海洋天气观测的进展
海洋气象观测仪器的自动化与智能化发展

海洋气象观测仪器的自动化与智能化发展自动化和智能化是现代科技发展的重要趋势,而海洋领域作为人类的最后一个未知领域之一,也积极推动着海洋气象观测仪器的自动化与智能化发展。
海洋气象观测仪器的自动化和智能化发展,不仅可以提高观测效率和准确性,还能够提供更为精确的气象数据,为海洋天气预报、海洋灾害预警以及海洋生态保护等方面提供重要支持。
首先,海洋气象观测仪器的自动化发展逐渐取代了传统的手动观测方式。
传统的海洋气象观测需要人们不断进行现场观测和记录,这不仅费时费力,还存在人为因素导致观测结果不准确的问题。
而自动化观测仪器的应用,使得海洋气象观测的过程可自动完成,大大提高了观测效率。
自动化观测仪器能够按照设定的程序和频率进行观测,无需人工干预,从而减少了人为误差,确保了观测数据的准确性。
其次,海洋气象观测仪器的智能化发展使得观测仪器具备了更多的智能功能。
传统的海洋气象观测仪器只能提供基础的观测数据,而智能化观测仪器能够根据实际需求提供更为多样化的数据。
通过智能算法的应用,观测仪器具备了数据分析、处理和预测的能力,能够识别出异常气象事件,并进行实时预警。
智能化观测仪器还能够与其他仪器进行数据融合,提供更全面的海洋气象信息。
同时,海洋气象观测仪器的自动化和智能化发展也促进了观测设备的网络化和远程控制。
传统的海洋气象观测通常需要人员前往观测点进行设备安装和数据采集,而现在的自动化和智能化观测设备可以通过无线网络实现数据的远程传输和控制。
这样的发展不仅能够减少人员的出行成本和工作强度,还能够实现观测数据的实时传输和共享,提高了观测数据的广泛应用性。
在海洋气象观测仪器的自动化和智能化发展过程中,也面临着一些挑战。
首先是传感器技术的改进。
观测仪器依赖于传感器获取各种环境数据,传感器的性能直接影响到观测仪器的准确度和可靠性。
因此,传感器技术的改进是实现仪器自动化和智能化的关键所在。
其次是对大数据的处理和分析能力的要求。
随着观测仪器自动化和智能化程度的提高,获取的观测数据也呈现爆炸性增长的趋势,如何对海量数据进行高效的存储、处理和分析,是海洋气象观测仪器发展过程中亟待解决的问题。
遥感技术在海洋温度异常监测中的应用案例分析

遥感技术在海洋温度异常监测中的应用案例分析概述海洋温度异常监测是一项关乎自然环境和人类社会发展的重要任务。
随着遥感技术的发展,其在海洋温度异常监测中的应用已经取得了显著的成果。
本文将通过分析几个具体的应用案例,探讨遥感技术在海洋温度异常监测中的具体应用及其优势。
案例一:印度洋热带海域的温度异常监测遥感技术在监测印度洋热带海域的温度异常方面发挥了重要作用。
通过利用卫星遥感数据,科学家们能够获取到大范围的海洋温度分布图,从而及时发现异常的海洋温度变化。
例如,1998年印度洋发生的“厄尔尼诺”事件就是通过遥感技术首次发现的。
当时的印度洋温度异常引发了大规模的气候变化,影响了全球的气候格局。
遥感技术的优势在于其能够提供大范围、高分辨率的海洋温度监测数据。
而且,遥感技术具有多源数据融合能力,能够综合利用不同传感器获取的数据,提高监测的效果和准确性。
通过遥感技术,科学家们能够实时监测海洋温度异常的发生和演变,为海洋环境管理和灾害防治提供重要的参考依据。
案例二:南极洲海域的冰川融化监测南极洲的冰川融化对全球海平面上升有着重大的影响。
然而,传统的地面监测方法在南极洲海域存在一系列的困难和挑战。
遥感技术通过卫星遥感数据的获取与分析,为南极洲海域的冰川融化监测提供了一种有效的手段。
利用遥感技术,科学家们能够获取到南极洲海域的冰川融化过程的时空变化图像。
通过对这些图像的分析和比较,他们能够准确监测和评估南极洲海域的冰川融化情况,并预测其对海平面上升的潜在影响。
此外,遥感技术还能够提供冰川融化的趋势分析和风险评估,为应对气候变化和海平面上升提供科学依据。
