氣象觀測技術(shù)發(fā)展引領(lǐng)計劃（2020-2035年）

I 1 1 技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟建設(shè) 20(二)加強技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺建設(shè) 21(三)加強國內(nèi)外技術(shù)交流合作 21(四)以用促研推動研發(fā)成果試點試用 211—前言氣象觀測是氣象業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，氣象觀測技術(shù)是氣象現(xiàn)代化最顯著的標(biāo)志?，F(xiàn)代氣象觀測裝備在氣象行業(yè)中廣泛運用，我國已形成了天基、空基和地基相結(jié)合、門類較為齊全、技術(shù)先進的綜合氣象觀測系統(tǒng)。為落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于加強國家創(chuàng)新體系信息以及新一代人工智能等現(xiàn)代高新技術(shù)，推動氣象觀測技術(shù)向自動化、信息化和智能化發(fā)展，引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)、高校和科研院所等共同研發(fā)氣象觀測技術(shù)裝備，特制定本計劃。(一)氣象觀測技術(shù)發(fā)展是氣象保障國家戰(zhàn)略的客觀要求隨著人民對美好生活需求的日益增長，氣象業(yè)務(wù)領(lǐng)域更加寬廣，在提高氣象預(yù)報預(yù)測準(zhǔn)確率的基礎(chǔ)上，還應(yīng)滿足應(yīng)對氣候變氣象災(zāi)害的影響越來越廣泛，造成的損失也越來越大，因此氣象服務(wù)關(guān)注的領(lǐng)域也越來越廣泛，已從單一的大氣圈拓展到與之緊密聯(lián)系的水圈、巖石圈、生物圈、冰雪圈以及近地空間在內(nèi)的整個地球系統(tǒng)。與之相適應(yīng)，氣象觀測的涉及面越來越廣，氣象服務(wù)的要求越來越高，氣象觀測技術(shù)必需實現(xiàn)新一輪的大發(fā)展。(二)氣象觀測技術(shù)發(fā)展是全面推進氣象現(xiàn)代化的迫切需求氣象觀測技術(shù)現(xiàn)代化是氣象現(xiàn)代化的顯著標(biāo)志和重要組成2—部分。我國氣象觀測經(jīng)歷了目力及定性觀察、人工儀器測量、自動化觀測等階段。地面觀測實現(xiàn)了從人工觀測到自動化觀測，高氣象飛艇等遙感觀測方式互為補充，天氣雷達觀測實現(xiàn)從數(shù)字化雷達向新一代多普勒雙偏振天氣雷達轉(zhuǎn)型。天基觀測系統(tǒng)完成了試驗試用系統(tǒng)向業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的升級，正向高質(zhì)量定量化業(yè)務(wù)應(yīng)用的氣象衛(wèi)星綜合觀測體系發(fā)展。隨著核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的突破，氣象觀測技術(shù)得到迅速發(fā)展，為了滿足精細(xì)化氣象預(yù)報和服務(wù)的需求，觀測設(shè)備空間網(wǎng)格越來越密，資料時間密度越來越高，從二維觀測向三維立體觀測發(fā)展，從大尺度的天氣設(shè)需求，氣象觀測裝備將迎來再一次的更新?lián)Q代，朝著智能化、微型化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、全球化方向邁進，測量要素將更全、(三)氣象觀測技術(shù)發(fā)展已具備堅實的科技基礎(chǔ)先進技術(shù)，已然與計算機、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)緊密相連，朝著自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，氣象觀測要素不斷擴展，其準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性進一步提升，科技含量的提升必然導(dǎo)致氣象觀測技術(shù)和裝備更新?lián)Q代的速度加快。