自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)

隨著氣象要素值的變化，自動(dòng)氣象站各傳感器的感應(yīng)元件輸出的電量產(chǎn)生變化，這種變化量被CPU實(shí)時(shí)控制的數(shù)據(jù)采集器所采集，經(jīng)過(guò)線性化和定量化處理，實(shí)現(xiàn)工程量到要素量的轉(zhuǎn)換，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得出各個(gè)氣象要素值，并按一定的格式存儲(chǔ)在采集器中。

在配有計(jì)算機(jī)的自動(dòng)氣象站，實(shí)時(shí)將氣象要素值顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，并按規(guī)定的格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的硬盤上。在定時(shí)觀測(cè)時(shí)刻，還將氣象要素值存入規(guī)定格式的定時(shí)數(shù)據(jù)文件中。根據(jù)業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)各種氣象報(bào)告的編發(fā)，形成各種氣象記錄報(bào)表和氣象數(shù)據(jù)文件。

通過(guò)對(duì)自動(dòng)站運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)站的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

(1)自動(dòng)采集并存儲(chǔ)氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、蒸發(fā)量、日照、輻射、地溫等全部或部分氣象要素。

(2)按業(yè)務(wù)需求通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入人工觀測(cè)數(shù)據(jù)。

(3)按照海平面氣壓計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算海平面氣壓；按照濕度參量的計(jì)算公式計(jì)算水汽壓、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度以及所需的各種統(tǒng)計(jì)量。

(4)編發(fā)各類氣象報(bào)告。

(5)按《地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)文件和記錄簿表格式》形成觀測(cè)數(shù)據(jù)文件。

(6)編制各類氣象報(bào)表。

(7)實(shí)現(xiàn)通訊組網(wǎng)和運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

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1985年3月14日，國(guó)內(nèi)第一個(gè)引進(jìn)的日本自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，在北京首都機(jī)場(chǎng)按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)安裝調(diào)試完畢后正式對(duì)外開放。

1995年，民航總局空管局利用日本政府第三批日元貸款從德國(guó)引進(jìn)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)5套，分別安裝在天津、大連、杭州、廈門、烏魯木齊。1996年首都機(jī)場(chǎng)更新自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)，從芬蘭引進(jìn)符合國(guó)際Ⅲ類機(jī)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)雙跑道自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，于1996年11月9日正式啟用。這是中國(guó)首次在自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)中加入跑道路面、太陽(yáng)輻射傳感器和天氣現(xiàn)象傳感器，云高儀軟件增加了可通過(guò)在一定的時(shí)間內(nèi)測(cè)到的云層估算出云量功能，使天氣報(bào)告更加完整，即“FEW”(少云)(1/8～2/8)、“SCT”(疏云)(3/8～4/8)、 “BKN”(多云)(5/8～7/8)或“OVC”(陰天)(8/8)。自1996年起引進(jìn)的觀測(cè)系統(tǒng)均增加了天氣現(xiàn)象傳感器和自動(dòng)編制云量的功能，為將來(lái)實(shí)施在機(jī)場(chǎng)開始運(yùn)行之前發(fā)布機(jī)場(chǎng)例行天氣報(bào)告、特選天氣報(bào)告的要求和在機(jī)場(chǎng)的非運(yùn)行時(shí)段可利用自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)提供氣象信息做好準(zhǔn)備。

至2007年，全國(guó)有61個(gè)民用機(jī)場(chǎng)安裝自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)。氣象觀測(cè)系統(tǒng)在提高機(jī)場(chǎng)運(yùn)行能力上起到很重要作用，尤其在低能見度情況下，降低機(jī)場(chǎng)對(duì)能見度要求的標(biāo)準(zhǔn)(Ⅰ類機(jī)場(chǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)能見度從不小于800米降低到跑道視程不小于550米，Ⅱ類機(jī)場(chǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)跑道視程不小于350米)，使得航班達(dá)到起降標(biāo)準(zhǔn)，減少航班延誤和航空公司損失，同時(shí)對(duì)空中交通管制服務(wù)起到積極作用。

氣象觀測(cè)是人們認(rèn)識(shí)大氣現(xiàn)象和氣候變化的手段，氣象觀測(cè)信息和數(shù)據(jù)是開展天氣預(yù)警預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)預(yù)估及各類氣象服務(wù)、科學(xué)研究的基礎(chǔ)，是推動(dòng)氣象科學(xué)發(fā)展的原動(dòng)力。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)是現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系的重要組成部分，是提升公共氣象服務(wù)能力和提高氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的重要基礎(chǔ)。其作用主要表現(xiàn)在以下六個(gè)方面。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)在防災(zāi)減災(zāi)方面