案例三:东海蓝藻水华监测东海是我国重要的渔场和海洋经济开发区,然而,由于环境污染等因素,东海蓝藻水华问题日益突出。
传统的监测方法费时费力且覆盖面有限,无法满足实时监测的需求。
遥感技术的应用为东海蓝藻水华监测提供了一种高效的解决方案。
利用卫星遥感数据,科学家们能够获取到大范围的东海水域的蓝藻水华分布图像,实现对蓝藻水华的快速监测。
推动温州近海海洋气象观测高质量发展的具体建议

推动温州近海海洋气象观测高质量发展的具体建议在温州这片美丽的海域,海洋气象观测可真是一个重要的课题啊。
想象一下,海浪拍打着岸边,阳光洒在海面上,渔船在水面上悠然自得,真是让人心情愉悦。
不过,想要这些美好的景象持续下去,咱们得好好研究一下海洋气象,确保不出乱子。
说到这里,得提提我们现有的观测手段。
现在的仪器虽然也不赖,但总觉得有些“老古董”了。
现代科技日新月异,咱们的观测设备也应该跟上时代步伐。
换句话说,得给这些仪器“升级换代”一下,让它们更智能、更精准。
想象一下,用上最新的传感器,能够实时监测海洋的变化,真是太棒了!那样一来,咱们可以第一时间了解天气情况,做好防范,减少意外。
再说说观测数据的分析。
数据多了,信息就好像大海里的水,深不可测。
咱们得用更好的分析工具,把这些数据变成有用的信息。
你知道的,光有数据没有分析,跟瞎子摸象没啥区别。
所以,咱们要培养一批专业的人才,懂得如何从这些“海量”数据中找出关键点。
可以考虑与高校合作,开展一些实践项目,让学生们参与进来,既能锻炼他们的动手能力,又能为我们培养未来的海洋气象专家,真是一举多得。
咱们得把这些信息分享给公众。
海洋气象不是某个科研机构的“私家菜”,而是大家都应该关心的话题。
要让渔民、旅游者、甚至普通市民都能了解到最新的海洋天气信息。
可以通过手机APP、微信公众号,甚至是在海边的电子显示屏,及时更新天气预报和海洋预警。
你想想,渔民们要出海,知道天气变化,那可是关系到安全的事儿。
旅游的人们,看到天气好,心情就更愉快,消费也会增加,地方经济自然就能蒸蒸日上。
咱们还得加强国际合作,看看别人是怎么做的。
海洋气象观测可不是咱们温州一家独大的事情,世界各国都有自己的经验和技术。
可以借鉴先进国家的做法,参加一些国际会议,和其他国家的专家交流。
这不仅能拓宽咱们的视野,也能吸引外资和技术进驻,推动咱们本土技术的发展。
想想看,咱们在国际舞台上发光发热,那可是多么自豪的事情啊!同时,也不能忽视公众的参与。
海洋温度与盐度观测技术解析与数据处理方法

海洋温度与盐度观测技术解析与数据处理方法引言海洋是地球重要的组成部分,对于地球的气候变化、生态系统、经济与人类生活都有着深远影响。
其中,海洋温度和盐度是海洋环境中的两个重要指标,对于海洋环流、气候变化、海洋生物和海洋资源的研究具有重要意义。
在本文中,我们将重点探讨海洋温度与盐度的观测技术解析和数据处理方法。
一、海洋温度观测技术解析1.1 海洋温度观测技术的发展历程海洋温度观测技术的发展可以追溯到19世纪初,当时的主要方法是利用海水表面的温度藻类和观测船只携带的温度计进行测量。
随着科学技术的进步,出现了更加先进的温度观测技术,如深海浮标、卫星遥感等。
而近年来,随着潜水器、浮标和船只等观测设备的不断发展,海洋温度观测技术也得到了很大的提升。
1.2 海洋温度观测技术的主要方法目前,海洋温度观测技术主要有以下几种方法:1.2.1 常规观测法常规观测法是通过使用船只或潜水器等设备,在不同深度和位置采集海水样品,并在实验室中使用温度计或其他温度测量设备进行测量。
这种方法精度较高,但成本高,操作繁琐。
1.2.2 浮标观测法浮标观测法是通过在海洋中布放浮标,浮标上配备有温度传感器,浮标会自动记录海水温度的变化,并将数据传送给地面接收站。
这种方法能够实时监测海洋温度,但观测数据受浮标密度和分布的影响。
1.2.3 卫星遥感法卫星遥感法是利用卫星上的热成像仪等设备对海洋表面温度进行观测。
这种方法可以大范围、高时间分辨率地获取海洋温度数据,但无法获取深层海水的温度。