導(dǎo)航衛(wèi)星的氣象應(yīng)用、飛機氣象觀測技術(shù)、大氣遙感觀測技術(shù)等綜合性觀測技術(shù)不斷發(fā)展，將帶動整個氣象觀測系統(tǒng)朝著覆蓋范圍更廣的方向發(fā)展。人工智能等現(xiàn)代技術(shù)將3—在觀測領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，氣象核心算法、氣象芯片研發(fā)繼續(xù)突破，部分高精氣象觀測設(shè)備的國產(chǎn)化能力加強。氣象觀測技術(shù)新一輪發(fā)展已經(jīng)擁有了堅實的科技基礎(chǔ)。(一)指導(dǎo)思想以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同促進的氣象觀測技術(shù)發(fā)展體系，加快現(xiàn)代信息技術(shù)與氣象觀測深度融合應(yīng)用，破解氣象觀測核心和關(guān)鍵技術(shù)難題，引領(lǐng)氣象觀測技術(shù)發(fā)展，推進氣象觀測現(xiàn)代化。(二)基本原則，技術(shù)引領(lǐng)。把握全球科技創(chuàng)新趨勢和氣象業(yè)務(wù)發(fā)展需求，根據(jù)現(xiàn)代信息技術(shù)、電子技術(shù)、材料技術(shù)快速更迭的特點，在氣象探測重點技術(shù)領(lǐng)域前瞻性布局，推動氣象探測與成熟應(yīng)用型新技術(shù)融合，提高原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新能力。市場主導(dǎo)，部門引導(dǎo)。充分發(fā)揮市場在資源配臵中的決定性作用，強化企業(yè)的創(chuàng)新主體地位，激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新活力和創(chuàng)造力。促進產(chǎn)學(xué)研用各類創(chuàng)新主體共創(chuàng)共享，推動創(chuàng)新資源的有效分配與合理銜接，加速科技成果的商業(yè)化應(yīng)用。加強部門戰(zhàn)略研究和規(guī)劃引導(dǎo)，完善相關(guān)政策支持，為先進技術(shù)融入氣象觀測領(lǐng)域創(chuàng)造良好環(huán)境。4—。對標(biāo)國際先進標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵和支持企業(yè)(高校、科研院所)牽頭制定、實施更高技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立并不斷完善標(biāo)準(zhǔn)體系，推動跨部門間的先進、適用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相互轉(zhuǎn)化，促進部門間技術(shù)合作和資源共享，切實提高核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力，加強未來技術(shù)謀劃部署。布局，明確氣象觀測技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向。圍繞智慧氣象需求，整合資源，突出重點，全面提升氣象觀測裝備制造能力、智能化和協(xié)同化觀測能力、氣象觀測裝備綜合保障能力和綜合應(yīng)用技術(shù)能力。(三)發(fā)展目標(biāo)按照“列裝一代、研制一代、探索一代”的思路，結(jié)合氣象事業(yè)發(fā)展需求，分階段、分類別推進氣象觀測技術(shù)及裝備發(fā)展。難點，發(fā)展氣象事業(yè)必需的核心大型高精尖氣象裝備，初步實現(xiàn)氣象觀測技術(shù)裝備智能化和觀測協(xié)同化，我國氣象裝備整體水平和實力得到全面提升?！黄坪诵脑骷?、傳感器、氣象系統(tǒng)級芯片、多平臺協(xié)同和天空地一體化三維觀測等技術(shù)?！獙崿F(xiàn)高精度、低功耗、高集成、智能化地面觀測設(shè)備產(chǎn)——重點發(fā)展新制式氣象雷達、激光雷達、北斗探空等大型氣象觀測裝備，用于大氣本底、大氣成分、生態(tài)環(huán)境等的高精氣5—特殊用途的特種氣象觀測——重點突破星載空間輻射基準(zhǔn)載荷、氣象應(yīng)急防災(zāi)綜合孔徑雷達等新天基載荷技術(shù)，發(fā)展綜合衛(wèi)星與小衛(wèi)星組網(wǎng)的全球觀測和應(yīng)用技術(shù)。