我國(guó)是世界上氣象災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，災(zāi)害種類多，分布地域廣，發(fā)生頻率高，造成損失重。為了有效防御和減輕所造成的損失，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)公共事件應(yīng)急的氣象保障能力，迫切需要實(shí)現(xiàn)對(duì)氣象災(zāi)害的綜合、立體、連續(xù)觀測(cè)，提高對(duì)氣象災(zāi)害的監(jiān)測(cè)能力。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)氣候變化方面

氣候和氣候變化導(dǎo)致人類生存條件的變化，這不僅是科學(xué)問(wèn)題，更是世界各國(guó)政府共同關(guān)注的政治問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題和外交問(wèn)題。為了深化對(duì)氣候變化事實(shí)和規(guī)律的科學(xué)認(rèn)識(shí)，推進(jìn)氣候變化綜合影響評(píng)估工作，減少或消除有關(guān)氣候變化的不確定性，增強(qiáng)對(duì)全球氣候變化和極端氣候事件的監(jiān)測(cè)能力，提高對(duì)氣候變化的定量描述和預(yù)估水平，制定適應(yīng)和減緩氣候變化的對(duì)策及措施，需要開展代表性好、精度高、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的基準(zhǔn)氣候監(jiān)測(cè)，并對(duì)氣候系統(tǒng)多圈層（大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈）及其相互作用進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)在提高氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和精細(xì)化水平方面

提高預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和精細(xì)化水平是氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)的核心。為了建立滿足公共氣象服務(wù)需求的各類氣象預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提高預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和精細(xì)化水平，提供均一性更好、時(shí)間序列更長(zhǎng)的觀測(cè)資料，需要建立時(shí)空布局精細(xì)、合理的觀測(cè)站網(wǎng)，以獲取陸地氣象服務(wù)區(qū)、天氣氣候敏感區(qū)和關(guān)鍵區(qū)及海洋地區(qū)的高精度、高準(zhǔn)確度、及時(shí)、穩(wěn)定、可靠的觀測(cè)數(shù)據(jù)，提高綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)能力。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)建設(shè)方面

我國(guó)正處在全面建設(shè)更高水平小康社會(huì)的重要?dú)v史時(shí)期，經(jīng)濟(jì)越發(fā)展，氣象條件對(duì)各行業(yè)特別是天氣氣候敏感行業(yè)的影響越大，氣象服務(wù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)發(fā)展中的作用越來(lái)越重要，地位越來(lái)越突出，要求越來(lái)越高。農(nóng)業(yè)、交通、航空、航天、水利、環(huán)境、電信、電力和能源等行業(yè)對(duì)各類專業(yè)氣象觀測(cè)的需求日益增強(qiáng)。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)在履行國(guó)際義務(wù)方面

多年來(lái)，我國(guó)的綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)參與觀測(cè)數(shù)據(jù)的國(guó)際交換，為全球氣象預(yù)報(bào)服務(wù)業(yè)務(wù)作出了重要貢獻(xiàn)，成為全球觀測(cè)系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。近年來(lái)，由包括世界氣象組織（WMO）在內(nèi)的多個(gè)國(guó)際組織和國(guó)家發(fā)起實(shí)施了許多地球觀測(cè)計(jì)劃，旨在將現(xiàn)有及新建的各類觀測(cè)系統(tǒng)集成一體，相互協(xié)調(diào)，共享觀測(cè)數(shù)據(jù)和信息，以提高觀測(cè)系統(tǒng)的效益。中國(guó)作為參與國(guó)承擔(dān)了相應(yīng)的責(zé)任和義務(wù)，這也對(duì)我國(guó)的綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)提出了新要求。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)在大氣科學(xué)方面

氣象觀測(cè)是大氣科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。由于大氣現(xiàn)象及其物理過(guò)程的變化較快，影響因子復(fù)雜，除了大氣本身各種尺度運(yùn)動(dòng)之間的相互作用外，太陽(yáng)、海洋和地表狀況等，都影響著大氣的運(yùn)動(dòng)。雖然在一定簡(jiǎn)化條件下，對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)作了不少模擬研究、大氣運(yùn)動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)，但組織局地或全球的氣象觀測(cè)網(wǎng)，獲取完整準(zhǔn)確的觀測(cè)資料，仍是大氣科學(xué)理論研究的主要途徑。歷史上的鋒面、氣旋、氣團(tuán)和大氣長(zhǎng)波等重大理論的建立，都是在氣象觀測(cè)提供新資料的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。所以，不斷引進(jìn)其他科學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)成果，增強(qiáng)氣象觀測(cè)能力，是發(fā)展大氣科學(xué)的重要措施。2100433B

