对于气象,人们最熟悉的,一定是每天都在关心的天气预报。殊不知,天气预报的背后,活跃着一个庞大的监视天气的系统,它就是天气监测网。它利用超级计算机,对采自各地的天气实况,进行大量计算,再经过气象专家的综合分析研判,得出天气预报。今年世界气象日以“监视天气,保护生命和财产”为主题,纪念世界天气监视网成立50周年。我们希望通过简单的介绍,让您初步了解天气监测。
天气监测是防灾减灾的基础
天气监测是人们认识大气现象和气候变化的手段,天气监测信息和数据是开展天气预警预报、气候预测预估及各类气象服务、科学研究的基础,是推动气象科学发展的原动力。它由地基、空基、天基天气监测系统有机结合,是现代气象业务体系的重要组成部分,是提升公共气象服务能力和提高气象预报预测准确率的重要基础。其作用主要表现在防灾减灾、应对气候变化、提高气象预报预测准确率和精细化水平方面、国民经济各行业建设、大气科学等方面。
世界天气监测史达400多年
1597年,意大利物理学家和天文学家伽利略发明了空气温度表;1643年意大利物理学家托里拆利发明了气压表;1662年,英国的雷恩发明了虹吸式自记雨量计;1667年英国物理学家和数学家胡克发明了压板式风速器;1783年瑞士索絮尔发明了毛发湿度计。这些仪器以及其他监测仪器的陆续发明和不断改进,使气压、气温、大气湿度、风速天气的表现因子实现了定量监测,为大气科学的建立奠定了基础。1802年拉马契克进行了云状分类,逐步发展了云和天气现象的目测内容。监测站的建立,监测资料的积累,又使人们可以用图表等形式分析气象要素的空间分布和时间变化,为进一步研究大气环流和天气气候的变化提供了条件。意大利斐迪南二世于1653年在意大利佛罗伦萨建立了世界上第一个天气监测站;德国医生卡诺尔德于1717年组织了国际性天气监测网;德国气象学家哈默尔在1780年组建了由欧洲、北美洲和西伯利亚共20个国家的57个天气监测站构成的监测网,这个监测网的每个监测站都用统一的仪器、规范、监测时次和记录格式进行监测和记录,并将所得资料集中整理。18世纪中叶,人们开始进行高空探测的尝试。1920年代,随着无线电技术的发展,无线电探空仪的研制发展了高空探测技术,1928年苏联莫尔恰诺夫发明无线电探空仪,大气探测扩展到更广阔的三维空间,大气遥感技术的发展极大地推动了大气探测的发展,扩展了大气探测的范围,提高了探测的连续性,突出标志是气象雷达与气象卫星的应用。随着电子传感器与单片机的发展,推动了天气监测的自动化进程,天气监测台站常规气象要素实现了自动化监测,监测数据的稳定性、准确性与客观性都大为增强,监测数据实现了分钟级的采集,大大减轻了人工负担。随着气象仪器自动化程度的提高,多种遥测与遥感技术应用,一个崭新的现代地球大气探测系统展现在我们的眼前。以美国、欧盟等为代表的国家或区域组织,高水准的地面基准气候监测网相继建成,还能对天空状况、能见度、部分天气现象、冻雨、闪电定位等进行自动监测。美国、澳大利亚、日本、加拿大等国均建成包括海岸线自动站、近海锚碇浮标监测站、志愿监测船组成的较为完善的海洋天气监测网。一些发达国家也分别建立了以自动监测为主的农业、道路交通、电力、城市、风能、太阳能、环境等专业监测系统。与此同时,高精度探空仪和 (GPS) 探空广泛使用,新的遥感监测正趋业务化。
我国建有3万多个自动天气监测站
中国天气监测网由分布在全国各地的地面气象站、高空气象站、日射监测站、农业气象站、天气雷达站等所组成。中国有关气象的记载最早可追溯到3000多年前的殷代,但用现代监测仪器设立专门的天气监测站则始于19世纪40年代。辛亥革命后,中华民国政府于1912年在北京设立了中央观象台,这是中国最早建立的天气监测站。
