综合气象观测研究计划.docx

1、综合气象观测研究计划综合气象观测研究计划（20092014年）中国气象局二一年三月一、引言综合气象观测是我国气象事业发展的基础，是现代气象业务体系的重要组成部分，在国家防灾减灾和应对气候变化中占有重要地位。综合气象观测研究是现代气象观测系统建设和发展的重要支撑，是提升现代气象业务服务水平的根本保障，是国家气象科技创新体系建设的重要任务。经过多年的发展，我国初步建立了地基、空基和天基相结合，门类比较齐全，布局基本合理的综合气象观测系统。随着应对气候变化和防灾减灾需求的变化以及现代气象业务的发展，我国综合气象观测系统也逐步显现出如下突出问题：1. 综合气象业务观测质量与气象预报预测需求的差距明显。

2、2.综合气象观测能力和稳定可靠性有待提高。观测新技术新方法欠缺，关键器件和设备依赖进口，软硬件发展不平衡。3.站网布局的科学性有待增强，尤其是西部地区站网密度不够。站网布局研究和顶层设计不够，缺乏面向气象预报服务需求的针对性。4.对探测资料的需求分析不足，资料处理和产品开发力度不够，综合应用水平不高。5.外场观测试验条件、气象装备保障技术落后，与综合气象观测业务发展需求不相适应。本计划以业务需求为牵引，以业务应用为核心，以业务急需为优先，以稳定运行为重点，旨在确保现有业务系统的高效稳定运行，促进综合气象观测系统又好又快发展，增强对气象预报预测及公共气象服务业务的科技支撑作用，提高原始创新、集成

3、创新和引进消化吸收再创新的能力，研制和生产具有先进水平的气象探测装备。加强队伍建设和人才培养，提升综合观测系统稳定发展的智力支持水平。二、总体目标实现云、能见度、天气现象自动化观测，实现主要气象要素传感器国产化，使基本气象要素观测精度达到WMO规定要求。发展遥感技术，提高气象灾害监测能力。指导形成稳定的观测设备研发、生产及改进机制。开展观测新技术新方法研究，逐步提升观测能力和水平。加强新上自动观测数据与人工观测数据的误差分析，保证观测技术的连续性和数据的一致性。研究气候观测网、天气观测网和专业气象观测网等业务布局技术，提出布局的关键技术指标，加强科学发展综合气象观测系统的方法研究，为综合气象观

4、测系统建设提供科学依据。开展综合气象观测数据质量控制研究，建立气象观测资料处理和观测产品生成系统，逐步形成融合多种观测资料的能力，提高对预报服务的支撑能力。开展设备自动监控、装备保障技术研发，提升观测系统的技术保障水平和能力，提高观测设备及资料的可用性。开展基准气候系统观测试验和外场对比观测试验，提升综合气象观测系统的技术水平和可靠性。综合气象观测研究计划总体框架图 三、重点领域和优先主题本计划设立9个重点领域，26项优先主题，100项任务。领域1：地面气象观测仪器设备预期目标：针对我国地面观测设备方面存在的主要问题，研制出高精度常规气象要素传感器，推动新型传感器技术发展，为实现地面观测全面自

5、动化提供装备，逐步改变长期以来我国气象传感器和观测设备发展缓慢、技术落后的局面，满足气象预报服务的需要。关键科技问题：地面气象要素观测传感器的精度、稳定性、智能化，数据采集器微型化、通用化；云、能见度、天气现象、结冰、积雪、冻土、地面状况、干土层、气溶胶和干湿沉降的自动化观测；专业气象的自动化观测。优先主题1：高精度地面气象要素观测传感器与智能气象观测系统高精度湿度传感器产品样机；高精度气压传感器产品样机；固态降水传感器产品样机；高精度总辐射表、直接辐射表、长波辐射表、紫外辐射表、光合有效辐射表产品样机；微型、低功耗、模块化、网络化的通用数据采集器产品样机；具有参数检测、运行监控、数据质量控制

6、、非线性检定参数的智能气象观测系统。优先主题2：云、能见度、天气现象自动化观测云自动化观测产品样机；天气现象自动化观测技术；能见度自动观测系统及标校技术；结冰、积雪、冻土、地面状况及干土层自动化观测技术；云光学厚度的多波长辐射仪器研制和反演方法。优先主题3：大气成分观测仪器设备基于光腔衰荡光谱观测技术的大气气溶胶吸收系数样机；干湿沉降自动化采样器产品样机；高精度气溶胶单次散射反照率和非球形粒子散射的偏振技术。优先主题4：专业气象自动化观测系统农业气象自动化观测系统；路面积冰传感器产品系统。领域2：高空大气探测仪器设备预期目标：针对我国高空气象观测设备方面存在的主要问题，研制出高精度气象探空传感

