綜合氣象觀測研究計劃

1、PAGE 10綜合氣象觀測研究計劃（20092014年）中國氣象局二一年三月 PAGE iiPAGE 14目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc256007607 一、引言 PAGEREF _Toc256007607 h 3 HYPERLINK l _Toc256007608 二、總體目標 PAGEREF _Toc256007608 h 4 HYPERLINK l _Toc256007609 三、重點領域和優(yōu)先主題 PAGEREF _Toc256007609 h 5 HYPERLINK l _Toc256007610 領域1：地面氣象觀測儀器設備 PAGERE

2、F _Toc256007610 h 5 HYPERLINK l _Toc256007611 優(yōu)先主題1：高精度地面氣象要素觀測傳感器與智能氣象觀測系統(tǒng). PAGEREF _Toc256007611 h 5 HYPERLINK l _Toc256007612 優(yōu)先主題2：云、能見度、天氣現(xiàn)象自動化觀測 PAGEREF _Toc256007612 h 6 HYPERLINK l _Toc256007613 優(yōu)先主題3：大氣成分觀測儀器設備 PAGEREF _Toc256007613 h 6 HYPERLINK l _Toc256007614 優(yōu)先主題4：專業(yè)氣象自動化觀測系統(tǒng) PAGEREF _T

3、oc256007614 h 6 HYPERLINK l _Toc256007615 領域2：高空大氣探測儀器設備. PAGEREF _Toc256007615 h 6 HYPERLINK l _Toc256007616 優(yōu)先主題5：高精度探空傳感器 PAGEREF _Toc256007616 h 7 HYPERLINK l _Toc256007617 優(yōu)先主題6：高空臭氧探空儀 PAGEREF _Toc256007617 h 7 HYPERLINK l _Toc256007618 領域3：地基遙感探測設備與技術. PAGEREF _Toc256007618 h 7 HYPERLINK l _T

4、oc256007619 優(yōu)先主題7：天氣雷達升級主要技術 PAGEREF _Toc256007619 h 7 HYPERLINK l _Toc256007620 優(yōu)先主題8：新型多通道微波輻射計 PAGEREF _Toc256007620 h 7 HYPERLINK l _Toc256007621 優(yōu)先主題9：雷電監(jiān)測設備 PAGEREF _Toc256007621 h 8 HYPERLINK l _Toc256007622 優(yōu)先主題10：雷達遙感探測能力分析及應用 PAGEREF _Toc256007622 h 8 HYPERLINK l _Toc256007623 領域4：衛(wèi)星遙感探測基礎

5、性與前沿性技術. PAGEREF _Toc256007623 h 8 HYPERLINK l _Toc256007624 優(yōu)先主題11：衛(wèi)星遙感探測新技術與新方法 PAGEREF _Toc256007624 h 8 HYPERLINK l _Toc256007625 優(yōu)先主題12：遙感衛(wèi)星輻射校正與產(chǎn)品真實性檢驗儀器設備與技術 PAGEREF _Toc256007625 h 9 HYPERLINK l _Toc256007626 優(yōu)先主題13：衛(wèi)星及空間天氣數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品系統(tǒng) PAGEREF _Toc256007626 h 9 HYPERLINK l _Toc256007627 領域5：氣象觀

6、測方法. PAGEREF _Toc256007627 h 9 HYPERLINK l _Toc256007628 優(yōu)先主題14：氣象要素觀測方法 PAGEREF _Toc256007628 h 10 HYPERLINK l _Toc256007629 優(yōu)先主題15：導航衛(wèi)星水汽電離層綜合探測及反演方法 PAGEREF _Toc256007629 h 10 HYPERLINK l _Toc256007630 優(yōu)先主題16：微機電傳感器測量方法 PAGEREF _Toc256007630 h 10 HYPERLINK l _Toc256007631 優(yōu)先主題17：移動平臺載荷氣象探測方法 PAGE

7、REF _Toc256007631 h 10 HYPERLINK l _Toc256007632 領域6：氣象觀測產(chǎn)品. PAGEREF _Toc256007632 h 10 HYPERLINK l _Toc256007633 優(yōu)先主題18：觀測資料質(zhì)量控制及產(chǎn)品 PAGEREF _Toc256007633 h 11 HYPERLINK l _Toc256007634 優(yōu)先主題19：雷達數(shù)據(jù)處理算法和產(chǎn)品 PAGEREF _Toc256007634 h 11 HYPERLINK l _Toc256007635 領域7：氣象觀測數(shù)據(jù)信息標準及傳輸共享技術. PAGEREF _Toc2560076