綜合氣象觀測(cè)是對(duì)地球氣候系統(tǒng)的大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈、生物圈等五大圈層的物理、化學(xué)、生物特征及其變化過(guò)程和相互作用開展長(zhǎng)期、連續(xù)、系統(tǒng)的觀測(cè)。綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)是由地基、空基、天基氣象觀測(cè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)構(gòu)成的全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)的集成系統(tǒng)。其中，全面是指科學(xué)設(shè)計(jì)，科學(xué)布局，全面獲取氣象及其相關(guān)信息，各類觀測(cè)數(shù)據(jù)融合處理，形成觀測(cè)產(chǎn)品，集約化發(fā)展；協(xié)調(diào)是指觀測(cè)業(yè)務(wù)各環(huán)節(jié)要協(xié)調(diào)發(fā)展，與現(xiàn)代氣象業(yè)務(wù)體系各業(yè)務(wù)之間要協(xié)調(diào)發(fā)展，也要與氣象科技創(chuàng)新體系、氣象人才體系協(xié)調(diào)發(fā)展；可持續(xù)是指觀測(cè)業(yè)務(wù)要連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，要加強(qiáng)觀測(cè)技術(shù)、觀測(cè)方法、儀器設(shè)備的研發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備，增強(qiáng)發(fā)展后勁。

《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快氣象事業(yè)發(fā)展的若干意見》明確指出，“綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)是國(guó)家重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，是氣象和地球相關(guān)學(xué)科業(yè)務(wù)與科研的重要基礎(chǔ)。要大力加強(qiáng)氣候觀測(cè)系統(tǒng)、氣象衛(wèi)星系統(tǒng)和天氣雷達(dá)、雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)、農(nóng)村和重點(diǎn)林區(qū)及海域氣象站網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將其納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃，保證其穩(wěn)定可靠運(yùn)行，不斷提高綜合氣象觀測(cè)能力和水平”。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)已初步建立了地基、空基和天基相結(jié)合，門類比較齊全，布局基本合理的綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)地基觀測(cè)系統(tǒng)

地基觀測(cè)系統(tǒng)主要由地面氣象觀測(cè)、地基氣候系統(tǒng)觀測(cè)、地基遙感探測(cè)、地基大氣邊界層觀測(cè)、地基中高層大氣和空間天氣監(jiān)測(cè)、地基移動(dòng)氣象觀測(cè)、地基氣象觀測(cè)運(yùn)行監(jiān)控和技術(shù)保障等組成。

（a）地面氣象觀測(cè)系統(tǒng)

截至2010年底，我國(guó)氣象部門共建有國(guó)家級(jí)地面氣象觀測(cè)站2418個(gè)，全部實(shí)現(xiàn)了基本氣象要素自動(dòng)化觀測(cè)；另外各省還建成了區(qū)域加密氣象觀測(cè)站30347個(gè)，主要開展降水、溫度和風(fēng)向風(fēng)速的觀測(cè)。

地面氣象觀測(cè)系統(tǒng)按所承擔(dān)的觀測(cè)任務(wù)和作用分為國(guó)家基準(zhǔn)氣候站、國(guó)家基本氣象站、國(guó)家一般氣象站以及區(qū)域氣象觀測(cè)站。

國(guó)家基準(zhǔn)氣候站根據(jù)國(guó)家氣候區(qū)劃以及全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)的要求，為獲取具有充分代表性的長(zhǎng)期、連續(xù)資料而設(shè)置的氣候觀測(cè)站，是國(guó)家氣候站網(wǎng)的骨干。進(jìn)行24次定時(shí)觀測(cè)（人工和自動(dòng)），每小時(shí)上傳一次地面氣象觀測(cè)資料。

國(guó)家基本氣象站根據(jù)全國(guó)氣候分析和天氣預(yù)報(bào)的需要所設(shè)置的地面氣象觀測(cè)站，大多擔(dān)負(fù)區(qū)域或國(guó)家氣象信息交換任務(wù)，是國(guó)家天氣氣候站網(wǎng)的主體。每天定時(shí)進(jìn)行8次人工觀測(cè)，每小時(shí)上傳一次自動(dòng)站觀測(cè)資料。

國(guó)家一般氣象站主要是按省行政區(qū)劃設(shè)置的地面氣象觀測(cè)站，獲取的觀測(cè)資料主要用于本省和當(dāng)?shù)氐臍庀蠓?wù)，也是國(guó)家天氣氣候站網(wǎng)的補(bǔ)充。每天定時(shí)進(jìn)行3次人工觀測(cè)，每小時(shí)上傳一次自動(dòng)站觀測(cè)資料。

區(qū)域氣象觀測(cè)站是為了滿足不同部門特殊服務(wù)的需要，或用于天氣氣候站網(wǎng)的空間加密而設(shè)立的氣象站，可以是人工觀測(cè)站或無(wú)人氣象觀測(cè)站。觀測(cè)項(xiàng)目和發(fā)報(bào)時(shí)次可根據(jù)需要而設(shè)定。