二、海洋盐度观测技术解析2.1 海洋盐度观测技术的原理海洋盐度观测技术是通过测量海水中盐度的含量来确定海洋盐度。
海水中的盐度主要由溶解于其中的盐类的质量浓度决定。
2.2 海洋盐度观测技术的主要方法目前,海洋盐度观测技术主要有以下几种方法:2.2.1 地面收集法地面收集法是通过收集海水样品并在实验室中对其盐度进行测量。
这种方法精确度较高,但需要大量采样和实验室分析,工作量较大。
新型海洋观测技术研究与应用

新型海洋观测技术研究与应用沉睡于地球表面的70%是海洋,全球海洋充满了未知的奇妙之处。
海洋深处是一个未知的世界,通过海洋观测技术的研究与应用,可以更好地了解这个全球最大、最为广阔的资源。
一、海洋观测技术的发展历程人类使用最原始的方法而发展出来的海洋观测技术是风帆和船只。
但是时间不断发展,人类开始使用更加高效和先进的海洋观测技术,以了解海洋深处的秘密。
目前的海洋观测技术已经包括了遥感技术、海洋探测技术和海底探测技术,在实现海洋生命的研究和利用海洋资源以及保护海洋环境方面起到了重要作用。
二、遥感技术在海洋观测中的应用遥感技术可以通过卫星为观测人员提供最新的海洋信息,便于他们了解海洋面积和深度,并探测海面的风浪等状况。
此外,遥感技术还可以采集云的分布,太阳辐射、海面温度等重要数据,帮助科学家们更好地了解海洋生命及其他海洋生态环境的情况。
三、海洋探测技术在实现海洋资源的开发中的作用现如今,海洋是人类未来发展的重要领域,因此海洋资源的开发是一个热门问题。
对于海底的矿产资源、油气开采等研究,海洋探测技术更是起了至关重要的作用。
海底勘探设备可以通过船只或水下测量器材分析海洋底部地质状况,挖掘海底矿产资源、气田以及埋藏在海底的化石燃料。
海洋探测技术的发展,使得石油天然气公司和矿业公司能够更有效地利用海洋资源。
四、海洋测控技术在环境保护方面的应用生物多样性和海洋环境的保护是海洋观测之中非常重要的一个环节。
为此,科学家们特别注重开发海洋测控技术,目的是保护生态系统和维护海洋环境的稳定与均衡。
例如,通过浮标,散布在海洋上的自动采样器和监测设备等,可以在海洋中传送环境数据、水质状况、物理学和生物学细节等方面的信息,科学家们可以更好地观测到海洋环境的变化并及时采取保护措施。
总结在海洋观测技术的研究和运用中,科学家们通过各种各样的手段和技术深入探索海底等未知区域,以便我们获得更好的了解和认识海洋的知识。
新型海洋观测技术的研究与应用正在悄然发生,这将会引导我们对于海洋更广阔地认识和更全面的应用,同时也将促进我们更好地探索和保护海洋资源的可持续性利用。
气象技术在海洋科学中的应用

气象技术在海洋科学中的应用海洋,这一占据了地球表面约 71%的广阔领域,一直以来都是人类探索与研究的重要对象。
而气象技术的不断发展与应用,为我们深入了解海洋的奥秘、开发利用海洋资源以及保障海洋活动的安全提供了强有力的支持。
气象技术在海洋科学中的应用范围广泛,首先要提到的便是海洋气象观测。
传统的海洋气象观测手段主要依赖于船舶、浮标和沿岸的气象站。
然而,随着科技的进步,卫星遥感技术的出现彻底改变了这一局面。
卫星能够从太空对大范围的海洋进行连续、同步的观测,获取海表温度、海冰分布、海面风速和风向等重要气象参数。
这些数据对于研究海洋环流、海气相互作用以及预测海洋灾害等具有不可估量的价值。
例如,通过卫星监测到的海表温度异常,可以提前预警厄尔尼诺和拉尼娜现象的发生。
厄尔尼诺现象会导致全球气候模式的改变,给许多地区带来暴雨、干旱等极端天气;而拉尼娜现象则往往伴随着更为寒冷的冬季和干旱的夏季。
准确地监测和预测这些现象,对于农业生产、水资源管理以及防灾减灾都具有重要意义。
海洋中的波浪也是一个重要的气象要素。
先进的波浪监测技术能够实时获取波浪的高度、周期和方向等信息。
这些数据不仅对于航海安全至关重要,也是研究海洋能量传递、海岸侵蚀和海洋工程设计的基础。
