综合气象观测系统发展的若干问题

综合气象观测系统发展的若干问题中国气象局综合观测司2010年10月综合气象观测系统的概念综合气象观测系统是由地基、空基、天基气象观测系统有机结合、优势互补构成的全面、协调和可持续的集成系统。¾全面：科学设计，科学布局，全面获取气象及其相关信息，各类观测数据融合处理，形成观测产品，集约化发展¾协调：观测业务各环节要协调发展，与现代气象业务体系各业务之间要协调发展，也要与气象科技创新体系、气象人才体系协调发展¾可持续：观测业务要连续、稳定、可靠运行，要加强观测技术、观测方法、仪器设备的研发和技术储备，增强发展后劲。郑国光：《以科学发展观统领综合气象观测业务发展》，2009中国气象局综合观测司¾统一规划全国陆地及海上气象观测、气象台站网、气象基础设施和大型气象技术装备的发展和布局；¾审订气象信息采集、加工的技术标准、规范和质量评价办法并监督实施；¾组织气象技术装备保障和质量监督、气象计量监督；¾负责气象仪器装备研究开发的管理工作；¾负责无线电频率管理。中国气象局综合观测司司长副司长副司长地面处高空处雷达处卫星处装备保障处站网处巡视员气象卫星业务办公室GCOS中国委员会办公室国务院关于加快气象事业发展的若干意见（国发【2006】3号文件）提出，到2020年，要建成结构合理、功能先进的气象现代化体系，使气象整体实力接近同期世界先进水平，若干领域达到世界领先水平。气象观测现代化是整体气象现代化体系的基石¾应在2020年前，建成结构合理、功能先进的气象观测现代化体系。能否做到？¾气象观测体系的结构是否合理？¾气象观测体系的功能是否先进？¾气象观测体系的科技支撑如何？¾气象观测体系的队伍是否适应？现有能力发展潜力¾提出到2015年综合气象观测系统发展目标¾明确了发展主线9科学调整观测业务布局9提升观测自动化水平9增强综合气象观测能力9确保观测系统稳定运行9发挥观测系统的效益基本建成结构合理、功能先进的气象观测现代化体系转变工作方式8二、目前主要开展的几项重点工作一、加快转变发展方式，努力提高观测系统的质量和效益9一、加快转变发展方式，努力提高观测系统的质量和效益1.建立服务引领、需求牵引的观测业务发展机制观测与其它业务系统协调发展2.完善综合气象观测系统的顶层设计综合观测系统的统筹集约和科学发展3.建立完善气象观测的科技支撑和人才培养机制气象观测业务持续发展4.加快提升气象观测自动化进程地面观测双轨制运行和业务结构不合理5.健全适应观测业务运行要求的技术装备保障体系观测系统稳定运行6.建立从观测到应用的全程质量管理体系和业务机制观测质量和效益10冬春季强降雪降雪范围和积雪程度无法实时获悉西南地区干旱无法定量掌握旱情南方突发强对流天气“大网捕小鱼”“观测数据不敢用”舟曲泥石流暴雨监测网不够合理，重点地区监测能力不足11在重大科学观测试验中等，提出对观测布局的改进建议在重大科学观测试验中等，提出对观测布局的改进建议建立与服务、预报系统的反馈机制和互动机制针对应用实际，提出观测资料质量、产品应用、发挥的效益建议针对应用实际，提出观测资料质量、产品应用、发挥的效益建议在重大灾害性天气总结、重大活动气象服务总结中，提出观测项目、精度、布局的建议在重大灾害性天气总结、重大活动气象服务总结中，提出观测项目、精度、布局的建议观测部门预报部门服务部门共同研究观测资料产品和质量的需求、对策共同研究观测资料产品和质量的需求、对策12科研部门◦空间布局、业务布局、观测方法设计◦必须做到发展规划在先、目标思路在先、科学依据在先、实施方案在先、政策措施在先◦合理配置资源顶层设计顶层设计直接影响13根据实际，科学分析研究•观测系统为什么而观测•观测什么•如何观测•使用什么样的观测设备•依托于什么样的工作机制•什么样的人才队伍•什么样的技术方法等问题根据实际，做到•不同观测方式的综合、不同观测需求的综合、不同部门行业相关观测的综合•统筹国家与地方、地方和部队•统筹业务与科研观测布局•各种观测资源的