另外，近年來(lái)提出的國(guó)家氣候觀象臺(tái)是開展長(zhǎng)期、連續(xù)、基準(zhǔn)和綜合觀測(cè)的氣象觀測(cè)站，并承擔(dān)綜合觀測(cè)試驗(yàn)和科學(xué)研究任務(wù)。其建設(shè)以具有較好區(qū)域氣候觀測(cè)代表性、準(zhǔn)確性，觀測(cè)環(huán)境得到長(zhǎng)期保護(hù)的國(guó)家級(jí)氣象觀測(cè)站為目標(biāo)。

（b）輻射觀測(cè)系統(tǒng)

截至2010年底，全國(guó)共有100個(gè)輻射觀測(cè)站，分為基準(zhǔn)輻射站、一級(jí)站、二級(jí)站和三級(jí)站。根據(jù)不同的需求，開展太陽(yáng)總輻射、散射輻射、太陽(yáng)直接輻射、反射輻射和凈全輻射觀測(cè)等業(yè)務(wù)。

其中基準(zhǔn)輻射站能夠長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)幾種能反映氣候變化特征的要素，作為我國(guó)的輻射測(cè)量基準(zhǔn)并用于其他太陽(yáng)輻射資料的校準(zhǔn)，并同時(shí)具備高可靠性、高準(zhǔn)確性、易維護(hù)、易備份等特點(diǎn)。

（c）風(fēng)能觀測(cè)系統(tǒng)

風(fēng)能是一種可再生的自然資源，儲(chǔ)量非常巨大，風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的最重要形式。風(fēng)能觀測(cè)是風(fēng)能利用的基礎(chǔ)，風(fēng)能觀測(cè)用來(lái)進(jìn)行風(fēng)能資源的評(píng)估，調(diào)查該地每年刮風(fēng)的時(shí)間長(zhǎng)短和強(qiáng)度，風(fēng)能觀測(cè)的具體因子有風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)能密度和湍流度。

2009年全國(guó)由329座70米、68座100米和3座120米測(cè)風(fēng)塔組成的風(fēng)能觀測(cè)網(wǎng)，已全部建成，主要覆蓋西北、華北、東北以及東部沿海風(fēng)能資源豐富地區(qū)，并兼顧其他具有風(fēng)能資源開發(fā)潛力的內(nèi)陸地區(qū)。

（d）地基雷電探測(cè)系統(tǒng)

雷電監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)由探測(cè)儀、中心數(shù)據(jù)處理站、圖形顯示工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)絡(luò)瀏覽服務(wù)器、通訊系統(tǒng)組成，其中探測(cè)站均為一體結(jié)構(gòu)，放在野外場(chǎng)地，只需電源、通訊接入即可。

中國(guó)氣象局《國(guó)家閃電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》規(guī)劃在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)350個(gè)云地閃探測(cè)儀，截至2010年11月30日已建國(guó)家雷電觀測(cè)網(wǎng)觀測(cè)站301個(gè)?，F(xiàn)已初步建立了國(guó)家雷電數(shù)據(jù)處理中心，進(jìn)行定位處理，形成雷電監(jiān)測(cè)產(chǎn)品和國(guó)家雷電數(shù)據(jù)庫(kù)，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)供全國(guó)共享。

（e）多普勒天氣雷達(dá)

用來(lái)探測(cè)大氣中降水區(qū)的位置、分布、強(qiáng)弱及其變化的雷達(dá)稱為天氣雷達(dá)或測(cè)雨雷達(dá)。我國(guó)天氣雷達(dá)發(fā)展大體上經(jīng)歷了從模擬天氣雷達(dá)、數(shù)字天氣雷達(dá)到多普勒天氣雷達(dá)三個(gè)發(fā)展階段。

到20世紀(jì)末，隨著國(guó)際天氣雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)和國(guó)家需求的增長(zhǎng)，我國(guó)確定了發(fā)展新一代天氣雷達(dá)（即多普勒天氣雷達(dá)）的思路。新一代天氣雷達(dá)是研究云和降水物理學(xué)、云動(dòng)力學(xué)，監(jiān)測(cè)分析和預(yù)警中尺度災(zāi)害性天氣最有效的工具之一。 在2009年5月國(guó)家發(fā)改委又批復(fù)新增58部多普勒天氣雷達(dá)，使計(jì)劃在全國(guó)布設(shè)的新一代多普勒天氣雷達(dá)數(shù)量達(dá)到了215部。目前2010年底，已經(jīng)完成了168部新一代天氣雷達(dá)建設(shè)。

（f）風(fēng)廓線雷達(dá)

風(fēng)廓線雷達(dá)以晴空湍流作為探測(cè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高頻度的三維測(cè)風(fēng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)球高空風(fēng)探測(cè)。