對特定目標(biāo)的多維立體觀測技術(shù)、智能協(xié)同觀測技術(shù)、多源觀測數(shù)據(jù)融合應(yīng)用技術(shù)水平大幅提升，能夠為不同的應(yīng)用需求提供氣象觀測的系統(tǒng)級解決方案。氣象觀測總體技術(shù)和應(yīng)用達到世界先進水平，實現(xiàn)從氣象觀測大國向氣象觀測強國的轉(zhuǎn)變。(一)發(fā)展新型氣象觀測技術(shù)裝備預(yù)期目標(biāo)：重點突破氣象系統(tǒng)級芯片，研發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字化高精度傳感器，發(fā)展衛(wèi)星載荷、氣象雷達、探空等大型高精度觀測技術(shù)裝備，發(fā)展智能化、小型化、低功耗、高可靠性的新型氣象觀測裝備，提高氣象觀測裝備分辨率、觀測精度、抗干擾能力和自校正能力。1.氣象系統(tǒng)級芯片研制基于國產(chǎn)芯片、具備超低功耗、聲光電物理信號一體化測量、采集能力的氣象專用系統(tǒng)級芯片(SoC)模組，內(nèi)臵機器學(xué)視頻等電子信號，內(nèi)臵通信模塊上傳數(shù)據(jù)至互聯(lián)網(wǎng)云端，可作為探空儀、自動氣象站、小型氣象雷達6—等氣象觀測設(shè)備的核心采集處理單元。2.雙偏振相控陣天氣雷達研制雙偏振相控陣天氣雷達，研究高效掃描技術(shù)、新型觀測、高可靠性數(shù)字收發(fā)陣列模塊，開展基于數(shù)字陣列與數(shù)字波束合成體制相控陣天氣雷達關(guān)鍵技術(shù)研究。提高天氣雷達觀測速度和多參數(shù)獲取能力，增強雷達對氣象目標(biāo)的檢測、跟蹤、識別性能，改進低層大氣折射率和水汽場反演方法，提高定量測量降水準(zhǔn)確3.激光雷達研制基于拉曼散射、差分吸收、多普勒效應(yīng)等原理的激光雷達，用于測量云、霧、水汽、能見度、氣溶膠和大氣風(fēng)場、大氣體和溫室氣體。重點突破激光器光源系統(tǒng)、發(fā)射/接收光學(xué)系統(tǒng)、光信號檢測系統(tǒng)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)和反演算法等關(guān)鍵技術(shù)。研制星載多普勒激光測風(fēng)雷達，突破星地協(xié)同組網(wǎng)的三維大氣風(fēng)場測量、標(biāo)定、反演等關(guān)鍵技術(shù)。4.地波雷達研制多頻、多基地、多輸入多輸出組網(wǎng)地波雷達，提高觀測分辨率、觀測精度、抗干擾能力和自校正能力，研究高頻地波雷達對遠距離、大面積、全天候的表層海流、海面低空風(fēng)、海浪參數(shù)的精確提取技術(shù)。開展基于陸地和海洋上固定、移動平臺觀測7—方法的研究，構(gòu)建與海態(tài)多參數(shù)雷達配合實施海洋氣象環(huán)境觀測的技術(shù)新體系。5.毫米波雷達作體制技術(shù)、超低副瓣脈沖壓縮技術(shù)，設(shè)計高集成度3mm大功率發(fā)射機，提高云霧觀測能力，實現(xiàn)大范圍觀測微小云粒子和云內(nèi)部結(jié)構(gòu)。6.太赫茲雷達研制太赫茲氣象雷達，突破太赫茲高增益、低副瓣反射面天線技術(shù)、大功率太赫茲發(fā)射源技術(shù)，開展霧、霾、沙塵等天氣現(xiàn)開展反演算法、數(shù)據(jù)比對以及觀測結(jié)果驗證方法研究。7.量子雷達研制量子氣象雷達，利用微波光子實現(xiàn)遠程氣象目標(biāo)觀測，利用光子特性來提高氣象雷達觀測、識別和分辨目標(biāo)的能力，在紅外波段獲得高清晰圖像，突破常規(guī)光學(xué)遙感和微波遙感的性能8.空基全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射信號觀測儀研制基于飛機、無人機、飛艇、平漂氣球、低軌小衛(wèi)星星座等應(yīng)用場景的空基全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)掩星/反射信號觀測儀，研究GNSS掩星/反射信號觀測方法、反演算法和技術(shù)，開展海浪測高、海面風(fēng)場及土壤濕度、植物生長量測量，彌補海洋等8—觀測空白敏感區(qū)域垂直觀測系統(tǒng)能力的不足。