在海洋石油开采平台的建设中,准确了解波浪的特性可以帮助工程师设计出更加稳固和安全的结构,以抵御恶劣海况的影响。
气象雷达在海洋气象监测中也发挥着重要作用。
它可以探测到海上的风暴、龙卷风和强对流天气等。
对于海上航行的船只和海上作业的平台来说,及时获取这些气象信息能够提前采取防范措施,避免人员伤亡和财产损失。
此外,气象雷达还能够监测到海面上的降水分布,为研究海洋水文循环和气候变化提供数据支持。
在海洋科学研究中,数值天气预报模型是气象技术的又一重要应用。
这些模型将大气和海洋的物理过程进行数学描述,并通过计算机模拟来预测未来的天气和海洋状况。
通过将海洋观测数据与大气模型相结合,能够更准确地预测风暴潮、海啸等海洋灾害的发生,为沿海地区的居民提供及时的预警和撤离指导。
海洋气象观测服务的国内外比较研究

海洋气象观测服务的国内外比较研究海洋气象观测服务是一项关键的任务,可以帮助人们更好地了解和预测海洋天气条件。
海洋气象观测服务的国内外比较研究是一项重要的工作,可以帮助我们了解各国在这方面的发展情况,并通过借鉴和合作提高我国的海洋气象观测服务水平。
首先,让我们来了解一下国内的海洋气象观测服务状况。
我国在海洋气象观测方面取得了一系列重要进展。
国家海洋局和中国气象局一直致力于建设和改善我国的海洋气象观测网络,包括在海上建设气象浮标、固定站和岸基遥感设备等。
这些观测设备能够提供大量的气象和海洋数据,并实现实时数据传输和共享,为气象预报和海洋灾害预警提供有力支持。
然而,尽管我国在海洋气象观测方面取得了很大的进展,仍存在一些挑战。
首先是海洋气象观测设备的覆盖范围不够广泛。
由于我国海洋面积辽阔,观测设备的部署还不够密集,导致某些地区的观测数据不足。
其次是观测设备的自动化程度还不够高。
目前,我国的海洋气象观测设备主要由人工操作,缺乏自动化的监测和管理系统。
这些问题阻碍了我国海洋气象观测服务水平的进一步提高。
与国内相比,国外的海洋气象观测服务在一些方面更为先进。
例如,美国和欧洲国家在气象卫星技术方面取得了重大突破。
他们的气象卫星能够提供高分辨率、高精度的海洋气象观测数据,并实现实时传输和共享。
此外,他们还建立了完善的自动化观测网络,包括气象浮标、固定站和遥感设备等。
这些设备能够实现长时间、大范围的观测,提供精确的海洋气象信息。
另外,国外的海洋气象观测服务还注重数据的开放和共享。
很多国家的气象和海洋机构都将观测数据公开,供科研人员、气象预报员和海事人员使用。
这样的数据共享机制不仅促进了科学研究的进展,也有助于提高预报准确性和应对海洋灾害。
然而,国外的海洋气象观测服务也存在一些挑战和不足之处。
首先是技术和设备的更新换代速度较快。
由于技术的快速发展,导致某些技术设备的更新换代速度非常快,而我国的设备更新速度相对较慢。
因此,我们需要加大技术研发和设备更新的力度,以提高我国的海洋气象观测服务水平。
海洋环境监测技术的新进展

海洋环境监测技术的新进展海洋,覆盖了地球表面约 70%的面积,对于地球的生态平衡、气候调节以及人类的生存发展都具有至关重要的作用。
然而,随着人类活动的不断加剧,海洋环境面临着越来越多的挑战,如污染、酸化、海平面上升、生物多样性减少等。
为了更好地保护海洋环境,海洋环境监测技术的发展变得尤为重要。
近年来,随着科技的不断进步,海洋环境监测技术取得了许多新的进展,为我们更深入地了解海洋、保护海洋提供了有力的支持。
一、传感器技术的创新传感器是海洋环境监测中的关键设备,它们能够实时、连续地获取海洋环境中的各种参数。
近年来,传感器技术在精度、稳定性和多功能集成方面取得了显著的进步。
例如,新型的化学传感器能够更精确地检测海水中的微量污染物,如重金属、有机污染物等。
这些传感器采用了先进的材料和制造工艺,提高了检测的灵敏度和选择性,能够在复杂的海洋环境中准确识别目标污染物。
同时,生物传感器的发展也为海洋环境监测带来了新的机遇。