8、35 h 11 HYPERLINK l _Toc256007636 優(yōu)先主題20：觀測數(shù)據(jù)信息標準化 PAGEREF _Toc256007636 h 12 HYPERLINK l _Toc256007637 優(yōu)先主題21：觀測數(shù)據(jù)信息傳輸與共享技術 PAGEREF _Toc256007637 h 12 HYPERLINK l _Toc256007638 領域8：氣象觀測保障. PAGEREF _Toc256007638 h 12 HYPERLINK l _Toc256007639 優(yōu)先主題22：綜合氣象觀測網(wǎng)運行監(jiān)控及保障技術 PAGEREF _Toc256007639 h 13 HYPERL

9、INK l _Toc256007640 優(yōu)先主題23：氣象計量技術與儀器標定 PAGEREF _Toc256007640 h 13 HYPERLINK l _Toc256007641 領域9：綜合氣象觀測系統(tǒng)業(yè)務布局及外場觀測試驗. PAGEREF _Toc256007641 h 13 HYPERLINK l _Toc256007642 優(yōu)先主題24：綜合氣象觀測網(wǎng)業(yè)務布局 PAGEREF _Toc256007642 h 13 HYPERLINK l _Toc256007643 優(yōu)先主題25：青藏高原大氣科學觀測試驗 PAGEREF _Toc256007643 h 14 HYPERLINK l

10、 _Toc256007644 優(yōu)先主題26：綜合氣象觀測外場試驗 PAGEREF _Toc256007644 h 14一、引言綜合氣象觀測是我國氣象事業(yè)發(fā)展的基礎，是現(xiàn)代氣象業(yè)務體系的重要組成部分，在國家防災減災和應對氣候變化中占有重要地位。綜合氣象觀測研究是現(xiàn)代氣象觀測系統(tǒng)建設和發(fā)展的重要支撐，是提升現(xiàn)代氣象業(yè)務服務水平的根本保障，是國家氣象科技創(chuàng)新體系建設的重要任務。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國初步建立了地基、空基和天基相結合，門類比較齊全，布局基本合理的綜合氣象觀測系統(tǒng)。隨著應對氣候變化和防災減災需求的變化以及現(xiàn)代氣象業(yè)務的發(fā)展，我國綜合氣象觀測系統(tǒng)也逐步顯現(xiàn)出如下突出問題：1. 綜合氣象業(yè)務觀

11、測質(zhì)量與氣象預報預測需求的差距明顯。2.綜合氣象觀測能力和穩(wěn)定可靠性有待提高。觀測新技術新方法欠缺，關鍵器件和設備依賴進口，軟硬件發(fā)展不平衡。3.站網(wǎng)布局的科學性有待增強，尤其是西部地區(qū)站網(wǎng)密度不夠。站網(wǎng)布局研究和頂層設計不夠，缺乏面向氣象預報服務需求的針對性。4.對探測資料的需求分析不足，資料處理和產(chǎn)品開發(fā)力度不夠，綜合應用水平不高。5.外場觀測試驗條件、氣象裝備保障技術落后，與綜合氣象觀測業(yè)務發(fā)展需求不相適應。本計劃以業(yè)務需求為牽引，以業(yè)務應用為核心，以業(yè)務急需為優(yōu)先，以穩(wěn)定運行為重點，旨在確?，F(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行，促進綜合氣象觀測系統(tǒng)又好又快發(fā)展，增強對氣象預報預測及公共氣象服務業(yè)

12、務的科技支撐作用，提高原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新的能力，研制和生產(chǎn)具有先進水平的氣象探測裝備。加強隊伍建設和人才培養(yǎng)，提升綜合觀測系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展的智力支持水平。二、總體目標實現(xiàn)云、能見度、天氣現(xiàn)象自動化觀測，實現(xiàn)主要氣象要素傳感器國產(chǎn)化，使基本氣象要素觀測精度達到WMO規(guī)定要求。發(fā)展遙感技術，提高氣象災害監(jiān)測能力。指導形成穩(wěn)定的觀測設備研發(fā)、生產(chǎn)及改進機制。開展觀測新技術新方法研究，逐步提升觀測能力和水平。加強新上自動觀測數(shù)據(jù)與人工觀測數(shù)據(jù)的誤差分析，保證觀測技術的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的一致性。研究氣候觀測網(wǎng)、天氣觀測網(wǎng)和專業(yè)氣象觀測網(wǎng)等業(yè)務布局技術，提出布局的關鍵技術指標，加強科學發(fā)展綜合