9.高精度輻射測量儀研制亞秒級二等標(biāo)準(zhǔn)總輻射表、太陽光度計、分光譜輻射測量儀，開展國產(chǎn)高精度太陽輻射觀測技術(shù)研究，突破分光譜太陽輻射觀測技術(shù)、高精度全自動太陽跟蹤遮光技術(shù)。10.高空氣象觀測裝備研制集成空間電場、輻射、大氣成分等要素的新型高空觀測傳感器、視頻探空儀和長航時超壓氣球。開展基準(zhǔn)探空儀技術(shù)研究，研制平流層定高平漂探空系統(tǒng)、球(艇)載式滑翔機氣象觀測系統(tǒng)。利用探空氣球、浮空器等高空觀測平臺開展廓線觀測、定高和下投觀測，提高高空氣象觀測質(zhì)量和平流層觀測能力。11.閃電觀測裝備研制基于低頻/高頻的全閃觀測傳感器，研發(fā)集成閃電定位、大氣電場、氣象雷達與衛(wèi)星等資料的新一代閃電預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)。研究閃電通道成像技術(shù)，研制針對重點區(qū)域的地基高精度閃電通道成像陣列。開展長基線閃電觀測技術(shù)研究，彌補海洋、沙漠等觀測敏感區(qū)閃電觀測的空白。12.星載寬幅閃電觀測載荷研制新型寬幅快速閃電成像載荷，實現(xiàn)對我國及周邊區(qū)域的全區(qū)域覆蓋和高頻次、無縫隙強對流天氣監(jiān)測和跟蹤，提供閃電災(zāi)害預(yù)警，為強對流天氣監(jiān)測、民航、鐵路、電力等行業(yè)提供安全保障服務(wù)。9—13.飛機氣象觀測裝備研制小型化、專用化的主、被動多波段機載大氣廓線儀和氣飛機、專用有人飛機、無人機、滑翔機對特定航線或指定空域的氣象要素進行觀測。研制無人機模塊式氣象載荷，突破無人機飛行高度、續(xù)航能力和飛行控制模式，提高無人機在惡劣環(huán)境下的觀測能力和智能控制水平。14.大氣成分觀測裝備研制國產(chǎn)化氣溶膠觀測設(shè)備，攻克入射太陽光高精度觀測技術(shù)、高精度定標(biāo)技術(shù)、光學(xué)厚度及氣溶膠粒子譜反演等關(guān)鍵技術(shù)算法，加強整機系統(tǒng)級優(yōu)化設(shè)計、集成、密封等技術(shù)研究。研制國產(chǎn)溫室氣體等高精度觀測設(shè)備，攻克溫室氣體及碳同位素高精度在線觀測技術(shù)、溫室氣體自動在線分析技術(shù)、溫室氣體排放在線監(jiān)測技術(shù)、溫室氣體實驗室分析標(biāo)定技術(shù)。15.通量氣象觀測裝備研制輻射通量、熱通量、動量通量、物質(zhì)通量等近地層通量溫度及干擾湍流對測量的影響，實現(xiàn)高頻通量高精度測量，為能量收支平衡研究提供高精度的通量測量數(shù)據(jù)。研究植被指數(shù)、冠層溫度、蒸散等生態(tài)測量技術(shù)，研發(fā)地面定點觀測與衛(wèi)星、無人機平臺遙感觀測相結(jié)合的一體化通量觀測系統(tǒng)。10—研制適應(yīng)狂風(fēng)大浪、高溫、高濕、高鹽、暴曬、生物附著等惡劣海洋環(huán)境的海洋平臺和海洋氣象觀測傳感器，研制無人水下航行器、水下滑翔機、無人遙控艇等新型水下調(diào)查設(shè)備。研制基于遠距離無線傳輸技術(shù)的海霧觀測反演算法和數(shù)學(xué)模型，輸出海霧觀測產(chǎn)品。研究風(fēng)能、波浪能、溫差能等新型發(fā)電技術(shù)，發(fā)展浮標(biāo)等搭載氣象雷達、自動觀測儀器等觀測方法研究。17.基于微波鏈路的氣象觀測裝備研制微波鏈路氣象觀測裝備，利用地球表面覆蓋的微波鏈路研究動態(tài)自適應(yīng)的電磁波區(qū)域氣象要素反演方法，突破非合作多源電磁波脈動數(shù)據(jù)的氣象信息挖掘與綜合應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，進行全球覆蓋、形式多樣的大氣觀測。18.極端惡劣環(huán)境下的氣象觀測裝備研制在深遠海、高海拔、極寒、酷熱、臺風(fēng)、強輻射、重污染等極端惡劣環(huán)境可正常工作的氣象觀測設(shè)備，研制氣象觀測機器人。采用新技術(shù)、新材料、新工藝，通過硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計與主被動防護措施相結(jié)合，增強觀測設(shè)備的抗風(fēng)、抗冰、耐鹽霧等耐候性，提高觀測數(shù)據(jù)的精度和可靠性。