化平臺，提高站網(wǎng)信息管理、倉儲供應(yīng)管理能力，推動氣象觀測質(zhì)量管理體系不斷完善[18-25]。現(xiàn)階段，應(yīng)急氣象觀測手段朝著多元化的方向發(fā)展，提高森林草原防滅火應(yīng)急氣象服務(wù)保障能力顯得尤為重要。基于此，分析了新形勢下涼州氣象探測發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了相應(yīng)的發(fā)展策略，以期推動氣象探測工作向縱深發(fā)展，提高氣象科研和預(yù)報預(yù)測服務(wù)水平。

1 涼山州氣象探測的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 氣象監(jiān)測預(yù)警能力增強(qiáng)

近年來，在四川省氣象局的大力支持下，涼山州全面推進(jìn)基礎(chǔ)能力建設(shè)。2019年，木里、甘洛、冕寧等臺站增設(shè)了稱重式雨量傳感器。2020年，全州17個臺站完成了天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀的建設(shè)和氣溫降水多傳感器標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)的改造，天氣現(xiàn)象實現(xiàn)自動化觀測，氣溫和降水觀測數(shù)據(jù)的完整性、可用性得到明顯增強(qiáng)。2022年，完成了四川省氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警項目和氣象監(jiān)測預(yù)警補(bǔ)短板工程項目建設(shè)，前者在西昌、寧南、會理等縣（市）建設(shè)了64個DZZ4四要素自動氣象站，后者在喜德、鹽源、德昌等縣（市）新建及改造21個CAWSmart六要素智能氣象站，有效填補(bǔ)了氣象及次生災(zāi)害頻發(fā)區(qū)、監(jiān)測薄弱區(qū)、天氣系統(tǒng)高影響區(qū)的觀測盲區(qū)。截至目前，全州已建成區(qū)域自動站580個，鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋率達(dá)100%，與酸雨觀測站、雷電觀測站、GNSS/MET水汽觀測站等組成協(xié)同、高效的精密氣象監(jiān)測網(wǎng)（圖1）。

1.2 氣象計量標(biāo)準(zhǔn)量值溯源及傳遞工作體系基本建成

作為觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)質(zhì)量把關(guān)工作，氣象計量是氣象觀測質(zhì)量管理體系的重要組成部分。2021年計量檢定實驗室投入使用后，負(fù)責(zé)制定全州17個國家級臺站實驗室檢定計劃，組織收集和送檢到期傳感器，開展溫度、濕度、氣壓等氣象量值的傳遞業(yè)務(wù)。嚴(yán)格遵循《SC51-Z01-0000-QI-2405國家級自動氣象站檢定市州級作業(yè)指導(dǎo)書》等開展計量檢定業(yè)務(wù)工作，必須使用有效期內(nèi)的二級標(biāo)準(zhǔn)器，嚴(yán)格按檢定周期送至國家氣象計量站等單位進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，依據(jù)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果采取內(nèi)插法計算標(biāo)準(zhǔn)器修正值，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)，如根據(jù)溫度標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)結(jié)果（表1）計算得到其修正值（表2）。

國家級自動站現(xiàn)場核查工作嚴(yán)格遵循《區(qū)域自動氣象站現(xiàn)場核查方法（試行）》《SC51-Z01-0000-QI-2411國家級自動氣象站校準(zhǔn)及現(xiàn)場核查市級作業(yè)指導(dǎo)書》。此外，州探測中心還需按照《SC51-Z01-0000-QI-2412能見度現(xiàn)場核查臺站級作業(yè)指導(dǎo)書》開展轄區(qū)內(nèi)能見度現(xiàn)場核查工作，核查周期為6個月。至此，對國家級臺站溫度、濕度、氣壓傳感器進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，對風(fēng)向、風(fēng)速、蒸發(fā)、雨量傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，國家級自動站進(jìn)行現(xiàn)場核查的氣象計量標(biāo)準(zhǔn)值溯源及傳遞工作體系基本建成。由于HMP45D和HMP155A溫濕度傳感器、PTB210和PTB220氣壓傳感器等儲備不足，在全州范圍內(nèi)實現(xiàn)流轉(zhuǎn)存在較大困難，所以暫未將全州64個國家級自動站納入實驗室檢定或校準(zhǔn)范圍，仍采用現(xiàn)場核查方式進(jìn)行量值傳遞。