13、氣象觀測系統(tǒng)的方法研究，為綜合氣象觀測系統(tǒng)建設提供科學依據(jù)。開展綜合氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制研究，建立氣象觀測資料處理和觀測產(chǎn)品生成系統(tǒng)，逐步形成融合多種觀測資料的能力，提高對預報服務的支撐能力。開展設備自動監(jiān)控、裝備保障技術研發(fā)，提升觀測系統(tǒng)的技術保障水平和能力，提高觀測設備及資料的可用性。開展基準氣候系統(tǒng)觀測試驗和外場對比觀測試驗，提升綜合氣象觀測系統(tǒng)的技術水平和可靠性。綜合氣象觀測研究計劃總體框架圖 三、重點領域和優(yōu)先主題本計劃設立9個重點領域，26項優(yōu)先主題，100項任務。領域1：地面氣象觀測儀器設備預期目標：針對我國地面觀測設備方面存在的主要問題，研制出高精度常規(guī)氣象要素傳感器，推動新型

14、傳感器技術發(fā)展，為實現(xiàn)地面觀測全面自動化提供裝備，逐步改變長期以來我國氣象傳感器和觀測設備發(fā)展緩慢、技術落后的局面，滿足氣象預報服務的需要。關鍵科技問題：地面氣象要素觀測傳感器的精度、穩(wěn)定性、智能化，數(shù)據(jù)采集器微型化、通用化；云、能見度、天氣現(xiàn)象、結冰、積雪、凍土、地面狀況、干土層、氣溶膠和干濕沉降的自動化觀測；專業(yè)氣象的自動化觀測。優(yōu)先主題1：高精度地面氣象要素觀測傳感器與智能氣象觀測系統(tǒng)高精度濕度傳感器產(chǎn)品樣機；高精度氣壓傳感器產(chǎn)品樣機；固態(tài)降水傳感器產(chǎn)品樣機；高精度總輻射表、直接輻射表、長波輻射表、紫外輻射表、光合有效輻射表產(chǎn)品樣機；微型、低功耗、模塊化、網(wǎng)絡化的通用數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)品樣機；

15、具有參數(shù)檢測、運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、非線性檢定參數(shù)的智能氣象觀測系統(tǒng)。優(yōu)先主題2：云、能見度、天氣現(xiàn)象自動化觀測云自動化觀測產(chǎn)品樣機；天氣現(xiàn)象自動化觀測技術；能見度自動觀測系統(tǒng)及標校技術；結冰、積雪、凍土、地面狀況及干土層自動化觀測技術；云光學厚度的多波長輻射儀器研制和反演方法。優(yōu)先主題3：大氣成分觀測儀器設備基于光腔衰蕩光譜觀測技術的大氣氣溶膠吸收系數(shù)樣機；干濕沉降自動化采樣器產(chǎn)品樣機；高精度氣溶膠單次散射反照率和非球形粒子散射的偏振技術。優(yōu)先主題4：專業(yè)氣象自動化觀測系統(tǒng)農(nóng)業(yè)氣象自動化觀測系統(tǒng)；路面積冰傳感器產(chǎn)品系統(tǒng)。領域2：高空大氣探測儀器設備預期目標：針對我國高空氣象觀測設備方面存在

16、的主要問題，研制出高精度氣象探空傳感器和高空臭氧探空儀，滿足高空天氣氣候觀測需要。關鍵科技問題：高空氣象探測溫壓濕傳感器的觀測精度；高空臭氧探測儀。優(yōu)先主題5：高精度探空傳感器高精度濕度傳感器；高空硅電橋氣壓傳感器產(chǎn)品樣機；北斗衛(wèi)星導航在氣象探空中的應用技術。優(yōu)先主題6：高空臭氧探空儀高精度電化學反應臭氧探空儀樣機。領域3：地基遙感探測設備與技術預期目標：針對我國天氣雷達存在的主要問題，研制新一代天氣雷達升級關鍵技術，提高雷達關鍵部件及整機可靠性；對激光、毫米波和雙偏振雷達遙感探測設備在降水、氣溶膠、風和云方面的探測能力進行評估；解決微波輻射計制作工藝、產(chǎn)品及反演算法問題。關鍵科技問題：多普勒