19.星載空間輻射基準(zhǔn)載荷研制星載超高精度可見光及紅外輻射測量基準(zhǔn)載荷，并進行統(tǒng)一溯源和定期定標(biāo)，將形成天基載荷的可溯源定標(biāo)鏈路，滿足國產(chǎn)衛(wèi)星歷史資料輻射基準(zhǔn)統(tǒng)一、構(gòu)建精度可靠氣候數(shù)據(jù)集、研究長時間序列氣候和環(huán)境變遷的迫切需求。20.星載主動大氣動力及氣候觀測載荷研究針對大氣動力、云微物理、氣溶膠氣候效應(yīng)、溫室效應(yīng)以獲取高精度、高分辨率的全球大氣風(fēng)場垂直剖面信息、加強對全球氣溶膠、云的三維特征和溫室氣體柱總量的監(jiān)測能力，提高相應(yīng)的天氣和氣候預(yù)報模式的準(zhǔn)確21.星載可見紅外高光譜及微波臨邊探測儀器研制星載可見光紅外高光譜及微波臨邊探測儀器，增強對一氧化碳、臭氧、氯化物、氮氧化合物等大氣中痕量氣體、水汽、云和氣溶膠的總量和垂直廓線的探測，提高對大氣成分大范圍三維空間分布的觀測能力。22.星載微波降水測量雷達研制星載寬幅降水雷達，觀測全球降水分布及其強度，尤其是快速監(jiān)測和甄別區(qū)域強降水等災(zāi)害性天氣，提高在全球氣候變化背景下，對強降水及誘發(fā)次生災(zāi)害的監(jiān)測能力。23.星載氣象應(yīng)急防災(zāi)綜合孔徑雷達面向全球中小尺度極端天氣防災(zāi)減災(zāi)監(jiān)測需求，研制星載全極化綜合孔徑雷達系統(tǒng)，實現(xiàn)降水精細(xì)結(jié)構(gòu)的全天時全天候探測能力，實現(xiàn)兩千公里幅寬百米空間分辨率的普查與應(yīng)急情況下百12—公里幅寬米級空間分辨率的精細(xì)探測等多種觀測模式。同時，為數(shù)值天氣預(yù)報模式提供精確的地表三維結(jié)構(gòu)、地物類型、海表動24.氣象衛(wèi)星載荷標(biāo)準(zhǔn)化小型化技術(shù)發(fā)展小型化標(biāo)準(zhǔn)化的天基基礎(chǔ)氣象觀測載荷。通過載荷型譜化，天地對接鏈路、數(shù)據(jù)傳輸處理和產(chǎn)品制作的標(biāo)準(zhǔn)化，充分利用低軌衛(wèi)星平臺的搭載機會，加快構(gòu)建高時空分辨率的天基觀測(二)發(fā)展協(xié)同觀測技術(shù)預(yù)期目標(biāo)：基于高精度、高可靠性核心器件和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，實現(xiàn)常規(guī)氣象觀測裝備的智能感知與在線標(biāo)校、遠程支持、指定跟蹤觀測、程控運行和協(xié)同觀測等功能。25.多傳感器組合和數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究多傳感器智能融合算法，對多種傳感器獲取的多信息進行綜合處理和優(yōu)化，分析多種傳感器的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律。針對重要的氣象觀測要素、個體特性差異大、容易發(fā)生故障的傳感器，開展傳感器融合試驗，探索采用多個或多種傳感器組合和智能數(shù)據(jù)融合算法，保證觀測資料的完整性和可靠性。26.協(xié)同觀測信息管理和產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)研究多源觀測資料數(shù)據(jù)質(zhì)量控制算法和融合算法。研究針對重點區(qū)域三維空間氣象多要素協(xié)同觀測方法，研究基于大數(shù)據(jù)、G融合方法，構(gòu)建氣象信息三維實況分析場，為發(fā)展更客觀準(zhǔn)確的天氣識別、預(yù)報預(yù)警方法研究和業(yè)務(wù)提供更精細(xì)可靠的觀測數(shù)據(jù)支撐。27.自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)雷達觀測技術(shù)研究基于多部雙極化多普勒雷達的自適應(yīng)雷達觀測技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的雷達根據(jù)天氣情況變化和終端用戶需要自動對掃描的方位區(qū)間、仰角和掃描方式進行動態(tài)調(diào)整，提高對微型超級單體細(xì)微變化的觀測能力。