1.3 倉儲管理、站網(wǎng)信息管理水平提高

隨著綜合氣象觀測業(yè)務(wù)運行信息化平臺的應(yīng)用，氣象裝備的出入庫、調(diào)撥、維護(hù)維修等實現(xiàn)了集約化管理。按照編碼規(guī)則將氣象裝備劃分為儀器（G類）、耗材（H類）和組件（Z類），應(yīng)用現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了對氣象裝備的動態(tài)管理，并按照“省—市—縣—臺站”的出入庫模式進(jìn)行裝備逐級流轉(zhuǎn)[25]。裝備維護(hù)維修也實現(xiàn)了全流程管理，維護(hù)維修完成后及時填報故障維修單，錄入故障現(xiàn)象、維修情況、更換裝備類別碼等信息并上傳照片，真正實現(xiàn)了全過程留痕和可回溯管理。

站網(wǎng)信息元數(shù)據(jù)管理逐步規(guī)范，每個站點由基本信息、設(shè)備信息、觀測要素、環(huán)境基本信息、業(yè)務(wù)運行信息等元數(shù)據(jù)構(gòu)成（圖2）。其中，觀測要素由觀測任務(wù)決定，一般為雨量站、兩要素站（溫度、雨量）、四要素站（溫度、雨量、風(fēng)向、風(fēng)速）或六要素站（溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量）。觀測要素信息、儀器和觀測方法、數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)處理和報告又由儀器型號、裝備編碼、觀測時制等若干元數(shù)據(jù)構(gòu)成（表3）。

綜合氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制系統(tǒng)根據(jù)需求選擇國家地面站、GNSS/MET水汽觀測站等不同對象，以數(shù)據(jù)圖層形式疊加或融合展示氣溫等氣象要素的數(shù)據(jù)獲取率、可用率等（圖3）。上述氣象計量標(biāo)準(zhǔn)量值傳遞、裝備維修、倉儲管理、站網(wǎng)信息管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等各環(huán)節(jié)相輔相成，推動氣象觀測質(zhì)量管理體系不斷完善。

1.4 應(yīng)急氣象觀測能力逐步提高

2021年前，全州僅有4套便攜式自動氣象站，其中，無錫DZB4型2套、天津DZB2型1套、華云CAWS620-MS型1套，承擔(dān)全州的應(yīng)急氣象觀測任務(wù)。近年來，森林火災(zāi)呈現(xiàn)多發(fā)、突發(fā)、重發(fā)趨勢，便攜站數(shù)量和單一的觀測手段已不能滿足應(yīng)急氣象服務(wù)保障需求。面對嚴(yán)峻形勢，增配了YLD1-D車載全固態(tài)X波段雙偏振多普勒天氣雷達(dá)和YW-LR移動激光測風(fēng)雷達(dá)，多元化開展應(yīng)急氣象觀測，為制作專題天氣預(yù)報和開展人工增雨作業(yè)提供了充分依據(jù)，便攜站數(shù)量也由4套增至20套，應(yīng)急氣象觀測能力不斷提高。

1.5 積極探索自動站“合作共建+數(shù)據(jù)共享”模式

近年來，涼山州氣象部門積極探索“合作共建+數(shù)據(jù)共享”模式，與政府和企業(yè)合作開展自動站建設(shè)，有效填補(bǔ)了重點區(qū)域的觀測盲區(qū)，提高了氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警能力。2020年，采取國家電網(wǎng)涼山供電公司購買設(shè)備、州氣象局提供技術(shù)支持的合作方式，完成了“氣象+國電”合作示范站點——西昌市10KV馬武線CAWS600六要素自動氣象站安裝調(diào)試工作，為高壓輸電線氣象觀測站建設(shè)全面鋪開奠定了基礎(chǔ)。氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸至州局中心站，再根據(jù)需求向其提供氣象數(shù)據(jù)。2020年西昌市“3·30”森林火災(zāi)發(fā)生后，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，強(qiáng)降雨極易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。在此背景下，與地方政府合作共建了9個地質(zhì)災(zāi)害防治自動氣象站，提高了瀘山及其周邊的氣象監(jiān)測預(yù)警能力。其中，瞭望塔、沈家祠堂、光福寺、瀛海亭4個六要素自動氣象站構(gòu)成梯度觀測網(wǎng)，馬道深溝、大營農(nóng)場、烏龜塘、經(jīng)久鄉(xiāng)馬鞍山4個六要素自動氣象站構(gòu)成平面觀測網(wǎng)，西昌學(xué)院雨量站作為有效補(bǔ)充（圖4）。