生物传感器利用生物分子(如酶、抗体、核酸等)对特定物质的特异性识别和反应,实现对海洋环境中生物标志物的检测。
例如,通过检测海水中特定藻类产生的毒素,可以及时预警赤潮的发生。
此外,多参数集成传感器的出现使得一次测量能够同时获取多种海洋环境参数,如温度、盐度、溶解氧、pH 值等。
这不仅提高了监测效率,还减少了设备的部署数量和维护成本。
二、卫星遥感技术的应用卫星遥感技术是从太空对地球表面进行大范围、长时间序列的观测,在海洋环境监测中发挥着不可替代的作用。
高分辨率的卫星图像能够清晰地显示海洋表面的特征,如海面温度、叶绿素浓度、海冰分布等。
通过对这些图像的分析,可以了解海洋的物理过程、生态系统的变化以及污染物的扩散情况。
例如,利用红外遥感技术可以监测海面温度的分布,从而研究海洋环流和气候变化的关系。
而通过对叶绿素浓度的遥感监测,可以评估海洋初级生产力和生态系统的健康状况。
此外,合成孔径雷达(SAR)卫星能够在夜间和恶劣天气条件下工作,对海洋表面的风浪、流场等进行监测,为海洋灾害预警和海上航行安全提供重要信息。
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海洋天气观测的进展摘要:如今海洋正扮演着越来越重要的角色,海洋的开发也被国家提上议事日程。
当然海洋的开发不像在陆地上那么容易,还有很多困难,海洋天气的观测就成为海洋开发中一项必不可少的内容。
海洋观测可以为海洋的开发带来诸多便利,本文就对海洋天气观测的进展以及展望展开描述。
关键词:海洋天气预测重要性进展展望前言:海洋气象学是研究海上大气的物理信息,以及海洋与大气相互作用规律的学科。
海洋气象学既涉及大气又涉及海洋,因此它是大气科学和海洋科学共同研究的领域。
由于地球表面的绝大部分为海洋所覆盖,而海水又具有和陆地迥然不同的物理、化学性质,这就决定了海洋在海洋气象学研究中的重要地位。
海洋的天气观测在海洋开发中扮演者越来越重要的角色,各国也正在争相研究海洋气象,在某种程度上,海洋气象决定了一个国家的海洋开发的地位与荣誉。
现在我们就国外与国内海洋气象的发展情况展开讨论。
一、国外海洋天气观测的进展、现状在20 世纪初,大气科学作为物理学科的分支起始于局地天气观测,用电报收集资料、绘制地面天气图并试作天气预报。
第一次世界大战初,美国开始发布北半球气压和温度地面图。
虽然许多地区仍无观测,但这些地面图显示了大尺度高、低压系统的移动特征。
20 年代初,以挪威流体力学家V. Bjerknes 等为首的Bergen 学派根据地面资料分析提出了气旋、锋面和气团学说[1] ,为天气学分析和动力预报树立了一重要里程碑。
不久,由于刚刚萌芽的航空业的需要,少数气象站开始了无线电高空探测。
在此之前人们曾使用风筝测量近地面大气的温、湿度、气压和风场。
第二次世界大战期间,前线飞机轰炸等战争需要加速了欧、美高空观测网的建立,使天气分析从二维扩充到三维空间,展示了高空气流结构与地面气压系统的关系。
更重要的是,以Rossby 为首的芝加哥学派通过高空天气图分析,发现了高空急流和大气长波的运动规律并建立了长波的数学流体力学模型,从而开拓了作为天气分析、预报理论基础的大尺度大气动力学。
不久在Rossby 长波理论的基础上,Charney (1947) 和Eady (1949) 提出了能解释温带气旋发展的斜压不稳定理论[2] 。
50 年前,最盛行的天气预报技术是沿袭Bergen 学派使用过的运动学方法或外推法。
自从首次数值天气业务预报模式问世以来,数值动力(和概率)预报逐步在各国气象中心普遍采用,以指导6~12 小时以后的天气形势(要素)预报。
数值模式发展和预报水平几乎每十年上一新台阶。
如50 年代中期Phillips (1956) 发展的二层模式到后期出现的多层准地转、静力平衡、斜压模式。
这些简单模式虽然不能预报实际“天气”,但使人们看到了中纬度气旋系统和大气长波运动的特征。
80 年代,大气对内、外部强迫的响应普遍受到重视。