7、器和高空臭氧探空仪，满足高空天气气候观测需要。关键科技问题：高空气象探测温压湿传感器的观测精度；高空臭氧探测仪。优先主题5：高精度探空传感器高精度湿度传感器；高空硅电桥气压传感器产品样机；北斗卫星导航在气象探空中的应用技术。优先主题6：高空臭氧探空仪高精度电化学反应臭氧探空仪样机。领域3：地基遥感探测设备与技术预期目标：针对我国天气雷达存在的主要问题，研制新一代天气雷达升级关键技术，提高雷达关键部件及整机可靠性；对激光、毫米波和双偏振雷达遥感探测设备在降水、气溶胶、风和云方面的探测能力进行评估；解决微波辐射计制作工艺、产品及反演算法问题。关键科技问题：多普勒天气雷达的信号处理，探测模式，速调管

8、性能；微波辐射计的制作工艺和产品算法；高精度雷电定位算法及产品应用；激光、毫米波、双偏振及相控阵雷达的探测能力及应用。优先主题7：天气雷达升级主要技术标准化CINRAD雷达信号处理系统；天气雷达弱信号处理和消除雷达干扰回波的技术；提高发射机速调管使用寿命的关键技术；固态发射技术及双线偏振技术的应用。优先主题8：新型多通道微波辐射计新型多通道微波辐射计生产工艺；多通道微波辐射计产品应用；多通道微波辐射计反演算法。优先主题9：雷电监测设备高精度云间闪探测系统产品样机；云地闪探测仪技术改进和高精度雷电定位算法及产品应用。优先主题10：雷达遥感探测能力分析及应用激光雷达探测能力评估；双偏振雷达定量估测

9、降水和相态识别能力评估；毫米波云雷达探测能力评估；相控阵雷达在天气监测中的应用。领域4：卫星遥感探测基础性与前沿性技术预期目标：研究卫星遥感探测基础性与前沿技术。研制与集成辐射校正与真实性检验技术装备，改进辐射校正与真实性检验技术，开发辐射校正与真实性检验业务化观测与处理系统，提高遥感卫星辐射定标精度和遥感产品定量化应用水平。改进气象卫星遥感资料处理和应用技术，提升卫星遥感资料在气象业务中应用水平，增强空间天气天基观测数据处理能力。关键科技问题：气象卫星基础性与前沿探测技术，天基遥感数据的处理和产品应用，遥感卫星辐射校正与遥感产品真实性检验。优先主题11：卫星遥感探测新技术与新方法气象卫星遥感

10、探测前沿技术原型（星载降水测量雷达数据处理与应用技术；多谱段多模态高光谱大气成分反演方法；自旋稳定气象卫星区域观测技术）；星载亚毫米波大气探测关键技术；气象卫星星上辐射定标装置。优先主题12：遥感卫星辐射校正与产品真实性检验仪器设备与技术辐射校正场与真实性检验外场仪器设备与技术；辐射校正场野外移动定标与真实性检验实验平台系统；气象卫星辐射校正与真实性检验业务化观测与处理系统；遥感卫星实验室光谱与辐射定标技术。优先主题13：卫星及空间天气数据处理和产品系统卫星与地基多源观测数据及产品融合技术；遥感卫星与地基同步监测、相互验证灰霾气溶胶技术及其示范系统；利用风云卫星资料反演云、气溶胶和温湿廓线的关

11、键技术；太阳活动对空间天气影响的监测与预报技术。领域5：气象观测方法研究目标：挖掘现有设备的观测能力，开展蒸发观测技术、温度测量技术、降水测量、冰雪观测技术方法研究，提高观测精度；研究导航卫星水汽层析、掩星探测技术和微机电云水测量技术；开展移动气象探测方法研究，提高气象观测和资料应用水平。关键科技问题：固态降水测量方法及自然下垫面真实蒸发量（或蒸散量）的观测与计算方法；导航卫星大气水汽电离层三维探测技术研究，低轨掩星、山基掩星获取温、压、湿等大气参数廓线的方法；微机电云水测量精度和观测方法；机载和球载遥感遥测方法及自动探空技术。优先主题14：气象要素观测方法冗余和通风防辐射测温观测方法；红外地

12、表温度测量技术；称重式降水观测方法；自然下垫面真实蒸发量（或蒸散量）的观测与计算方法；高空探测方法和探空标准化软件；冰雪自动观测关键技术。优先主题15：导航卫星水汽电离层综合探测及反演方法导航卫星大气水汽电离层三维探测技术；低轨卫星和山基大气掩星观测技术；掩星（COSMIC）资料质量控制和同化。优先主题16：微机电传感器测量方法云水含量传感器芯片产品样机；微机电地面和高空传感器测量方法。 优先主题17：移动平台载荷气象探测方法基于机载和球载的云和降水观测试验方法；移动平台的自动探空系统;移动平台的遥感探测技术。领域6：气象观测产品预期目标：研究观测数据质量控制方法，开发自动气象站、风廓线雷达、