17、天氣雷達的信號處理，探測模式，速調(diào)管性能；微波輻射計的制作工藝和產(chǎn)品算法；高精度雷電定位算法及產(chǎn)品應用；激光、毫米波、雙偏振及相控陣雷達的探測能力及應用。優(yōu)先主題7：天氣雷達升級主要技術標準化CINRAD雷達信號處理系統(tǒng)；天氣雷達弱信號處理和消除雷達干擾回波的技術；提高發(fā)射機速調(diào)管使用壽命的關鍵技術；固態(tài)發(fā)射技術及雙線偏振技術的應用。優(yōu)先主題8：新型多通道微波輻射計新型多通道微波輻射計生產(chǎn)工藝；多通道微波輻射計產(chǎn)品應用；多通道微波輻射計反演算法。優(yōu)先主題9：雷電監(jiān)測設備高精度云間閃探測系統(tǒng)產(chǎn)品樣機；云地閃探測儀技術改進和高精度雷電定位算法及產(chǎn)品應用。優(yōu)先主題10：雷達遙感探測能力分析及應用激光

18、雷達探測能力評估；雙偏振雷達定量估測降水和相態(tài)識別能力評估；毫米波云雷達探測能力評估；相控陣雷達在天氣監(jiān)測中的應用。領域4：衛(wèi)星遙感探測基礎性與前沿性技術預期目標：研究衛(wèi)星遙感探測基礎性與前沿技術。研制與集成輻射校正與真實性檢驗技術裝備，改進輻射校正與真實性檢驗技術，開發(fā)輻射校正與真實性檢驗業(yè)務化觀測與處理系統(tǒng)，提高遙感衛(wèi)星輻射定標精度和遙感產(chǎn)品定量化應用水平。改進氣象衛(wèi)星遙感資料處理和應用技術，提升衛(wèi)星遙感資料在氣象業(yè)務中應用水平，增強空間天氣天基觀測數(shù)據(jù)處理能力。關鍵科技問題：氣象衛(wèi)星基礎性與前沿探測技術，天基遙感數(shù)據(jù)的處理和產(chǎn)品應用，遙感衛(wèi)星輻射校正與遙感產(chǎn)品真實性檢驗。優(yōu)先主題11：衛(wèi)

19、星遙感探測新技術與新方法氣象衛(wèi)星遙感探測前沿技術原型（星載降水測量雷達數(shù)據(jù)處理與應用技術；多譜段多模態(tài)高光譜大氣成分反演方法；自旋穩(wěn)定氣象衛(wèi)星區(qū)域觀測技術）；星載亞毫米波大氣探測關鍵技術；氣象衛(wèi)星星上輻射定標裝置。優(yōu)先主題12：遙感衛(wèi)星輻射校正與產(chǎn)品真實性檢驗儀器設備與技術輻射校正場與真實性檢驗外場儀器設備與技術；輻射校正場野外移動定標與真實性檢驗實驗平臺系統(tǒng)；氣象衛(wèi)星輻射校正與真實性檢驗業(yè)務化觀測與處理系統(tǒng)；遙感衛(wèi)星實驗室光譜與輻射定標技術。優(yōu)先主題13：衛(wèi)星及空間天氣數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)品系統(tǒng)衛(wèi)星與地基多源觀測數(shù)據(jù)及產(chǎn)品融合技術；遙感衛(wèi)星與地基同步監(jiān)測、相互驗證灰霾氣溶膠技術及其示范系統(tǒng)；利用風云

20、衛(wèi)星資料反演云、氣溶膠和溫濕廓線的關鍵技術；太陽活動對空間天氣影響的監(jiān)測與預報技術。領域5：氣象觀測方法研究目標：挖掘現(xiàn)有設備的觀測能力，開展蒸發(fā)觀測技術、溫度測量技術、降水測量、冰雪觀測技術方法研究，提高觀測精度；研究導航衛(wèi)星水汽層析、掩星探測技術和微機電云水測量技術；開展移動氣象探測方法研究，提高氣象觀測和資料應用水平。關鍵科技問題：固態(tài)降水測量方法及自然下墊面真實蒸發(fā)量（或蒸散量）的觀測與計算方法；導航衛(wèi)星大氣水汽電離層三維探測技術研究，低軌掩星、山基掩星獲取溫、壓、濕等大氣參數(shù)廓線的方法；微機電云水測量精度和觀測方法；機載和球載遙感遙測方法及自動探空技術。優(yōu)先主題14：氣象要素觀測方法

