氣象觀測(cè)是氣象工作的基礎(chǔ) ， 地面氣象觀測(cè)是其重要組成部分 ， 為天氣預(yù)報(bào)、氣象信息、氣候分析、科學(xué)研究和氣象服務(wù)提供重要依據(jù) 。 4月1日 ， 我國(guó)地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化改革從全國(guó)試運(yùn)行正式切換調(diào)整為業(yè)務(wù)運(yùn)行 ， 標(biāo)志著我國(guó)地面氣象觀測(cè)邁入全面自動(dòng)化時(shí)代 ， 氣象觀測(cè)員成為歷史 。
【地面氣象觀測(cè)：從人工到全面自動(dòng)的跨時(shí)代轉(zhuǎn)變】據(jù)國(guó)家氣象信息中心實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示 ， 相比人工觀測(cè) ， 我國(guó)自動(dòng)化氣象觀測(cè)的觀測(cè)能力明顯增強(qiáng) 。 觀測(cè)頻次較人工觀測(cè)提高4至8倍 ， 其中云觀測(cè)站點(diǎn)數(shù)約提高3倍 ， 數(shù)據(jù)量較人工觀測(cè)約增加10倍 ， 彌補(bǔ)了原有人工觀測(cè)數(shù)據(jù)的不足 。 同時(shí) ， 觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸用時(shí)由分鐘級(jí)提高至秒級(jí) ， 傳輸頻次從5分鐘提升至1分鐘 ， 數(shù)據(jù)傳輸頻次與效率大幅增加 ， 為實(shí)現(xiàn)“預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、服務(wù)精細(xì)”的要求提供了有力支撐 。
突破“云能天”三方面的關(guān)鍵技術(shù)
中國(guó)氣象局有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹 ， 從人工觀測(cè)到自動(dòng)化觀測(cè) ， 需要攻克和推進(jìn)應(yīng)用“云能天”三方面的關(guān)鍵技術(shù) 。
火燒烏云蓋 ， 大雨來(lái)得快 。 云是懸浮在大氣中的小水滴、過(guò)冷水滴、冰晶或它們的混合物組成的可見(jiàn)聚合體；有時(shí)也包含一些較大的雨滴、冰粒和雪晶 。 對(duì)云的觀測(cè)包括云狀、云量、云高等項(xiàng)目 ， 涉及三族十屬二十九類(lèi)云 ， 較為復(fù)雜 。 2014年自動(dòng)化改革推進(jìn)時(shí) ， 云狀觀測(cè)項(xiàng)目已取消；今年4月1日 ， 地面氣象觀測(cè)自動(dòng)化改革從全國(guó)試運(yùn)行切換調(diào)整為正式業(yè)務(wù)運(yùn)行 ， 旨在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)云量、云高的自動(dòng)化觀測(cè) 。
“與一般的氣象要素觀測(cè)不同 ， 云的觀測(cè)更為復(fù)雜 。 ”中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心高級(jí)工程師張?chǎng)握f(shuō) ， 基于對(duì)云的定義和理解相對(duì)主觀 ， 在利用算法和聲光電等方式處理云的觀測(cè)信息時(shí) ， 顯得邊界比較模糊 。 他舉例 ， 對(duì)于云高的人工觀測(cè) ， 通常采用目測(cè)方式 ， 由觀測(cè)員根據(jù)云狀、云體結(jié)構(gòu)、云塊大小、亮度、顏色、移速等 ， 結(jié)合本地經(jīng)驗(yàn)估測(cè)云高 。 而各種云都是在不斷演變的 ， 高度不固定 ， 所以人工觀測(cè)云時(shí)容易產(chǎn)生較大的主觀誤差 。 因此 ， 面對(duì)同一片天空 ， 通過(guò)觀測(cè)設(shè)備完成對(duì)云遮蔽天空視野成數(shù)的云量觀測(cè)和云底距測(cè)站垂直距離的云高觀測(cè) ， 結(jié)果將更為客觀 。
“能”即能見(jiàn)度 ， 涉及白天觀測(cè)和夜間觀測(cè) 。 相較于人工觀測(cè) ， 能見(jiàn)度自動(dòng)觀測(cè)是連續(xù)、實(shí)時(shí)的 ， 觀測(cè)的可比性和穩(wěn)定性較好 ， 觀測(cè)的精度和時(shí)間分辨率不斷提高 ， 對(duì)于提升能見(jiàn)度預(yù)報(bào)的精細(xì)化水平持續(xù)發(fā)揮重要作用 。 如對(duì)于持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)的團(tuán)霧 ， 人工觀測(cè)可能無(wú)法準(zhǔn)確捕捉能見(jiàn)度的變化情況 ， 但逃不過(guò)自動(dòng)觀測(cè)儀器的“眼睛” 。
“天”即天氣現(xiàn)象 ， 包括降水、地面凝結(jié)、雷電等 ， 這些現(xiàn)象都是在一定的天氣條件下產(chǎn)生的 。 張?chǎng)谓榻B ， 天氣現(xiàn)象最早的觀測(cè)項(xiàng)目有34種 ， 在2014年自動(dòng)化改革推進(jìn)過(guò)程中 ， 基于項(xiàng)目本身的觀測(cè)內(nèi)容與合并等需求去掉了十余種項(xiàng)目 ， 目前共有21種 。 具體而言 ， 例如露和霜等氣象要素信息較為相似 ， 且對(duì)下墊面的氣象條件要求較高 ， 其觀測(cè)自動(dòng)化進(jìn)展與現(xiàn)代科技進(jìn)步密不可分 。
中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心在2010年開(kāi)始進(jìn)行天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè)試驗(yàn) ， 通過(guò)視頻實(shí)景等拍照片式的圖像識(shí)別方式 ， 持續(xù)推進(jìn)天氣現(xiàn)象自動(dòng)化觀測(cè) 。 伴隨高精度攝像頭等技術(shù)的進(jìn)步 ， 更高清晰度的圖片被成功獲取 ， 從圖像采集到處理 ， 再到大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、人工智能等更豐富的智能算法的應(yīng)用 ， 天氣現(xiàn)象得以被進(jìn)一步科學(xué)掌握 。
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