13、天气雷达、空基观测资料处理产品，建立产品标准算法库，建立供二次开发使用的公用开发平台，提高我国气象观测产品的开发水平。关键科技问题：自动气象站、风廓线雷达、天气雷达、大气成分、空基气象观测资料的质量控制技术；自动气象站、风廓线雷达、天气雷达、大气成分和空基气象观测数据处理方法、产品算法。优先主题18：观测资料质量控制及产品地面气象观测数据质量控制方法；高空气象观测数据质量控制方法；大气成分观测资料质量控制方法；新型观测资料综合数据处理技术。优先主题19：雷达数据处理算法和产品天气雷达定标方法和资料质量控制方法；全国天气雷达定量测量降水拼图系统；多波段天气雷达资料应用技术；天气雷达观测产品的标准

14、算法库；风廓线雷达数据处理算法和产品；风廓线雷达定标及定量提取强度信息技术。领域7：气象观测数据信息标准及传输共享技术预期目标：研究观测数据信息标准及管理技术，建立自动气象站、风廓线雷达、天气雷达、空基观测资料等数据信息标准,研究西部地区、高山、海岛等无人站通信传输技术，以及应急机动观测资料通信传输技术，研制规范化的观测数据收集、分发软件，建立标准规范的数据存储共享平台，提高数据传输共享的时效性和数据的应用能力。关键科技问题：气象观测数据格式标准,气象观测数据传输、共享、存储与归档标准；探测站到省的规范化收集、分发软件；气象观测数据传输实时质量控制技术;西部地区、高山、海岛等无人站通信传输技术

15、；应急机动观测资料通信传输技术；数据存储共享平台标准规范。优先主题20：观测数据信息标准化新增气象观测数据格式标准；气象观测资料的数据传输标准; 气象观测资料数据共享与服务标准; 气象观测资料数据库与存储标准;气象观测资料归档标准。优先主题21：观测数据信息传输与共享技术探测站到省的规范化收集、分发系统；国外气象观测资料收集整理与分析；气象观测数据传输实时质量控制技术;气象观测数据传输监视与统计分析技术;气象观测数据网格技术应用；西部地区、高山、海岛等无人站通信传输技术；应急机动观测资料通信传输；数据存储共享平台标准规范研究及系统。领域8：气象观测保障预期目标：在设备可靠性、运行保障业务体系、

16、气象计量技术、气象物资装备信息化管理、测试维修技术、自动化实时监控及综合评估、定标处理、气象观测数据传输标准等方面进行研究，提高保障体系的可靠性和有效性。关键科技问题：观测网自动化实时监控和综合评估方法；新一代天气雷达测试与故障检测技术；自动观测设备计量检定测试技术；气象物资装备全寿命周期信息化管理方法。优先主题22：综合气象观测网运行监控及保障技术综合气象观测网自动化实时监控与评估技术；气象物资装备全寿命周期信息化管理与评估系统；新一代天气雷达测试与故障检测技术；现场移动式检定装置。优先主题23：气象计量技术与仪器标定新型湿度传感器和超声风测试技术；自动气象站自动化检测技术；大气成分监测设备

17、的检定校准系统。领域9：综合气象观测系统业务布局及外场观测试验预期目标：研究国家气候观测网、国家天气观测网、专业气象观测网在优化和调整中面临的主要科学和工程技术问题，形成综合气象观测系统布局优化技术。开展气候系统观测试验及气象观测仪器外场对比试验研究，逐步建立气候观测的技术方法，形成对比试验技术规范，为气候变化研究以及新技术、新设备的业务化提供支撑。关键科技问题：国家气候观测网、国家天气观测网、专业气象观测网的优化设计；第三次青藏高原大气科学试验；城市和城市群观测网布局方法；基准气候系统观测技术和方法；气象观测仪器外场试验方法。优先主题24：综合气象观测网业务布局国家气候监测网业务布局和CCOS观测网络布局；国家天气观测网布局；风廓线雷达组网布局；专业气象观测网业务布局；城市和城市群观测网布局。优先主题25：青藏高原大气科学观测试验青藏高原动力、热力作用的观测要素、方法、技术和站网布局；青藏高原及东侧观测布局关键技术。优先主题26：综合气象观测外场试验气候系统敏感区和关键区的基本气候变量观测试验；基准气候系统观测试验；建立气象观测仪器对比试验平台及外场对比观测试验。