互补和共享1415科技支撑不足12345综合气象观测科技支撑的紧迫性真正认识不足观测设备的技术研发力量薄弱，关键部件依赖进口支撑综合气象观测系统发展的科学依据不足已建气象观测系统保障机制不健全对已有观测的资料处理不及时不认真，误差不清楚人才匮乏1观测队伍结构不合理观测队伍结构不合理2总体素质不适应观测系统发展需要总体素质不适应观测系统发展需要3高层次人才缺乏高层次人才缺乏4人才吸引、培养和使用机制不健全人才吸引、培养和使用机制不健全观测队伍结构不合理从事装备保障、观测产品制作和数据质量控制的人员，气象观测技术和方法等的研究人员缺乏,特别是基层台站基本没有。此外，多年来气象部门持续从事气象观测技术和方法的研究人员缺乏，造成一些气象观测业务急需的研究和开发工作无法落实。17观测队伍学历情况专科34.89%本科38.03%研究生1.53%高中以下6.66%中专18.89%总体素质不适应观测系统发展需要大气探测专业人员所占比例则更少，相当一部分人员专业基础知识欠缺。基层台站掌握新技术新装备的观测员缺乏。业务管理队伍具有观测一线工作经历、专业出身的为数不多，综合管理素质有待提高。高层次人才缺乏高级工程师、正研级专家数量和比例相对其它领域明显偏低。能够把握本专业发展方向，掌握国内外动态，同时又熟悉观测业务的高层次领军人才匮乏。精通观测新技术、重要技术装备保障、观测产品加工处理以及交通、海洋、风能太阳能、大气成分等领域的专门人才缺乏。观测仪器和观测方法研发布局分散、总体力量薄弱，科技创新团队尚未形成。高层次人才缺乏高级工程师、正研级专家数量和比例相对其它领域明显偏低。能够把握本专业发展方向，掌握国内外动态，同时又熟悉观测业务的高层次领军人才匮乏。精通观测新技术、重要技术装备保障、观测产品加工处理以及交通、海洋、风能太阳能、大气成分等领域的专门人才缺乏。观测仪器和观测方法研发布局分散、总体力量薄弱，科技创新团队尚未形成。人才吸引、培养和使用机制不健全自从气象类大中专院校划归地方以来，基层台站所需的专业人员来源严重不足，引进渠道不畅，培训机制不完善,待遇偏低,发展空间有限，难以得到应有的重视。人才吸引、培养和使用机制不健全自从气象类大中专院校划归地方以来，基层台站所需的专业人员来源严重不足，引进渠道不畅，培训机制不完善,待遇偏低,发展空间有限，难以得到应有的重视。强化科技支撑12345完善气象观测技术研发机构建设从分析现有观测入手，全面掌握问题坚持业务需求和科学依据支撑观测建设必须依靠自身力量，积极推进气象科技创新能力，加强气象观测科技支撑，围绕关键环节，推进气象观测科技创新方式转变，才能从根本上解决长远发展问题。18围绕关键问题，凝练项目，加强攻关建立综合气象观测建设的研发、试验基地：观象台、综合观测基地、实习基地等强化队伍建设12345逐步建立适合现代观测业务和保障的观测队伍形成为综合气象观测建设提供科学依据的研发队伍完善观测人员定期岗位培训机制19加强观测相关领域带头人培养：卫星、雷达、探测等推进大气探测学科建设和高校探测实习基地建设20解决举措21针对不同装备特点针对不同装备特点统筹其他资源统筹其他资源针对各级业务单位能力针对各级业务单位能力‹国家级、省级、地（市）级和台站‹研究职责与分工‹完善各级业务体制机制、工作流程‹探索市场机制‹吸引社会力量参与‹卫星、雷达等大型设备‹业务质量要求高的国家级地面自动气象观测站‹分布广、数量庞大的区域自动气象站‹风廓线雷达、GPS/MET等新设备和业务创新工作思路，推动协同发展！