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高空大气探测技术的发展现状及对策研究

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：于峰

[导读] 高空气象探测可以揭示大气结构，增强天气预报准确率的功能，是我国气象工作的重要组成部分。随着社会大众对气象服务的要求不断增强，高空气象探测业务的重要性逐渐凸显。因科学技术水平的快速提升，高层大气探测技术也得到了飞跃式发展。

乌鲁木齐市地面卫星站于峰 830000

摘要：高空气象探测可以揭示大气结构，增强天气预报准确率的功能，是我国气象工作的重要组成部分。随着社会大众对气象服务的要求不断增强，高空气象探测业务的重要性逐渐凸显。因科学技术水平的快速提升，高层大气探测技术也得到了飞跃式发展。基于此，本文在简要概述高空气象探测的同时，重点分析了高空大气探测技术的发展现状，并给出了发展对策，以推动高空气象探测工作可以持续健康发展。
关键词：高空大气探测技术   发展现状对策   研究
        引言
        随着我国气象探测技术水平的增强和高空探测站建设数量的增加，我国现已形成了较为完善的高空气象探测网络。由于我国发展高空气象探测的时间相对较晚，有关的高空气象探测系统还不甚完善，为了进一步提升高空探测技术水平，应全面分析高空气象探测工作，使气象探测系统的现代化水平不断增强。经过多年的发展，我国现已成为世界气象组织中的重要成员国。当前，我国不同类型的台站数量繁多，完善的高空气象探测网逐渐形成，是当前全球高空气象探测站密集度最大的地区之一，也是全球重要的高空气象探测网成员。作为全球气候变化、分析天气变化的重要组成部分，高空气象探测是人类科学进步的重要标志，其数据的准确性可以帮助人们对恶劣环境进行更好的应对，以确保人们生命财产安全。
        1、高空气象探测概述
        现阶段，各级气象部门在获取气象要素数据的过程中需要借助于气象探测，在开展气象业务的过程中，气象探测数据发挥着十分重要的作用。对于高空气象探测工作来说，其时间和位置较为固定，因收集地点主要分布在高空，探测工作受人类活动和地形因素的干扰相对较低。高空气候变化对高空气象探测业务的影响相对较大，为了将气候因素对探测结果的准确性产生的影响降到最低，我国针对抗干扰性强、精度高、范围广的探测技术与传感器也加大了研发力度。自高空气象探测工作在气象领域中得到了广泛应用以来，在为人们日常生产生活及工作提供便利的同时，也取得了显著的经济效益和社会效益。随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提升，社会大众及各个行业对气象服务工作也提出了更高的要求，由于传统气象探测业务中存在很多问题，已经跟不上时代发展步伐，而高空气象探测技术的出现则恰巧弥补了传统气象探测业务中的不足。在实际的高空气象探测工作中，仍旧会存在气候因素方面的问题，对气象探测数据的精确度水平产生了很大影响。气象部门应将准备工作做好，针对出现的每种业务问题提前采取相关的应对措施，以确保高空气象探测工作可以顺利开展。
        2、高空大气探测技术的发展现状
        2.1气象雷达探测技术的发展
        实际上，在开展气象探测工作中，各级气象部门对气象雷达技术的应用较为普遍，尤其是随着多普勒气象雷达技术的出现，有效推动了气象观测事业的持续健康发展。将多普勒气象雷达技术应用到气象观测工作中，不仅可以对云内、晴空天气中的水平和垂直风场降水滴谱和大范围降水天气进行探测，同时还能准确获取到区域内各个气象要素数据信息。上世纪90年代美国气象雷达技术取得了快速发展，可以对强风暴、阵风、龙卷漩涡等进行准确监测，同时还能使晴空下的灾害性天气监测水平得到提升。随着科学技术水平的增强，各种现代化的气象探测仪器设备在各级气象部门中得到了广泛应用，我国现已建立起了较为完善的气象雷达信息网，在电子计算机技术的基础上可以准确传输雷达探测系统信息。另外，在高空大气探测技术的基础上可以对飓风等灾害性天气进行准确监测。

