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高空气象探测系统现状研究
【摘要】目前,我国建设的有气象站类型多种多样,而高空气象探测网也已成形,中国已经成为世界气象组织的重要成员国之一,是世界上高空探测站分布最为密集的国家之一。以高空气象探测进展史为切入点,对气象探测现状开放分析,以期全面提升气象探测水平。
【关键词】高空气象;探测系统;现状;进展
引言:
为了全面推动我国高空气象探测系统进展,整合气象资源优势,拓展高空气象业务进展范围,奠定扎实的气象观测基础,应将先进的科学技术融入现代气象探测系统中,使其更好地为人类社会、经济进展服务。因此,本文主要对我国高空气象探测系统的现状进行分析,然后指出高空气象探测的将来进展趋势,进而实现我国气象事业的进步。
一、高空气象探测的进展历史
随着我国气象探测技术水平的快速提升,高空探测站建设数量不断增加,我国已经形成了相对完善的高空气象探测网络。但我国高空气象探测进展时间有限,高空气象探测系统尚处于初步进展阶段,我们应对高空气象探测进行综合全面的分析,提上升空探测技术水平,推动现代化气象探测系统进展。
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高空气象探测是全球气候观测、天气变化分析的重要组成部分,是人类科学进步的重要标志,高空气象探测的精确性可以关怀人们做好应对恶劣环境的预备,保证人们的生命财产平安。全球天气和气候观测的重要组成部分就是高空气象探测,其在人类气象学进展过程中起着特殊重大的作用。人类进行高空气象探测是起源于风筝的使用:早在1749年,来自英国的亚历山大威尔逊将温度计绑在风筝上送入高空,以此开启了人类高空探测的先河。到了1783年,法国人查理利用氢气球携带气压计、温度计等设备开头了对高空气压和温度的测量。随后到了1809年,来自英国的沃利斯和弗雷斯第一次使用测风球对高空风进行探测,人类高空探测的技术又前进了一步。但是,人们却发觉使用这些方法并不能将探测到的气象数据即时地进行记录,导致这种探测方法对气象业务的观测的实际意义并不大。因此,人们开头尝试让气球携带发报机,使用发报机就可以将探测到的数据通过无线电信号即使地传回地面。经过不懈的努力,最终在1928年,前苏联人莫尔恰夫首创了无线电探空仪,该仪器特殊小巧,观测也特别简便,再加上其探测高度可以达到10到15千米,因此无线电探空仪很快地就成为了高空探测普遍使用的设备工具。最终,1931年著名的芬式无线电探空仪被正式制造,芬式无线电探空仪已经成为全世界30至40千米以下的高空气象探测普遍所使用的主要仪器。
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二、高空气象探测系统的概述
高空气象探测的目的是猎取大气层中地面至30Km左右高度的温度、湿度、压力、风速、风向的垂直分布状态。高空温度、湿度、压力的探测与地面温度、湿度、压力测量方法相同,都接受相应的传感器将气象要素的变化转变为电信号的变化。高空风速、风向的测量与地面风速、风向的测量不同,不能接受传感器直接测量,而是将探空仪器作为"示踪物",确定"示踪物在高空中不同时刻的位置,包括方位角、仰角和距离(高度)等信息,从而推算不同高度的风速、风向。我国是世界气象组织中的成员国之一,加强对高空气象探测及其系统的争论,能够进一步提高气象探测的精度,实现国产高空气象探测系统竞争力的提高。
三、高空气象探测系统争论现状
高空气象探测作为世界气象组织要求开展的大气科研活动之一,是检验我国大气科研水平的主要参考指标,所以如何研发出高精度、低成本的国产高空气象探测系统,成为气象学者们重点关注的问题。而在高空气象探测系统的研发和生产过程中,需要克服以下几个方面的困难:首先,高空环境相对恶劣,高空气象探测系统需要具有确定的耐低温性和抗干扰力气;其次,高空气象探测系统结构较为简洁,特别是在恶劣环境中,简洁导致探测精度的下降,影响探测结果;最终,高空气象探测系统具有使用量大、成本高和一次性使用等特点,这就需要在确保高空气象探测系统性能的基础上,有效降低生产成本。从高空气象探测系统的研发环节看,我国高空气象探测系统的研发环节还存在很多的不足之处,比如研发周期短、产品更新换代慢、生产技术水平欠缺和专业人才匮乏等;从高空气象探测系统的元件看,国内生产的传感器性能不太稳定,探测精度不高,进口的传感器价格较高,这在确定程度上提高了高空气象探测系统的生产成本,而且长期依靠国外进口的传感器,国内核心元件生产受阻,导致国产高空气象探测系统在产品竞争中处于弱势地位;从高空气象探测系统的性能看,高空中的恶劣环境是影响探测精度的主要缘由,特别是猛烈的湍流和传感器故障是导致高空气象探测失败的重要缘由。
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高空气象探测系统的进展趋势
高空气象探测进展必需要实现高空探测传感器设计和生产的国产化,争取早日实现传感器的自主研发,实现传感器实践常数、探测精度等方面的突破,充分发挥科技优势,全面提升我国高空气象探测传感器的综合竞争力。另外,在软件和探测技术方面,要努力同国际高空气象探测保持同步进展,实现国产传感器精确度的提高,比如加强对高空辐射和对探测结果的修正等。而且在众多的高空气象探测方法中,GPS探空仪作为一种新型探测设备,以其价格低、精度高、抗干扰力气强和全天候使用等特点已经被广泛应用,确定程度上提高了高空气象探测的自动化进展,具有很大的市场需求。但是,在努力争论GPS技术的同时,还要实现国内尖端科技的自主研发,比如北斗导航卫星探空系统的研发,不仅让国内导航系统摆脱了GPS的技术垄断,为国产高空气象探测系统的进一步研发带来了新的希望,而且实现了国产高空气象探测系统关键技术和自动化水平的提高,为实现气象强国梦打下了扎实的基础。因此,应当乐观研发高空探测各项技术,提升软硬件方面的应用水平,充分发挥各项技术优势,提升探测水平,争取早日实现探测自动化。
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从当前高空气象探测系统的进呈现状来看,可以预见的是,将来高空气象探测系统不仅是对大气的单一观测,而且是在自动化遥感技术进展的基础上,实现对大气状态的基本物理量和基本天气现象之间相互作用机理的综合性争论。并且,随着我国经济的进展和科技水平的不断进步,已经有越来越多的现代技术应用到了高空气象探测中,高空气象探测也将会融入越来越多的科技元素,测风雷达、风廓线仪、激光雷达等现代科技手段的应用将会极大提上升空探测的应用条件,这就为实现常规高空气象探测的基础上,进一步拓展高空气象观测目标和方法,实现综合性高空气象探测供应了可能性。各项科学技术手段在高空气象探测中的应用将会为人类社会和经济进展供应更加全面、优质的服务。
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五、结语
气象事业不仅与人们的生产生活息息相关,而且是进展航空、航天和军事力气等活动的重要基础。特别是一系列天气预报和气象服务的开展,加速了人们对大气的熟识,而高空气象探测正是人们实现对大气了解的重要途径,其在促进大气科学进展方面具有重要的作用。想要进一步提高高空气象探测的精确度,实现国内探空仪产业的不断进展,就需要从关键设备、技术和人才三个方面着手,针对当前高空气象探测系统的现存问题提出有针对性的解决方法。所以,我国要尽快进展相关的高空探测技术,争取尽快赶上国际先进水平。