28.基于多平臺的臺風(fēng)立體協(xié)同觀測技術(shù)平流層飛艇、智能無人艇等，開展針對臺風(fēng)的多尺度、協(xié)同觀測試驗，建立對臺風(fēng)的熱力動力的精細(xì)化協(xié)同觀測模式，觀測產(chǎn)品可直接用于臺風(fēng)數(shù)值模式，填補我國臺風(fēng)立體綜合觀測空白，提高臺風(fēng)定位定強精度、臺風(fēng)數(shù)值模式預(yù)報能力。29.空間天氣星地聯(lián)合觀測關(guān)鍵技術(shù)研制天基太陽、磁層、電離層、熱層大氣觀測載荷，研究關(guān)鍵載荷的核心算法與數(shù)據(jù)反演技術(shù)。研制基于國內(nèi)外多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用平臺。開展空間天氣觀測小衛(wèi)星、地基熱層大氣觀測設(shè)備研發(fā)。開展星地?zé)o線電鏈路電離層誤差實時修正實驗與應(yīng)用模塊研發(fā)。開展利用大量衛(wèi)星軌道參數(shù)反演熱層大氣擾動的方法研究。30.天基觀測智能調(diào)度技術(shù)研究靜止極軌綜合衛(wèi)星與小衛(wèi)星組網(wǎng)的智能調(diào)度技術(shù)，針對14—災(zāi)害性天氣和重大保障服務(wù)需求，結(jié)合星上快速人工智能處理技術(shù)實現(xiàn)智能組網(wǎng)和加密觀測。實現(xiàn)利用天基跨平臺觀測手段對同一區(qū)域、同一天氣系統(tǒng)進行綜合觀測。(三)推進高新技術(shù)在氣象觀測領(lǐng)域應(yīng)用預(yù)期目標(biāo)：將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等通用技術(shù)應(yīng)用于氣象觀測設(shè)備研發(fā)、觀測數(shù)據(jù)加工處理、觀測裝備運行保障，實現(xiàn)全球氣象觀測和資料傳輸。31.人工智能技術(shù)利用海量數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)、圖像識別、復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)，研究應(yīng)用于云、能見度、天氣現(xiàn)象、降水、物候等氣象要素觀測，提升衛(wèi)星云圖、雷達回波綜合圖、多光譜遙感圖等圖像信息的自動化識別及預(yù)判能力。研究從專業(yè)氣象觀測、社會化觀測、互聯(lián)網(wǎng)等多源數(shù)據(jù)中提取氣象信息并預(yù)判用戶需求，通過人機協(xié)同提高對天氣系統(tǒng)的判別能力。32.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特別是窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、超長距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等無線組網(wǎng)通信技術(shù)，形成泛在敏捷的氣象感知能力和簡易便捷的部署方式，感知環(huán)境要素。加強傳統(tǒng)氣象觀測設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造，充分利用多元數(shù)據(jù)融合技術(shù)，提供基于位臵信息的個性化、交互式精準(zhǔn)氣象信息服務(wù)。33.大數(shù)據(jù)技術(shù)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對數(shù)量巨大、來源分散、格式多樣的專業(yè)氣象觀測原始數(shù)據(jù)、社會化觀測數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)、融合空間覆蓋完整、高分辨率的氣象數(shù)據(jù)產(chǎn)品。34.微機電技術(shù)智能化、高集成度的微機電(MEMS)傳感器，使其不僅具有信號網(wǎng)絡(luò)化等功能。35.新材料技術(shù)將無機非金屬材料、有機高分子材料等功能材料上取得的新成果，應(yīng)用于氣象傳感器感應(yīng)元器件制造，提高氣象傳感器的測量靈敏度和精度。