2 裝備維護(hù)維修和氣象計量檢定中存在的不足

第一，地面氣象觀測站點多、面廣，故障率較高，保障任務(wù)繁重。受交通不便、自然環(huán)境惡劣等因素影響，區(qū)域站發(fā)生故障后，時常耗費數(shù)小時才能到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行處理。第二，州探測中心保障人員不足。除2人專職負(fù)責(zé)全州網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行維護(hù)外，僅有5名人員負(fù)責(zé)全州的技術(shù)保障工作。縣級無法排除故障時，需要在規(guī)定時限內(nèi)趕赴現(xiàn)場進(jìn)行維修，加上縣級未指定裝備保障專人專崗、業(yè)務(wù)人員大都身兼數(shù)職，導(dǎo)致保障工作效率不高。第三，隨著天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀、CAWSmart智能氣象站等新型探測設(shè)備的投入使用，裝備保障人員現(xiàn)有知識儲備已無法滿足裝備保障需求。第四，區(qū)域站社會化保障未發(fā)揮其應(yīng)有作用。在區(qū)域站巡檢過程中多次發(fā)現(xiàn)雨量傳感器過濾網(wǎng)罩、漏斗、匯集漏斗有塵土等異物堆積，未定期清潔百葉箱或溫濕度防輻射罩，未定期維護(hù)觀測場地，植物高度超過20 cm等情形。第五，儀器組件儲備不足，尤其是HMP45D和HMP155A溫濕度傳感器、PTB210和PTB220氣壓傳感器、DPZ1綜合集成硬件控制器等嚴(yán)重不足，一定程度上降低了裝備保障工作效率。

3 涼山州氣象探測的發(fā)展對策

第一，充分發(fā)揮四川省氣象觀測質(zhì)量管理體系的氣象現(xiàn)代化支撐作用，嚴(yán)格按照國家級自動氣象站維護(hù)維修、氣象探測環(huán)境保護(hù)、氣象臺站新建遷建等市州級和臺站級作業(yè)指導(dǎo)書，規(guī)范開展氣象探測各項業(yè)務(wù)工作，推動“監(jiān)測精密”向縱深發(fā)展。第二，繼續(xù)探索有效的區(qū)域站社會化保障監(jiān)督管理辦法，建立健全相應(yīng)的考評機(jī)制，充分發(fā)揮區(qū)域站社會化保障應(yīng)有的作用，保證氣象觀測數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。第三，加強(qiáng)天氣現(xiàn)象視頻智能觀測儀、CAWSmart智能氣象站、地基遙感垂直觀測系統(tǒng)等新式探測設(shè)備業(yè)務(wù)知識的學(xué)習(xí)，積極參加裝備維護(hù)維修、注冊計量師繼續(xù)教育、氣象觀測質(zhì)量管理體系內(nèi)審等專業(yè)培訓(xùn)，不斷豐富知識儲備，提高業(yè)務(wù)能力，以滿足新形勢下的氣象探測工作需求。第四，積極加強(qiáng)與物資管理科等單位的溝通協(xié)調(diào)，加強(qiáng)儀器組件儲備，為高效開展裝備保障和計量檢定工作奠定堅實基礎(chǔ)。第五，縣級氣象部門建立健全裝備保障專人專崗制度、監(jiān)督制度、考核制度等，提高縣級裝備保障能力。第六，加強(qiáng)鄰近縣局的區(qū)域交流協(xié)作、備件共享，進(jìn)一步提升裝備保障工作效率。第七，及時總結(jié)推廣裝備保障工作中好的經(jīng)驗做法，以點帶面提高整體水平。第八，建立穩(wěn)定的裝備保障專項經(jīng)費投入機(jī)制，為裝備保障工作提供重要支撐。第九，充分依托Visual Basic、Python、C++等編程語言，不斷提高氣象大數(shù)據(jù)在故障智能定位、業(yè)務(wù)評估、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析等領(lǐng)域的應(yīng)用能力，推動氣象裝備保障業(yè)務(wù)向智能化、信息化方向發(fā)展。

4 結(jié)束語

在全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和氣象高質(zhì)量發(fā)展的大背景下，涼山州多渠道發(fā)力，不斷優(yōu)化觀測結(jié)構(gòu)，完善氣象觀測質(zhì)量管理體系，提高氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報能力和應(yīng)急氣象觀測能力。針對裝備維護(hù)維修、氣象計量鑒定中存在的不足，積極探索應(yīng)對策略，保證氣象探測數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，以點帶面推動涼山氣象服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。

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Analysis on the Current Situation and Countermeasures of Meteorological Detection Development in Liangshan under the New Situation

Wang Xiao et al（Liangshan Meteorological Bureau， Liangshan， Sichuan 615000）

Abstract Meteorological observation is the cornerstone of meteorological operations. Accelerating the construction of intelligent meteorological observation equipment， optimizing observation structures， and relying on the comprehensive meteorological observation business operation information platform can improve emergency meteorological observation capabilities and meteorological disaster monitoring and warning capabilities. Analyzed the current situation of meteorological observation development in Liangshan Prefecture， explored the shortcomings in equipment maintenance and maintenance， and meteorological measurement verification， and proposed development strategies to ensure the integrity and accuracy of meteorological observation data， and promote the high-quality development of meteorological services from point to area.

Key words Meteorological detection; Meteorological service; High quality development