1928年2月中华民国大学院决定由中央研究院筹设气象研究所,1929年1月成立,竺可桢博士任所长。1929年,研究所在南京北极阁钦天山观象台故址新建气象台开始地面天气监测,并在几年内配全新气象和地震仪器。先后开展全国最早的气球测风、日射、微尘和大气电监测。1930年,研究所开始绘制天气图、发布天气预报和台风警报,从此改变了上海法国教会徐家汇观象台把持我国天气预报的局面。此后建立了国民党政府中央气象局、12个省级测候所、57个海关天气监测网、青岛观象台、民用航空气象工作、高空天气监测、高等教育与学会等。特别是二战后高空天气监测进入新时期,使天气学、气候学研究和天气预报业务获得很大的进步。
中华人民共和国成立后,中国天气监测网发展迅速。到1959年底,中国的地面天气监测网和高空天气监测网已基本建成,而且统一了监测仪器和监测规范,监测记录质量有了显著提高。此后陆续建立了日射监测站、农业天气监测站和天气雷达监测站。此外,农业、林业、水利、航空、海洋、盐业、工矿、军事等部门也为本专业需要建立一些天气监测站。现在,经过多年的发展,我国已初步建立了地基、空基和天基相结合,门类比较齐全,布局基本合理的综合天气监测系统。地基监测系统主要由地面天气监测、地基气候系统监测、地基遥感探测、地基大气边界层监测、地基中高层大气和空间天气监测、地基移动天气监测、地基天气监测运行监控和技术保障等组成。空基监测系统主要由气球探测、飞机探测和火箭探测组成。天基监测系统方面,我国早在20世纪70 年代就开始发展气象卫星,分别实现了极轨卫星和静止卫星的业务化运行,是继美国、俄罗斯之后第三个同时拥有极轨气象卫星和静止气象卫星的国家。目前,我国气象部门已经拥有了3万多个自动天气监测站。
浙江拥有13个农业天气监测站
浙江省天气监测网建设包括地面天气监测、高空天气监测、天气雷达监测、卫星天气监测、专业天气监测等。目前全省共有71个国家级地面天气监测站,27个国家级无人自动气象站;11个雷电监测站;11个移动天气监测站;近2000个区域天气监测站;1个大气本底站(临安区域大气本底污染监测站);3个高空天气监测站,有4个风廓线雷达站、13个农业天气监测站等,基本满足中小尺度气象灾害监测、地方气象服务和专业气象服务需求。 省气象局供稿
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世界气象日于1960年确定,旨在让各国民众能更好地了解和重视各国气象水文部门的工作。定为3月23日,是为了庆祝《世界气象组织公约》于1950年这天正式生效。2013年世界气象日的主题是“监视天气,保护生命和财产”,今年同时还要庆祝世界天气监视网成立50周年。这一主题强调了世界气象组织之所以存在的理由之一,这就是减少因天气、气候和水有关的灾害造成的伤亡和损失。2013年世界气象日认可了世界天气监测网在实现该目标中所做的根本性贡献。在过去30年里,自然灾害夺去了超过200万人的生命,造成的经济损失预计超过1.5万亿美元。其中近90%是与天气、气候或水有关的灾害,包括热带气旋、风暴潮、高温、干旱、洪水,以及相关的疾病流行。超过70%的伤亡和近80%的经济损失都是由天气、气候或水有关的灾害造成的。
历年气象日主题
2000年 气象服务五十年2001年 天气、气候和水的志愿者2002年 降低对天气和气候极端事件的脆弱性2003年 关注我们未来的气候2004年 信息时代的天气、气候和水2005年 天气、气候、水和可持续发展2006年 预防和减轻自然灾害2007年 极地气象:认识全球影响2008年 观测我们的星球,共创更美好的未来2010年 世界气象日宣传主题2009年 天气、气候和我们呼吸的空气2010年 世界气象组织
——致力于人类安全和福祉的六十年2011年 人与气候2012年 天气、气候和水为未来增添动力