將先進復(fù)合纖維材料等結(jié)構(gòu)材料上取得的新突破，應(yīng)用于氣象雷達天線罩、海洋浮標(biāo)殼體等制造，滿足氣象觀測設(shè)備結(jié)構(gòu)強度高、介電性能好、耐候性好等要求。36.流動平臺觀測技術(shù)發(fā)展流動平臺氣象觀測技術(shù)，利用民用交通運輸工具(主要是船舶、民航飛機、火車、汽車等)，加裝氣象觀測設(shè)備，研究在流動的二維和三維空間中數(shù)據(jù)采集、傳輸、資料質(zhì)量控制和應(yīng)用前的資料同化問題。37.低軌小衛(wèi)星星座技術(shù)利用低軌小衛(wèi)星星座技術(shù)，研發(fā)融合高低軌道衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的處理和分析技術(shù)，實現(xiàn)多樣化衛(wèi)星氣象遙感，研制氣象專用低16—軌小衛(wèi)星通信芯片，實現(xiàn)氣象信息傳輸全球覆蓋且低功耗、高時38.星載大氣動力要素觀測技術(shù)研發(fā)主動被動相結(jié)合，基于多角度成像、激光雷達、微波探測以及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射測量(GNSS-R)的大氣動力要素綜合探測技術(shù)，研究基于大衛(wèi)星綜合平臺和小衛(wèi)星組網(wǎng)觀測的綜合(四)發(fā)展氣象觀測裝備保障技術(shù)預(yù)期目標(biāo)：利用仿真、模擬、在線測試、遠程診斷等運行維護技術(shù)，研發(fā)氣象觀測設(shè)備計量、檢定、標(biāo)校、維護專用設(shè)備，攻克觀測設(shè)備運行保障關(guān)鍵技術(shù)問題，提高氣象觀測裝備保障技術(shù)水平。39.氣象觀測設(shè)備仿真技術(shù)研發(fā)基于標(biāo)準(zhǔn)化組件建模和封裝入庫技術(shù)的氣象觀測設(shè)備系統(tǒng)仿真技術(shù)，實現(xiàn)氣象觀測設(shè)備性能優(yōu)化仿真、在線性能參數(shù)調(diào)整、故障模擬、算法驗證和評估等功能。40.氣象衛(wèi)星輻射校正技術(shù)研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化自動化的天基觀測儀器可溯源標(biāo)定技術(shù)，實現(xiàn)地面目標(biāo)的太陽反射、熱紅外和被動微波譜段的常態(tài)化在軌絕對輻射定標(biāo)數(shù)據(jù)的自動化和標(biāo)準(zhǔn)化接收、處理、質(zhì)量控制、存檔和管41.氣象衛(wèi)星綜合仿真技術(shù)研發(fā)針對可見光紅外、被動微波、雷達、激光雷達等載荷通道選擇和指標(biāo)設(shè)臵的系統(tǒng)仿真技術(shù)，實現(xiàn)氣象衛(wèi)星載荷通道定量化評價、通道參數(shù)優(yōu)化、算法驗證和綜合性能評估等功能。42.天氣現(xiàn)象模擬裝臵研究降雨、降雪、云霧的生消、模擬、控制技術(shù)，研發(fā)高精度大氣光學(xué)測量技術(shù)和大氣光學(xué)透過率檢測系統(tǒng)，研制云量、云狀、云高、天氣現(xiàn)象觀測設(shè)備關(guān)鍵指標(biāo)檢測技術(shù)及裝臵。研發(fā)光電式數(shù)字日照計檢測和量值傳遞系統(tǒng)，突破日照輻射模擬和紫外到紅外區(qū)間的輻射強度高精度測量技術(shù)。43.氣象雷達運行保障技術(shù)研制氣象雷達專用檢測、標(biāo)定技術(shù)和工具，開展氣象雷達實時在線自動定標(biāo)技術(shù)和雙通道一致性監(jiān)測補償技術(shù)研究。利用外場標(biāo)定儀和星載定標(biāo)平臺開展組網(wǎng)雷達回波一致性定標(biāo)研究。改進組網(wǎng)雷達回波強度測量誤差在線檢測技術(shù)和自動校正算法。開展利用衛(wèi)星與地基遙感相結(jié)合的實時定標(biāo)技術(shù)方法。44.設(shè)備遠程支持和自我維護技術(shù)研究基于人工智能、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等技術(shù)的遠程故障診斷及維護系統(tǒng)構(gòu)架。研發(fā)基于故障樹的故障診斷專家系統(tǒng)，研制人機結(jié)合的遠程故障診斷平臺。