21、冗余和通風防輻射測溫觀測方法；紅外地表溫度測量技術；稱重式降水觀測方法；自然下墊面真實蒸發(fā)量（或蒸散量）的觀測與計算方法；高空探測方法和探空標準化軟件；冰雪自動觀測關鍵技術。優(yōu)先主題15：導航衛(wèi)星水汽電離層綜合探測及反演方法導航衛(wèi)星大氣水汽電離層三維探測技術；低軌衛(wèi)星和山基大氣掩星觀測技術；掩星（COSMIC）資料質(zhì)量控制和同化。優(yōu)先主題16：微機電傳感器測量方法云水含量傳感器芯片產(chǎn)品樣機；微機電地面和高空傳感器測量方法。 優(yōu)先主題17：移動平臺載荷氣象探測方法基于機載和球載的云和降水觀測試驗方法；移動平臺的自動探空系統(tǒng);移動平臺的遙感探測技術。領域6：氣象觀測產(chǎn)品預期目標：研究觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控

22、制方法，開發(fā)自動氣象站、風廓線雷達、天氣雷達、空基觀測資料處理產(chǎn)品，建立產(chǎn)品標準算法庫，建立供二次開發(fā)使用的公用開發(fā)平臺，提高我國氣象觀測產(chǎn)品的開發(fā)水平。關鍵科技問題：自動氣象站、風廓線雷達、天氣雷達、大氣成分、空基氣象觀測資料的質(zhì)量控制技術；自動氣象站、風廓線雷達、天氣雷達、大氣成分和空基氣象觀測數(shù)據(jù)處理方法、產(chǎn)品算法。優(yōu)先主題18：觀測資料質(zhì)量控制及產(chǎn)品地面氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法；高空氣象觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法；大氣成分觀測資料質(zhì)量控制方法；新型觀測資料綜合數(shù)據(jù)處理技術。優(yōu)先主題19：雷達數(shù)據(jù)處理算法和產(chǎn)品天氣雷達定標方法和資料質(zhì)量控制方法；全國天氣雷達定量測量降水拼圖系統(tǒng)；多波段天氣雷達

23、資料應用技術；天氣雷達觀測產(chǎn)品的標準算法庫；風廓線雷達數(shù)據(jù)處理算法和產(chǎn)品；風廓線雷達定標及定量提取強度信息技術。領域7：氣象觀測數(shù)據(jù)信息標準及傳輸共享技術預期目標：研究觀測數(shù)據(jù)信息標準及管理技術，建立自動氣象站、風廓線雷達、天氣雷達、空基觀測資料等數(shù)據(jù)信息標準,研究西部地區(qū)、高山、海島等無人站通信傳輸技術，以及應急機動觀測資料通信傳輸技術，研制規(guī)范化的觀測數(shù)據(jù)收集、分發(fā)軟件，建立標準規(guī)范的數(shù)據(jù)存儲共享平臺，提高數(shù)據(jù)傳輸共享的時效性和數(shù)據(jù)的應用能力。關鍵科技問題：氣象觀測數(shù)據(jù)格式標準,氣象觀測數(shù)據(jù)傳輸、共享、存儲與歸檔標準；探測站到省的規(guī)范化收集、分發(fā)軟件；氣象觀測數(shù)據(jù)傳輸實時質(zhì)量控制技術;西部

24、地區(qū)、高山、海島等無人站通信傳輸技術；應急機動觀測資料通信傳輸技術；數(shù)據(jù)存儲共享平臺標準規(guī)范。優(yōu)先主題20：觀測數(shù)據(jù)信息標準化新增氣象觀測數(shù)據(jù)格式標準；氣象觀測資料的數(shù)據(jù)傳輸標準; 氣象觀測資料數(shù)據(jù)共享與服務標準; 氣象觀測資料數(shù)據(jù)庫與存儲標準;氣象觀測資料歸檔標準。優(yōu)先主題21：觀測數(shù)據(jù)信息傳輸與共享技術探測站到省的規(guī)范化收集、分發(fā)系統(tǒng)；國外氣象觀測資料收集整理與分析；氣象觀測數(shù)據(jù)傳輸實時質(zhì)量控制技術;氣象觀測數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)視與統(tǒng)計分析技術;氣象觀測數(shù)據(jù)網(wǎng)格技術應用；西部地區(qū)、高山、海島等無人站通信傳輸技術；應急機動觀測資料通信傳輸；數(shù)據(jù)存儲共享平臺標準規(guī)范研究及系統(tǒng)。領域8：氣象觀測保障預期目標：在設備可靠性