國(guó)內(nèi)風(fēng)廓線雷達(dá)技術(shù)最早開發(fā)于20世紀(jì)80年代末，隨后一些研究單位和企業(yè)又相繼研制成功低平流層風(fēng)廓線雷達(dá)、邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)，投入科學(xué)試驗(yàn)和業(yè)務(wù)試用。到2010年10月底前，中國(guó)氣象局所屬部門已布設(shè)33部風(fēng)廓線雷達(dá)，用于業(yè)務(wù)試點(diǎn)、科研和應(yīng)急觀測(cè)。其中，對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)7部，固定邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)11部，移動(dòng)邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)15部。風(fēng)廓線雷達(dá)能夠提供以風(fēng)場(chǎng)為主的多種數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

（g）GPS/MET觀測(cè)系統(tǒng)

GPS/MET被稱為GPS氣象學(xué)，即通過(guò)測(cè)量穿過(guò)空間/大氣層的GPS信號(hào)的延遲來(lái)獲得大氣/空間環(huán)境中的各種參數(shù)，包括大氣溫、壓、濕以及電離層等信息。以GPS接收機(jī)所在的位置可分為地基和空（天）基GPS/MET。

地基GPS/MET技術(shù)從20世紀(jì)80年代發(fā)展以來(lái)，伴隨GPS的快速發(fā)展，得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)日益成熟，已經(jīng)從科學(xué)研究領(lǐng)域進(jìn)入日常業(yè)務(wù)運(yùn)行。

2009年，我國(guó)能夠接收到345個(gè)GPS/MET站點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)（包括外部門）。其中，列入中國(guó)氣象局業(yè)務(wù)考核的站點(diǎn)158個(gè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣的水汽含量及分布的測(cè)量。

（h）微波輻射計(jì)

地基微波輻射計(jì)具有測(cè)量大氣水汽和云液態(tài)水垂直積分量及分布的能力。至今除了飛機(jī)探測(cè)以外，在測(cè)量云垂直液態(tài)水總量（LWP）的方法中，被動(dòng)微波遙感被認(rèn)為是最精確的方法。

（i）移動(dòng)氣象觀測(cè)

移動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)是根據(jù)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)的需要，及時(shí)趕赴觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，開展氣象觀測(cè)服務(wù)業(yè)務(wù)，具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、全天候綜合觀測(cè)的特點(diǎn)，以汽車、火車、船舶、飛機(jī)、氣球、飛艇等各種地面和空中的移動(dòng)載體為觀測(cè)平臺(tái)，配置多種氣象觀測(cè)儀器設(shè)備。

我國(guó)的氣象部門機(jī)動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)正在發(fā)展之中。全國(guó)已初步建立了196套包括移動(dòng)雷達(dá)、移動(dòng)自動(dòng)站、移動(dòng)探空、移動(dòng)風(fēng)廓線儀和移動(dòng)大氣成分觀測(cè)系統(tǒng)等應(yīng)急移動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)，在應(yīng)對(duì)突發(fā)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)中發(fā)揮很大的作用。

（j）農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)是指對(duì)農(nóng)業(yè)氣象要素和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的對(duì)象和過(guò)程同時(shí)進(jìn)行平行的觀察、測(cè)定和記載，主要包括農(nóng)業(yè)氣象要素觀測(cè)，農(nóng)業(yè)氣候觀測(cè)，農(nóng)作物、牧草、畜禽、經(jīng)濟(jì)林木發(fā)育期和生長(zhǎng)狀況觀測(cè)，自然物侯觀測(cè)以及農(nóng)牧業(yè)氣象災(zāi)害觀測(cè)等。

近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)得到較快的發(fā)展，但與當(dāng)代農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求相比，觀測(cè)項(xiàng)目觀測(cè)儀器都不能滿足各地新農(nóng)村建設(shè)的需求，對(duì)生態(tài)方面的業(yè)務(wù)觀測(cè)較為薄弱。

2009年，全國(guó)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站653個(gè)，分國(guó)家一級(jí)和二級(jí)，主要集中組織對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)影響較大的幾種作物（主要是糧、棉、油）、畜牧業(yè)和林業(yè)氣象的觀測(cè)。同時(shí)，截至2010年11月30日，全國(guó)已完成1333套自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀的建設(shè)工作，初步形成全國(guó)自動(dòng)土壤水分觀測(cè)網(wǎng)。

（k）大氣成分觀測(cè)系統(tǒng)

人類活動(dòng)排放的各類大氣成分導(dǎo)致氣候變化，包括平流層臭氧減少、空氣污染、城市光化學(xué)煙霧、酸雨、二氧化碳增加引起全球變暖等，不但嚴(yán)重影響著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活質(zhì)量，也是國(guó)際環(huán)境外交的重要議題。大氣成分觀測(cè)系統(tǒng)著眼于氣溶膠質(zhì)量濃度，數(shù)濃度、吸收特性、散射特性、光學(xué)厚度等要素的觀測(cè)，增強(qiáng)對(duì)我國(guó)不同區(qū)域各類大氣成分，特別是對(duì)氣候和環(huán)境變化有重大影響關(guān)鍵大氣成分要素的長(zhǎng)期、系統(tǒng)觀測(cè)能力，為我國(guó)氣候預(yù)測(cè)、預(yù)估以及區(qū)域大氣污染預(yù)報(bào)和控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