与潜热释放、积云对流、边界层物理、大气辐射有关的物理过程通过参数化引入模式,这些物理参数化又被各种野外加密观测资料验证。
虽仍有不少不确定性,但“模式大气”越来越接近实际大气,使短期数值预报逐渐成为天气预报技术的主流,并超过概率统计预报的准确率。
尤其是对爆发性气旋和那些有一定斜压性的天气系统。
中、长期预报模式中还考虑土壤、植被的影响以及大气与海洋、陆面的相互作用。
这些模式的发展及其MOS 产品的结合,提高了高空大尺度天气系统和地面气象要素的中、长期业务预报能力。
Emanuel (1986) 提出了飓(台)风强度由于海洋向大气输送水汽和感热而与表层海温直接有关〔3〕,改变了原来用以解释热带气旋发生的第二类条件不稳定理论,使飓(台)风预报和研究走上一新的台阶。
90 年代,人们开始关注全球气候在近10~100 年际的变化。
这方面研究目前还存在很多不确定性,主要原因是由于无足够长时间、可靠的海洋观测资料来研究海洋在此时间尺度上的作用。
同时,此时间尺度与工业化以来造成温室气体上升的时段和其引起气候强迫的时间尺度相近。
如何将大自然的变化和人类活动的影响分开是一重要但又复杂的科学难题。
事实上,自发现南极臭氧洞〔4〕和平流层中臭氧被破坏以来,这些科学难题的研究大大促进了大气化学和环境科学在近20 年来的发展〔5〕。
随着气候模式可信度的提高,动力气候预测在15 年前已经开始起步。
虽然区域性气象要素的预报还不如统计预报方法,但它对季节气候异常趋势仍有一定预报能力。
特别是气候模式现已能提前半年合理预报出热带风暴的发生频率以及提前一年成功预报出那些海、气相互作用较强的ENSO 事件。
要获得合理的长时间动力气候预测(模拟),需要运转高分辨率、各子系统过程高度藕合的综合性气候模式,这使得地球模拟器──巨型计算机于上世纪末在日本诞生,从而大大加快了气候(和天气)模式发展和气候研究的步伐。
此外,过去15 年来,科学家们利用各自的气候模式对未来CO2浓度可能加倍造成的气候变化作了评估。
IPCC 的2001 年报告〔6〕综合了各种模式的结果,表明如果CO2浓度未来加倍将会使全球地表温度上升1.5~4.5℃。
这将导致冰川继续大规模退缩,海平面上升9~88 cm,全球平均水汽含量和降水的进一步增加,从而加重各地区的气候异常,使极端天气事件增多。
这些研究结果随着被未来观测事实的验证将日益受到各国政府和人们的注意。
事实上,最近的研究〔7〕表明在过去35 年来全球洋面温度缓慢变暖,使得每年强飓风发生的频率和给沿海地区造成的财产和环境破坏都在增加〔8〕。
二、我国海洋天气观测的进展华南海岸带地区是我国经济发展程度最高的地区之一,也是受海洋气象灾害影响最严重的地区之一,台风、暴雨、强对流、海上大风和海雾等灾害性天气,以及灾害性海浪和风暴潮等对该地区社会和经济的发展造成极大的危害。
华南海岸带地区同时也是影响我国天气气候异常的主要水汽通道,来自西太平洋、印度洋和南海局地的水汽输送,与发生在我国的大范围持续性旱涝密切相关。
因此,海洋天气观测对我国的海洋观测非常重要。
我国于2001年经国务院批准加入国际Argo计划时,曾承诺将在西太平洋和东印度洋海域布放并维持由100—150个浮标组成的中国Argo大洋观测网,以此作为全球海洋观测网的重要组成部分,并共享该观测网的长期观测资料。
国内正在开展的几个重大研究项目,如:“亚印太交汇区海气相互作用及其对我国短期气候的影响”、“北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响”、“基于全球实时海洋观测计划的上层海洋结构、变异及预测研究”等,可收集太平洋、印度洋赤道海域,乃至整个太平洋和全球海洋中的第一手资料[9]。
我国已形成了一定规模的海洋气象监测网,但基础相对薄弱。
未来几年气象部门将更加关注海洋气象观测业务能力和服务能力的建设,以海洋气象减灾防灾、海洋资源开发等国计民生的需求为牵引,开展有针对性、有特色的海洋气象服务,提高海洋气象综合服务能力。