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        2.2气象卫星发展
        经过几十年的不断实践和努力，我国的气象卫星不断趋于成熟，全球天气探测事业也得到了不同程度的提升和发展。早在20世纪90年代末，我国就发射了同太阳同步轨道的气象卫星，为我国气象事业持续健康发展提供了科学有效的数据支撑，再加上科学技术水平的增强，为气象卫星可靠、稳定的工作提供了有利条件。进入到21世纪之后，极轨气象卫星的发射成功，使得人们可以极易获取到全球范围内的气象数据信息，整体的气象防灾减灾能力得到了提升。除此之外，静止气象卫星的发展也进一步提升了人们预防气象灾害的能力，为凸显我国气象事业的现代化及完善遥感技术水平奠定了坚实的基础。
        2.3风廓线仪
        风廓线是新一代遥感测风系统，可以连续观测观测站上空每几分钟、几十米间距的高空空分辨率风场资料，在一定程度上弥补了常规高空气象探测中时空密度不足方面的缺陷。上世纪90年代初风廓线仪在我国研制成功，而在这之前美国和日本就已经在气象观测工作中应用了风廓线仪组网。如美国中部地区的风廓线监测网，当时可以每间隔6分钟监测气旋、锋面、重力波、短波波动等，可以显示出天气系统的连续演变过程，特别是改善同化后的风廓线资料，有效增强了3~6h内短时临近数值预报的准确性水平，使得气象部门对危险天气预报的精确度水平得到了很大程度的提升。由于我国研制风廓线的时间相对较晚，同美国、日本等发达国家相比，总体水平还较为落后。2001年9月我国正式启动对流层风廓线仪建设工作，争取做好气象变化敏感区内的常规探空站布设风廓线仪。
        2.4GPS定位系统的发展
        通过GPS定位系统可以对对流层低层的水汽进行监测，还能为短期降水预报和研究水循环提供重要的数据信息。除此之外，通过GPS技术可以对大气中的温度、风向风速、闪电等气象要素数据进行预测，为高空气象探测事业的发展奠定了基础。尤其是进入到21世纪后，因GPS定位系统的发展成熟，为气象探测工作提供了重要的支撑，进一步提升了气象监测质量和水平。当前，我国的GPS技术取得了显著成效，并将其列入到了“八五”科技发展计划等重要发展项目中来，其重要性不言而喻。在发展GPS技术的过程中，我国不断吸收和引进国外发达国家的先进经验，使得该技术在航空工业、银行、公安等领域得到了应用，逐渐成为高空大气探测中的重要技术之一。
        3、高空大气探测技术发展对策
        随着高空大气探测技术的不断发展完善，要认识到科学技术是第一生产力，对高空大气探测技术涉及到的相关领域加大资金、人力方面的投入力度。作为气象科学的重要组成部分，高空大气探测是气象服务的基础性工作，在提升天气预报、灾害性预警准确性和实效性方面具有十分重要的作用。只有对现代化的科学技术水平进行充分利用，才能有效增强高空探测技术，相关部门应对高空大气探测技术的有关领域做好投入和推进工作，结合整体情况，使用科学有效的方法制定出针对性强的发展策略。针对传感技术、雷达技术、遥感技术、卫星技术等方面的优秀专业人才应加大培养力度，并尽快组建一支具有创新型和综合型的人才队伍。另外，对于从事高空大气探测作业的工作人员来说，需对现代化的科学文化知识加强学习，尤其是要对计算机技术进行熟练掌握，全面了解高空大气探测中相关设备操作要点，同时还要认识到不同探测设备的工作原理，以进一步增强整体高空大气探测的科学技术水平，进而满足快速发展的高空气象探测需要。
参考文献：
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[2]李泽椿,毕宝贵,朱彤,等 . 近 30 年中国天气预报业务进展[J]. 气象 ,2004,30(12):4-10.
[3]刘瑞全,张在霞.大气探测资料在中尺度暴雨中的应用 [J].科技传播?,2012,04(16):85,81.
作者简介：于峰（1970.11）男，汉族，山东省人，大专学历，助理工程师，从事职业：大气科学。