我國(guó)現(xiàn)已建成了4個(gè)大氣本底站，并正在新建3個(gè)大氣本底站，28個(gè)大氣成分觀測(cè)站，29個(gè)沙塵暴站，342個(gè)酸雨觀測(cè)站。其中我國(guó)的瓦里關(guān)全球本底站是全球24個(gè)全球大氣觀測(cè)系統(tǒng)（GAW）站點(diǎn)之一，建站以來(lái)取得顯著成果，在國(guó)際上具有較高影響。

（l）近地層通量觀測(cè)系統(tǒng)

通量是通量密度的簡(jiǎn)稱，是一種物理學(xué)用語(yǔ)，指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)特定界面單位面積所輸送的熱量（能量）、動(dòng)量和物質(zhì)等物理量的度量。近地層通量觀測(cè)系統(tǒng)是在不低于32 m的邊界層觀測(cè)鐵塔上、地表以及一定深度以下部分進(jìn)行觀測(cè)，主要包括近地層大氣湍流脈動(dòng)風(fēng)、脈動(dòng)溫度、脈動(dòng)濕度，多層氣溫、濕度、風(fēng)速、方向、土壤溫度、土壤水分、土壤熱通量、地下水位，以及長(zhǎng)、短波輻射等要素的觀測(cè)，為獲得湍流通量、土壤熱通量和輻射的通量提供基本數(shù)據(jù)資料。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在世界CO₂、水和熱通量長(zhǎng)期觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域還是空白。2002年中國(guó)科學(xué)院開始創(chuàng)建中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)通量觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)（ChinaFLUX），但目前我國(guó)氣象部門還沒(méi)有正式業(yè)務(wù)運(yùn)行的通量觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

（m）海洋氣象觀測(cè)

全球海洋觀測(cè)系統(tǒng)可以分為兩大組成部：:一類與大洋有關(guān);另一類與近海有關(guān)。我國(guó)海洋部門已初步建成了由海洋觀測(cè)站、志愿觀測(cè)船、浮標(biāo)觀測(cè)、海洋調(diào)查船、全國(guó)海洋驗(yàn)潮網(wǎng)、岸基測(cè)冰雷達(dá)、“中國(guó)海監(jiān)”飛機(jī)組成的海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中海洋環(huán)境觀測(cè)站73個(gè)，志愿觀測(cè)船200多艘，我國(guó)的國(guó)際大洋觀測(cè)計(jì)劃（ARGO）浮標(biāo)站17個(gè)。

目前我國(guó)海洋-大氣觀測(cè)分屬于氣象、海洋、漁業(yè)、海軍、石油等部門，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃；缺乏完整的觀測(cè)和科學(xué)數(shù)據(jù)共享體系；現(xiàn)有海洋站的平均站距(300多千米)分布不均勻，特別是沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)密集區(qū)中站點(diǎn)過(guò)于稀少。

中國(guó)氣象局發(fā)展海洋氣象觀測(cè)網(wǎng)，近期主要以近海為主。目前正在南海完善和建立海洋觀測(cè)，包括七大觀測(cè)體系，即綜合觀測(cè)基地體系；浮標(biāo)陣列（包括Atlas，ARGO浮標(biāo)、XBT）；風(fēng)廓線雷達(dá)、GPS/MET體系；船舶走航觀測(cè)體系；高空、地面、雷達(dá)及自動(dòng)氣象站觀測(cè)體系；衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)體系；海島熱帶生態(tài)觀測(cè)體系。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)空基觀測(cè)系統(tǒng)

空基觀測(cè)系統(tǒng)主要由氣球探測(cè)、飛機(jī)探測(cè)和火箭探測(cè)組成。

（a）氣球探測(cè)

我國(guó)有常規(guī)高空探測(cè)站120個(gè)（含1個(gè)單測(cè)風(fēng)站），平均站距300 km左右，其中全球資料交換站87個(gè)，全球交換的高空氣候月報(bào)資料站14個(gè)，GCOS站7個(gè)。2002年我國(guó)開始用L波段探空系統(tǒng)替代59-701探空系統(tǒng)。截止2011年1月1日，全國(guó)已有119個(gè)探空站采用L波段雷達(dá)探空系統(tǒng)。

L波段探空系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了高空觀測(cè)跟蹤、接收、處理的自動(dòng)化，業(yè)務(wù)運(yùn)行可靠性好。