据悉,经过数十年的发展,中国气象局已开发了包括岸基站、天气雷达、浮标站、船舶站、海上石油平台自动观测站[10],以及气象卫星遥感等海洋气象监测试验和业务工作。
目前,广东茂名博贺港建立了海洋气象观测平台,青岛市气象局投入使用两部浮标;另外,烟台、青岛、上海、江苏省(市)气象局也已分别建立了船舶自动气象观测站。
三、未来展望如上所述,大气科学的发展离不开探测、计算机、信息传播及其它学科的进步。
当今科学技术发展迅速,不确定因素较多,很难对21 世纪大气科学发展和研究范围作出准确预测,在此仅能作一些粗略展望〔11〕。
在未来10~20 年,地面气象观测、遥感观测站将进一步加密且实现自动化。
越来越多的商业飞机、火车、汽车、船只等其它运载工具都可提供自动测量的气象信息。
常规高空观测将由GPS 制导。
美国现有的多普勒雷达将添加多变量、多偏振性能以增加云内水和冰含量、冰雹大小和降水量分布信息,还将在距离雷达5~100 km 处安装地面微波接收器,以得到云内三维风场结构[12] 。
地面光“雷达”(LIDAR )和大气辐射干扰仪(AERI )将被布网以自动连续探测大气低层水汽和温度廓线。
未来十年左右,高速计算机的单运算器速度可发展达每秒1016 量级次并有数万并行运算器,这可使模式(x, y)二维网格点数增加到104×104。
故区域模式可用几百米至1 km 的网格距。
这样,模式能够产生雷暴单体、龙卷、下击暴流尺度的“天气”现象,其预报准确度将取决于初始条件和模式物理过程的可靠度。
为此在未来10~20 年,除了需要进行大量陆面过程和湍流输送作用的研究外,还需要使用多偏振雷达、卫星和飞机在各种降水系统中的探测资料对现有云物理参数化和各相水的模式处理进行严格验证、改进或发展新的更合理的参数化,以便能同时预报在同样中尺度环境条件下产生20 mm/ 小时和200 mm/ 小时不同量级降水的两个邻近云体。
各种观测资料及时通过四维同化随时间积分滚动加入模式,将会显著提高灾害性天气的预报准确度。
同时,需要大量工作来研究模式与各种观测仪器间的误差统计特征,以减少初始条件中的不确定性。
在中小尺度天气系统远远超过自身生命史时段以后发生的概率(由地形决定的系统除外),将依赖于能代表初值条件中和模式本身不确定性的有足够数量成员组成的集合预报。
集合预报今后将成为大多数预报中心的主要产品,至少作为动力预报可信度使用。
参考文献:[1] Shapiro, M. and S. Gron?s. The Life Cycles of Extratropical Cyclones. Amer. Meteor. Soc., 1999. 359pp.[2] Holton, J. R. An Introduction to Dynamic Meteorology, 4th Edition, Academic Press. 2004. 535pp.[3] Emanuel, K.A. An air-sea interaction theory for tropical cyclones. Part I: Steady-state maintenance. J. Atmos. Sci. 1986. 585-604.[4] Krueger, A., M. Schoeberl, P. Newman, and R. Stolarski. The1991 Antarctic ozone hole: TOMS observations. Geophys. Res. Lett. 1992. 1215-1218.[5] 王明星. 大气化学. 气象出版社,1999. 467pp。
[6] IPCC Third Assessment Report. Climate Change 2001: The Scientific Basis , Cambridge University Press. 2001. 881pp。