【導(dǎo)讀】2020年4月1日起，我國地面氣象觀測自動化改革從全國試運(yùn)行切換調(diào)整為正式業(yè)務(wù)運(yùn)行，正式邁入地面氣象觀測自動化時代。
氣象觀測是氣象工作和大氣科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。氣象觀測記錄和依據(jù)它編發(fā)的氣象情報，除了為天氣預(yù)報提供日常資料外，還通過長期積累和統(tǒng)計，加工成氣候資料，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)、交通、軍事、水文、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)等部門進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計和研究，提供重要的數(shù)據(jù)。
采用大氣遙感探測和高速通信傳輸技術(shù)組成的災(zāi)害性天氣監(jiān)測網(wǎng)，已經(jīng)能夠十分及時地直接向用戶發(fā)布龍卷、強(qiáng)風(fēng)暴和臺風(fēng)等災(zāi)害性天氣警報。大氣探測技術(shù)的發(fā)展為減輕或避免自然災(zāi)害造成的損失提供了條件。
2020年4月1日起，我國地面氣象觀測自動化改革從全國試運(yùn)行切換調(diào)整為正式業(yè)務(wù)運(yùn)行，正式邁入地面氣象觀測自動化時代。
隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等科技的發(fā)展，通過配備自動觀測設(shè)備及應(yīng)用衛(wèi)星遙感、多源數(shù)據(jù)自動綜合判識、智能圖像識別等多種技術(shù)手段，自動化觀測逐漸具備現(xiàn)實基礎(chǔ)。
氣象觀測
是研究測量和觀察地球大氣的物理和化學(xué)特性以及大氣現(xiàn)象的方法和手段的一門學(xué)科。 主要有大氣氣體成分濃度、氣溶膠、溫度、濕度、壓力、風(fēng)、大氣湍流、蒸發(fā)、云、降水、輻射、大氣能見度、大氣電場、大氣電導(dǎo)率以及雷電、虹、暈等。從學(xué)科上分，氣象觀測屬于大氣科學(xué)的一個分支。它包括地面氣象觀測、高空氣象觀測、大氣遙感探測和氣象衛(wèi)星探測等，有時統(tǒng)稱為大氣探測。由各種手段組成的氣象觀測系統(tǒng)，能觀測從地面到高層，從局地到全球的大氣狀態(tài)及其變化。
氣象觀測儀器
經(jīng)過三百多年的發(fā)展，應(yīng)用于研究和業(yè)務(wù)的氣象觀測儀器,已有數(shù)十種之多，主要包括直接測量和遙感探測兩類：前者通過各種類型的感應(yīng)元件,將直接感應(yīng)到的大氣物理特性和化學(xué)特性，轉(zhuǎn)換成機(jī)械的、電磁的或其他物理量進(jìn)行測量，例如氣壓表、溫度表、濕度表等;后者是接收來自不同距離上的大氣信號或反射信號，從中反演出大氣物理特性和化學(xué)特性的空間分布，例如氣象雷達(dá)、聲雷達(dá)(見聲波大氣遙感)、激光 氣象雷達(dá)(見激光大氣遙感)、紅外輻射計(見紅外大氣遙感)等。這些儀器廣泛應(yīng)用了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)以及機(jī)械、電子、半導(dǎo)體、激光、紅外和微波等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的成果。
此外，還有大氣化學(xué)的痕量分析等手段。氣象觀測儀器要滿足以下要求：①能夠適應(yīng)各種復(fù)雜和惡劣的天氣條件，保持性能長期穩(wěn)定。②能夠適應(yīng)在不同天氣氣候條件下氣象要素變化范圍大的特點(diǎn)，具有很高的靈敏度、準(zhǔn)確度和比較大的量程。此外，根據(jù)觀測平臺的工作條件，對觀測儀器的體積、重量、結(jié)構(gòu)和電源等方面，還有各種特殊要求。
氣象觀測平臺
根據(jù)特定要求安裝儀器并進(jìn)行觀測工作的基點(diǎn)。地面氣象站的觀測場、氣象塔、船舶、海上浮標(biāo)和汽車等都屬地面氣象觀測平臺;氣球、飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星和空間實驗室等，是普遍采用的高空氣象觀測平臺。它們分別裝載各種地面的和高空的氣象觀測儀器。
資料處理
現(xiàn)代氣象觀測系統(tǒng)所獲取的氣象信息是大量的，要求高速度地分析處理，例如，一顆氣象衛(wèi)星，每12小時內(nèi)就能給出覆蓋全球的資料，其水平空間分辨率達(dá)1公里左右。采用電子計算機(jī)等現(xiàn)代自動化技術(shù)分析處理資料，是現(xiàn)代氣象觀測中必不可少的環(huán)節(jié)。許多現(xiàn)代氣象觀測系統(tǒng)，都配備了小型或微型處理機(jī),及時分析處理觀測資料和實時給出結(jié)果(見氣象資料處理)。
氣象觀測網(wǎng)
是組合各種氣象觀測和探測系統(tǒng)而建立起來的。基本上分為兩大類：
①常規(guī)觀測網(wǎng)。長期穩(wěn)定地進(jìn)行觀測，主要為日常天氣預(yù)報、災(zāi)害性天氣監(jiān)測、氣候監(jiān)測等提供資料的觀測系統(tǒng)。例如由世界各國的地面氣象站(包括常規(guī)地面氣象站、自動氣象站和導(dǎo)航測風(fēng)站)、海上漂浮(固定浮標(biāo)、飄移浮標(biāo))站、船舶站和研究船、無線電探空站、航線飛機(jī)觀測、火箭探空站、氣象衛(wèi)星及其接收站等組成的世界天氣監(jiān)視網(wǎng)(WWW)，就是一個規(guī)模較大的近代全球氣象觀測網(wǎng)。這個觀測網(wǎng)所獲得的資料，通過全球通信網(wǎng)絡(luò)，可及時提供各國氣象業(yè)務(wù)單位使用(見氣象情報傳輸)。此外，還有國際臭氧監(jiān)測網(wǎng)、氣候監(jiān)測站等。
②專題觀測網(wǎng)。根據(jù)特定的研究課題，只在一定時期內(nèi)開展觀測工作的觀測系統(tǒng)。例如20世紀(jì)70年代實施大氣研究計劃一次全球試驗(FGGE)、日本的暴雨試驗和美國的強(qiáng)風(fēng)暴試驗的觀測網(wǎng)，就是為研究中長期大氣過程和中小尺度天氣系統(tǒng)等的發(fā)生發(fā)展規(guī)律而臨時建立的。