另外一種氣球探測(cè)系統(tǒng)為GPS探空系統(tǒng)，它采用高性能的傳感器和GPS測(cè)風(fēng)技術(shù)。我國(guó)氣象事業(yè)總體規(guī)劃中將GPS探空系統(tǒng)確定為新一代探空系統(tǒng)，目前正在開展我國(guó)國(guó)產(chǎn)GPS探空系統(tǒng)樣機(jī)考核。

（b）飛機(jī)探測(cè)

飛機(jī)氣象觀測(cè)技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。我國(guó)開展飛機(jī)大氣探測(cè)始于1957年，到目前為止，僅用于人工影響天氣常規(guī)作業(yè)以及對(duì)酸雨和氣溶膠的少量觀測(cè)，項(xiàng)目單一，均為臨時(shí)或短期租用或調(diào)用，一直沒(méi)有一架專用有人飛機(jī)用作大氣綜合探測(cè)飛機(jī)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)。

中國(guó)氣象局從1993年開始了微型無(wú)人駕駛氣象探空飛機(jī)研制攻關(guān)項(xiàng)目，1994年底，自控微型飛機(jī)首次完成了自主飛行。我國(guó)氣象無(wú)人駕駛飛機(jī)開展了大氣物理探測(cè)（溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向風(fēng)速）、大氣化學(xué)探測(cè)（臭氧探測(cè)）、人工影響天氣作業(yè)等工作。

2001年底，中國(guó)氣象局與中國(guó)民用航空總局就我國(guó)實(shí)施飛機(jī)氣象資料下傳（AMDAR）項(xiàng)目事宜進(jìn)行了協(xié)商，成立了一個(gè)由雙方成員組成的“AMDAR工作專家協(xié)調(diào)組”。到2008年底，每天大約有7800份左右的 AMDAR資料進(jìn)入氣象數(shù)據(jù)庫(kù)。

（c）火箭探測(cè)

利用火箭將探測(cè)儀器或?qū)嶒?yàn)裝備送到高空，測(cè)量或遙感大氣參數(shù)。探測(cè)高層大氣的火箭可分為氣象火箭和探空火箭兩類。國(guó)內(nèi)已開發(fā)了探測(cè)高度達(dá)80千米的氣象火箭，目前僅用在國(guó)防科學(xué)實(shí)驗(yàn)的氣象保障中。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)天基觀測(cè)系統(tǒng)

我國(guó)早在20世紀(jì)70年代就開始發(fā)展氣象衛(wèi)星，分別實(shí)現(xiàn)了極軌衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星的業(yè)務(wù)化運(yùn)行，是繼美國(guó)、俄羅斯之后第三個(gè)同時(shí)擁有極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星的國(guó)家。

（a）極軌氣象衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)

極軌氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)是可以獲取全球資料、進(jìn)行多種要素的綜合探測(cè)（大氣、海洋、陸地），但時(shí)間分辨率低。經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，極軌氣象衛(wèi)星在監(jiān)測(cè)天氣、氣候和環(huán)境變化中的顯著作用和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，已在世界上得到公認(rèn)。周恩來(lái)總理指出要發(fā)展我國(guó)自己的氣象衛(wèi)星，并親自布置了相關(guān)任務(wù)，從此開始了我國(guó)第一代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云一號(hào)（FY-1）的研制和發(fā)展工作。

風(fēng)云三號(hào)（FY-3）氣象衛(wèi)星是我國(guó)第二代極軌氣象衛(wèi)星，其探測(cè)性能比風(fēng)云一號(hào)衛(wèi)星有顯著的提高，計(jì)劃發(fā)射試驗(yàn)試用星2顆，業(yè)務(wù)系列星6顆，計(jì)劃使用到2020年。FY-3的01批衛(wèi)星為試驗(yàn)衛(wèi)星，計(jì)劃發(fā)射2顆，01批第一顆A星在2008年5月27日發(fā)射，有“奧運(yùn)星”之稱，01批第二顆B星也于2010年11月5日發(fā)射成功。02批6顆星為業(yè)務(wù)星，發(fā)射將在2010年以后，根據(jù)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求，其中FY-3C、FY-3E、FY-3G為上午星，F(xiàn)Y-3D、FY-3F、FY-3H為下午星。

（b）地球靜止氣象衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代中國(guó)開始研制地球靜止氣象衛(wèi)星和地面應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)，第一代地球靜止氣象衛(wèi)星定名為風(fēng)云二號(hào)（FY-2）。中國(guó)第一顆地球靜止氣象衛(wèi)星FY-2A于1997年6月10日利用長(zhǎng)征三號(hào)火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，由此開始了我國(guó)地球靜止氣象衛(wèi)星在軌運(yùn)行的時(shí)代，2004年我國(guó)發(fā)射了FY-2C星，2006年發(fā)射了FY-2D星，2008年成功發(fā)射了2C和2D星的姐妹星FY-2E星以備份，一旦有任何衛(wèi)星出現(xiàn)問(wèn)題，這顆備份星就會(huì)去接替。第二代靜止氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號(hào)初步預(yù)計(jì)2013年發(fā)射。

