高空氣象探測系統(tǒng)現(xiàn)狀分析與未來發(fā)展

王柳

[摘 要]“十三五”氣象改革發(fā)展極大提高了我國氣象綜合能力，促進(jìn)了氣象事業(yè)的不斷發(fā)展。雖然我國氣象事業(yè)已經(jīng)取得了很可觀的成績，但與其他氣象強(qiáng)國相比，我國高空氣象探測仍然較為落后。因此，本文主要對(duì)我國高空氣象探測系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后指出高空氣象探測的未來發(fā)展趨勢，希望能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)我國氣象事業(yè)的進(jìn)步，逐漸縮小與其他氣象強(qiáng)國間的差距。

[關(guān)鍵詞]高空氣象探測；高空氣象探測系統(tǒng)；現(xiàn)狀分析；未來發(fā)展

[中圖分類號(hào)]P412.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

氣象事業(yè)不僅與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，而且是發(fā)展航空、航天和軍事力量等活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。特別是一系列天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)的開展，加速了人們對(duì)大氣的認(rèn)識(shí)，而高空氣象探測正是人們實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣了解的重要途徑，其在促進(jìn)大氣科學(xué)發(fā)展方面具有重要的作用。從高空氣象探測的內(nèi)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(fēng)、濕度、云、降水等，為天氣系統(tǒng)的研究和趨勢判斷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。我國是世界氣象組織（World Meteorological Organization，WMO）中的成員國之一，加強(qiáng)對(duì)高空氣象探測及其系統(tǒng)的研究，能夠進(jìn)一步提高氣象探測的精度，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)高空氣象探測系統(tǒng)競爭力的提高。

1 高空氣象探測系統(tǒng)現(xiàn)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(dòng)之一，是檢驗(yàn)我國大氣科研水平的主要參考指標(biāo)，所以如何研發(fā)出高精度、低成本的國產(chǎn)高空氣象探測系統(tǒng)，成為氣象學(xué)者們重點(diǎn)關(guān)注的問題。而在高空氣象探測系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)過程中，需要克服以下幾個(gè)方面的困難：首先，高空環(huán)境相對(duì)惡劣，高空氣象探測系統(tǒng)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(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，特別是在惡劣環(huán)境中，容易導(dǎo)致探測精度的下降，影響探測結(jié)果；最后，高空氣象探測系統(tǒng)具有使用量大、成本高和一次性使用等特點(diǎn)，這就需要在確保高空氣象探測系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，有效降低生產(chǎn)成本。從高空氣象探測系統(tǒng)的研發(fā)環(huán)節(jié)看，我國高空氣象探測系統(tǒng)的研發(fā)環(huán)節(jié)還存在很多的不足之處，比如研發(fā)周期短、產(chǎn)品更新?lián)Q代慢、生產(chǎn)技術(shù)水平欠缺和專業(yè)人才匱乏等；從高空氣象探測系統(tǒng)的元件看，國內(nèi)生產(chǎn)的傳感器性能不太穩(wěn)定，探測精度不高，進(jìn)口的傳感器價(jià)格較高，這在一定程度上提高了高空氣象探測系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，而且長期依賴國外進(jìn)口的傳感器，國內(nèi)核心元件生產(chǎn)受阻，導(dǎo)致國產(chǎn)高空氣象探測系統(tǒng)在產(chǎn)品競爭中處于弱勢地位；從高空氣象探測系統(tǒng)的性能看，高空中的惡劣環(huán)境是影響探測精度的主要原因，特別是強(qiáng)烈的湍流和傳感器故障是導(dǎo)致高空氣象探測失敗的重要原因。

2 高空氣象探測系統(tǒng)的未來發(fā)展

無線電高空氣象探測系統(tǒng)是當(dāng)前最為主要的探測方法，其能夠?yàn)闅庀笱芯亢蜌庀蠓?wù)提供最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支持。當(dāng)前，我國高空氣象探測主要是以探空儀和天氣雷達(dá)探測為主，但是高精度、自動(dòng)化和多途徑成為高空氣象探測系統(tǒng)未來發(fā)展的主要趨勢，一方面是通過多種探測方法來構(gòu)成全面的探測系統(tǒng)，另一方面是將信息的獲取、傳達(dá)和處理同導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)融為一體。

2.1 常規(guī)高空氣象探測系統(tǒng)的未來發(fā)展

要想切實(shí)提高我國高空氣象探測水平，傳感器的國產(chǎn)化和批量化生產(chǎn)成為需要解決的問題，基于傳統(tǒng)傳感器存在的諸多缺點(diǎn)，新型自主研發(fā)的傳感器就是要重點(diǎn)解決探測精度低、穩(wěn)定性差、造價(jià)高等問題，并且在傳感器的制造工藝和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中注重產(chǎn)品的質(zhì)量，努力提高國產(chǎn)傳感器的國際競爭力。另外，在軟件和探測技術(shù)方面，要努力同國際高空氣象探測保持同步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)傳感器精確度的提高，比如加強(qiáng)對(duì)高空輻射和對(duì)探測結(jié)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(shè)備，以其價(jià)格低、精度高、抗干擾能力強(qiáng)和全天候使用等特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，一定程度上提高了高空氣象探測的自動(dòng)化發(fā)展，具有很大的市場需求。但是，在努力研究GPS技術(shù)的同時(shí)，還要實(shí)現(xiàn)國內(nèi)尖端科技的自主研發(fā)，比如北斗導(dǎo)航衛(wèi)星探空系統(tǒng)的研發(fā)，不僅讓國內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)擺脫了GPS的技術(shù)壟斷，為國產(chǎn)高空氣象探測系統(tǒng)的進(jìn)一步研發(fā)帶來了新的希望，而且實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)高空氣象探測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和自動(dòng)化水平的提高，為實(shí)現(xiàn)氣象強(qiáng)國夢打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 綜合性高空氣象探測系統(tǒng)的未來發(fā)展

從當(dāng)前高空氣象探測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，可以預(yù)見的是，未來高空氣象探測系統(tǒng)不僅是對(duì)大氣的單一觀測，而且是在自動(dòng)化遙感技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣狀態(tài)的基本物理量和基本天氣現(xiàn)象之間相互作用機(jī)理的綜合性研究。并且，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的不斷進(jìn)步，已經(jīng)有越來越多的現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到了高空氣象探測中，以衛(wèi)星的遙感測量為例，我國已經(jīng)成功研制了風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星，并廣泛應(yīng)用于天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測、自然災(zāi)害和環(huán)境監(jiān)測、資源開發(fā)、科學(xué)研究等多個(gè)重要領(lǐng)域，這就為實(shí)現(xiàn)常規(guī)高空氣象探測的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綜合性高空氣象探測提供了可能性。

3 結(jié)語

想要進(jìn)一步提高高空氣象探測的精確度，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)探空儀產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，就需要從關(guān)鍵設(shè)備、技術(shù)和人才三個(gè)方面著手，針對(duì)當(dāng)前高空氣象探測系統(tǒng)的現(xiàn)存問題提出有針對(duì)性的解決辦法。特別是GPS技術(shù)的不斷成熟，越來越多的國家和地區(qū)已經(jīng)把發(fā)展GPS探空儀作為高空氣象探測未來發(fā)展的目標(biāo)。所以，我國要盡快發(fā)展相關(guān)的高空探測技術(shù)，爭取盡快趕上國際先進(jìn)水平。

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