研究觀測窗口污染檢測、自動清潔、自動給排水的自我維護技術(shù)。研究觀測設(shè)備嵌入式系統(tǒng)遠程在線自動升級技術(shù)。18—45.氣象裝備故障預(yù)測與健康管理技術(shù)采用人工智能、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)進行氣象裝備自身健康狀態(tài)的推理、監(jiān)控和評估，預(yù)測將要發(fā)生的降級、故障事件。通過針對性的提前維護，將被動式維修升級到預(yù)測性維護，保障氣象儀器的長期健康穩(wěn)定運行并降低維護成本。46.計量信息化和在線校準(zhǔn)技術(shù)研發(fā)氣象計量業(yè)務(wù)信息化技術(shù)，對標(biāo)準(zhǔn)器和被檢儀器開展大，開發(fā)智能化氣象計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及遠程控制技術(shù)。47.新型氣象觀測設(shè)備計量技術(shù)探索建立云、能見度、天氣現(xiàn)象、電場和大氣成分等量值傳遞標(biāo)準(zhǔn)，研制新型氣象觀測設(shè)備校準(zhǔn)模型與計量檢定裝備。優(yōu)化大氣成分氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備、儲存技術(shù)。建立完整統(tǒng)一的云、能見度、天氣現(xiàn)象、大氣成分等標(biāo)準(zhǔn)的量值傳遞體系。(五)發(fā)展氣象觀測綜合應(yīng)用技術(shù)預(yù)期目標(biāo)：通過地基遙測，主被動遙感，空基，天基觀測相結(jié)合等方式，實現(xiàn)多種觀測技術(shù)方法的集成融合，集成多種觀測數(shù)據(jù)的綜合氣象觀測產(chǎn)品，提高氣象觀測系統(tǒng)綜合應(yīng)用水平。48.云觀測集成技術(shù)開展星載、地基紅外、可見光、激光云自動觀測資料與探空資料的融合方法研究，開展局部區(qū)域地基云觀測資料和探空、衛(wèi)星云觀測資料的跨尺度時空融合方法、融合算法驗證研究。研究建立主(被)動觀測相結(jié)合的地基云觀測與衛(wèi)星云觀測的集成系統(tǒng)，改進衛(wèi)星云觀測產(chǎn)品的質(zhì)量。49.風(fēng)和水汽綜合觀測技術(shù)研究探空、風(fēng)廓線雷達、多普勒天氣雷達和激光雷達測風(fēng)的集成融合技術(shù)，研制高分辨率多源測風(fēng)觀測產(chǎn)品。研究基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星水汽觀測、探空氣象觀測、地基微波輻射觀測、地面氣象觀測的誤差評估和集成融合技術(shù)，開展多源水汽組網(wǎng)觀測技術(shù)研究，研制多源綜合的水汽觀測產(chǎn)品。50.多平臺海洋綜合氣象觀測技術(shù)利用海岸帶、海島、浮標(biāo)、船舶、飛機、衛(wèi)星等多種觀測平現(xiàn)場觀測、船載探空、微波、紅外等多種觀測手段，開展固定觀測和移動觀測相結(jié)合、天基觀測和地基觀測相結(jié)合的海洋氣象綜合觀測技術(shù)研究，建立骨干站網(wǎng)，開展關(guān)鍵大氣要素的專題觀測實驗，開展海洋表層氣象要素以及海氣界面氣象要素觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制。研究海洋綜合氣象觀測試驗的資料對比、融研制海面溫度、海面風(fēng)場等海洋氣象觀測產(chǎn)品，以及海洋高空的高時空分辨率的觀測產(chǎn)品。51.多源觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)完善衛(wèi)星、地面、高空、海洋、農(nóng)業(yè)氣象、大氣成分等觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)，研究單種數(shù)據(jù)、常規(guī)及非常規(guī)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控研究觀測誤差的訂正與評估技術(shù)。研究多種觀測結(jié)果互為附加信20—息或約束條件的遙感反演技術(shù)，開展多種觀測資料的質(zhì)量互控技術(shù)研究。52.三維場實況