我國(guó)氣象業(yè)務(wù)運(yùn)行的靜止氣象衛(wèi)星是FY-2D和FY-2E兩顆星，F(xiàn)Y-2C星已停止業(yè)務(wù)運(yùn)行，由FY-2E星代替，與D星實(shí)現(xiàn)東西軌道位置布局，不僅擴(kuò)大了觀測(cè)范圍，也極大地提高了應(yīng)急觀測(cè)能力。

綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)綜合觀測(cè)保障系統(tǒng)

綜合觀測(cè)保障系統(tǒng)包括運(yùn)行監(jiān)控、維護(hù)維修、探測(cè)裝備與物資供應(yīng)、探測(cè)設(shè)備的計(jì)量檢定、探測(cè)設(shè)備的研發(fā)與技術(shù)保障等業(yè)務(wù)。

（a）綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控

中國(guó)氣象局組織開發(fā)了綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)（ASOM），可為氣象臺(tái)站、省級(jí)技術(shù)保障和業(yè)務(wù)管理部門、國(guó)家級(jí)技術(shù)保障和業(yè)務(wù)管理部門提供實(shí)時(shí)監(jiān)控及保障的工作平臺(tái)和管理工具。該平臺(tái)分為市（縣）/臺(tái)站級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)3級(jí)業(yè)務(wù)平臺(tái)，已在國(guó)家級(jí)應(yīng)用，省級(jí)開始試點(diǎn)推廣。

（b）維護(hù)維修

氣象裝備維修維護(hù)體系逐步完善。臺(tái)站開展了技術(shù)裝備運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和故障報(bào)告、一般性故障的判斷和維修、技術(shù)裝備的日常維護(hù)、保養(yǎng)等工作，地市級(jí)技術(shù)保障部門進(jìn)行簡(jiǎn)單故障的維修和運(yùn)行保障，省級(jí)技術(shù)裝備保障部門進(jìn)行業(yè)務(wù)設(shè)備的定期檢修和重大故障維修、技術(shù)支撐，初步形成了省、地（市）、縣相結(jié)合的維修維護(hù)體系，同時(shí)針對(duì)不同設(shè)備形成了不同保障模式，對(duì)于氣象專用設(shè)備，原則上以自身力量為主，社會(huì)力量為輔，對(duì)于通用設(shè)備發(fā)生的故障(如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等)主要借助于社會(huì)力量(或供應(yīng)商、廠商)維修。另外，國(guó)家級(jí)、省級(jí)維修維護(hù)能力也得到了加強(qiáng)。

（c）探測(cè)裝備供應(yīng)

國(guó)家級(jí)、省級(jí)氣象技術(shù)裝備供應(yīng)保障業(yè)務(wù)進(jìn)一步完善，部分省實(shí)現(xiàn)了全省氣象技術(shù)裝備供應(yīng)管理的集約化和一體化，氣象技術(shù)裝備供應(yīng)的計(jì)劃、訂貨、庫(kù)存、調(diào)劑等各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的管理進(jìn)一步規(guī)范，基本實(shí)現(xiàn)了氣象裝備的保質(zhì)保量?jī)?chǔ)備。

（d）計(jì)量檢定

基本建成了結(jié)構(gòu)合理﹑功能齊全的國(guó)家級(jí)、省級(jí)氣象要素計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，2008年國(guó)家氣象計(jì)量站完成了“國(guó)家級(jí)空氣流速實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”，“國(guó)家級(jí)溫度實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”，“國(guó)家級(jí)降水實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”，“國(guó)家級(jí)濕度實(shí)驗(yàn)室建設(shè)” ，“國(guó)家級(jí)大氣壓力實(shí)驗(yàn)室建設(shè)（7607活塞壓力計(jì)部分）”等五個(gè)基本建設(shè)項(xiàng)目，省級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)也開展了計(jì)量設(shè)備的升級(jí)改造，大幅提高了計(jì)量檢定的技術(shù)能力和自動(dòng)化水平；鞏固和加強(qiáng)了國(guó)家級(jí)、省級(jí)授權(quán)的法定計(jì)量地位，保證氣象要素的量值傳遞和溯源；按照有關(guān)規(guī)范要求，完成了氣象系統(tǒng)內(nèi)部氣象儀器儀表的計(jì)量檢定，同時(shí)積極開展授權(quán)要素在行業(yè)和社會(huì)的計(jì)量和測(cè)試工作，開展授權(quán)范圍內(nèi)專業(yè)項(xiàng)目的計(jì)量管理和計(jì)量監(jiān)督工作，對(duì)確保氣象技術(shù)裝備的精度和探測(cè)資料的可靠性發(fā)揮了重要作用。