‹观测质量和效益是观测业务的核心环节‹观测业务的基础支撑作用，主要体现在观测数据、观测产品是否得到充分使用和应用等方面‹资料质量控制存在一定问题22二、目前主要开展的几项重点工作（一）地面气象观测自动化（一）地面气象观测自动化地面观测地面观测自动化自动化12345现状现状存在的突出问题存在的突出问题工作思路、目标和进程工作思路、目标和进程目前进展目前进展工作任务工作任务26观测方式观测要素观测时间观测设备备注自动观测压、温、湿、风、降水、地温（0-320厘米）、蒸发、辐射分钟连续观测CAWS600系列或ZQZCII/DYYZII型基准站双轨运行；基本站、一般站每日20时对比观测（辐射例外）人工目测云、能见度3、8、24次定时同台站定时观测次数天气现象24小时连续观测一般站夜间不记起止时间地面状态每日一次14时定点观测人工器测日照时数24小时自记纸记录暗筒式日照计冻土、雪深（压）电线结冰出现观测冻土器、米尺、称雪器、各种辅助观测工具27目前有16种地面观测项目，已有8种实现了自动化观测研发中的观测项目技术体制、观测方法观测产品云自动化观测技术：可见光波段全天空拍照与红外波段全天空扫描相结合；方法：利用图像识别、云检测、同名点定位等算法计算；云高云量能见度自动化观测技术：依据安装环境，选择前向散射式测量或透射式测量；方法：测量大气悬浮粒子前向散射系数；测量大气消光系数；大气能见度天气现象自动化观测技术：自动气象站要素、数字图像识别技术、大气降水粒子识别技术共同识别天气现象；方法：综合多种气象要素和图像识别结果，共同识别天气现象类型。识别20种天气现象，记录天气现象实况；固态降水技术：称重式固态降水传感器；方法：逐分钟测量降水重量；降水量雪深技术：超声测距；激光雷达测距；方法：通过测距计算雪盖厚度；雪深红外全天空成像仪（中科院大气所）地基红外测云仪（解放军理工大学）双成像测云仪（探测中心）通过考核的前散式能见度仪天气现象传感器（探测中心）282011年将有5种自动化观测传感器可以定型：云、能见度、天气现象、固态降水、雪深；共可以实现15种地面观测项目自动化。5种研发中的传感器14种气象预警信号中有9种需要使用人工观测资料确认发布。观测方式气象预警信号观测设备与方法观测频次人工目测业务道路结冰、霾、大雾、霜冻、冰雹、雷电（云间闪）、干旱、沙尘暴、暴雪台站观测员一般站每天3次基本站每天8次基准站每天24次自动观测业务高温、大风、寒潮、暴雨、台风自动气象站、气象雷达、气象卫星分钟29地面观测项目现有地面观测站地面综合观测系统观测产品观测方式观测产品地面综合观测系统频次压、温、湿、风、雨常规要素产品自动气象站常规要素产品（双传感器）常规要素传感器分钟地温（0-320厘米）、蒸发、辐射常规要素产品（单传感器）（地温反演冻土深度）云云高、云量、云状人工每日3、8、24次定时云高、云量可见光与红外云传感器10-30分钟能见度能见度能见度能见度传感器分钟天气现象34种天气现象20种天气现象天气现象仪分钟定时降水量日降水（含固态降水）08、20人工器测取消日照日照时数自记纸记录直接辐射反演直接辐射表分钟冻土、雪深（压）冻土深度、雪深早8时观测（发生现象）冻土深度、雪深超声雪深传感器分钟电线结冰积冰厚度早8时观测（发生现象）（天气现象图像记录）图像分钟30自动地面观测系统(ASOS)自动地面观测系统(ASOS)美国海洋大气局民航局军事气象部门共建美国目前地基气象观测的骨干和国家发报站网除极少数重要城市、机场港口外,已实现全部自动化激光云高仪前向散射式能见度仪雷电、冻雨传感器降水类型传感器31项目我国现有自动站美国ASOS（自动地面观测系统）温、压、湿、风、雨√√云√能见度√天气现象√固态降水√雷电√√冻雨√地温√蒸发√辐射√32分析和借鉴发达国家的经验分析和借鉴发达国家的经验按照系统工程组织管理方式按照系统工程组织管理方式按照业务化运行的基本要求按照业务化运行的基本要求在把握地面气象观测系统现状、问题和发展方向基础上在把握地面气象观测系统现状、问题和发展方向基础上科学高效的组织管理科学高效的组织管理管理管理业务业务技术技术应用应用统一设计、整体推进、示范带动，逐步实现地面气象观测自动化统一设计、整体推进、示范带动，逐步实现地面气象观测自动化明确气象预报预测业务和公共气象服务具体需求明确气象预报预测业务和公共气象服务具体需求33开展地面综合观测系统软硬件的集成、试验考核、定型开展地面综合观