發布時間：2020-07-09所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘要】目前，我國建設的有氣象站類型多種多樣，而高空氣象探測網也已成形，中國已經成為世界氣象組織的重要成員國之一，是世界上高空探測站分布最為密集的國家之一。以高空氣象探測發展史為切入點，對氣象探測現狀展開分析，以期全面提升氣象探測水平。 【
【摘要】目前，我國建設的有氣象站類型多種多樣，而高空氣象探測網也已成形，中國已經成為世界氣象組織的重要成員國之一，是世界上高空探測站分布最為密集的國家之一。以高空氣象探測發展史為切入點，對氣象探測現狀展開分析，以期全面提升氣象探測水平。
【關鍵詞】高空氣象;探測系統;現狀;發展
引言：
為了全面推動我國高空氣象探測系統發展，整合氣象資源優勢，拓展高空氣象業務發展范圍，奠定扎實的氣象觀測基礎，應將先進的科學技術融入現代氣象探測系統中，使其更好地為人類社會、經濟發展服務。因此，本文主要對我國高空氣象探測系統的現狀進行分析，然后指出高空氣象探測的未來發展趨勢，進而實現我國氣象事業的進步。
一、高空氣象探測的發展歷史
隨著我國氣象探測技術水平的迅速提升，高空探測站建設數量不斷增加，我國已經形成了相對完善的高空氣象探測網絡。但我國高空氣象探測發展時間有限，高空氣象探測系統尚處于初步發展階段，我們應對高空氣象探測進行綜合全面的分析，提升高空探測技術水平，推動現代化氣象探測系統發展。
高空氣象探測是全球氣候觀測、天氣變化分析的重要組成部分，是人類科學進步的重要標志，高空氣象探測的準確性可以幫助人們做好應對惡劣環境的準備，保證人們的生命財產安全。全球天氣和氣候觀測的重要組成部分就是高空氣象探測，其在人類氣象學發展過程中起著非常重大的作用。人類進行高空氣象探測是起源于風箏的使用：早在1749年，來自英國的亞歷山大·威爾遜將溫度計綁在風箏上送入高空，以此開啟了人類高空探測的先河。到了1783年，法國人查理利用氫氣球攜帶氣壓計、溫度計等設備開始了對高空氣壓和溫度的測量。隨后到了1809年，來自英國的沃利斯和弗雷斯第一次使用測風球對高空風進行探測，人類高空探測的技術又前進了一步。但是，人們卻發現使用這些方法并不能將探測到的氣象數據即時地進行記錄，導致這種探測方法對氣象業務的觀測的實際意義并不大。因此，人們開始嘗試讓氣球攜帶發報機，使用發報機就可以將探測到的數據通過無線電信號即使地傳回地面。經過不懈的努力，終于在1928年，前蘇聯人莫爾恰夫首創了無線電探空儀，該儀器非常小巧，觀測也十分簡便，再加上其探測高度可以達到10到15千米，因此無線電探空儀很快地就成為了高空探測普遍使用的設備工具。最后，1931年著名的芬式無線電探空儀被正式發明，芬式無線電探空儀已經成為全世界30至40千米以下的高空氣象探測普遍所使用的主要儀器。
二、高空氣象探測系統的概述
高空氣象探測的目的是獲取大氣層中地面至30Km左右高度的溫度、濕度、壓力、風速、風向的垂直分布狀態。高空溫度、濕度、壓力的探測與地面溫度、濕度、壓力測量方法相同，都采用相應的傳感器將氣象要素的變化轉變為電信號的變化。高空風速、風向的測量與地面風速、風向的測量不同，不能采用傳感器直接測量，而是將探空儀器作為“示蹤物”，確定“示蹤物"在高空中不同時刻的位置，包括方位角、仰角和距離(高度)等信息，從而推算不同高度的風速、風向。我國是世界氣象組織中的成員國之一，加強對高空氣象探測及其系統的研究，能夠進一步提高氣象探測的精度，實現國產高空氣象探測系統競爭力的提高。
三、高空氣象探測系統研究現狀
高空氣象探測作為世界氣象組織要求開展的大氣科研活動之一，是檢驗我國大氣科研水平的主要參考指標，所以如何研發出高精度、低成本的國產高空氣象探測系統，成為氣象學者們重點關注的問題。而在高空氣象探測系統的研發和生產過程中，需要克服以下幾個方面的困難：首先，高空環境相對惡劣，高空氣象探測系統需要具有一定的耐低溫性和抗干擾能力;其次，高空氣象探測系統結構較為復雜，特別是在惡劣環境中，容易導致探測精度的下降，影響探測結果;最后，高空氣象探測系統具有使用量大、成本高和一次性使用等特點，這就需要在確保高空氣象探測系統性能的基礎上，有效降低生產成本。從高空氣象探測系統的研發環節看，我國高空氣象探測系統的研發環節還存在很多的不足之處，比如研發周期短、產品更新換代慢、生產技術水平欠缺和專業人才匱乏等;從高空氣象探測系統的元件看，國內生產的傳感器性能不太穩定，探測精度不高，進口的傳感器價格較高，這在一定程度上提高了高空氣象探測系統的生產成本，而且長期依賴國外進口的傳感器，國內核心元件生產受阻，導致國產高空氣象探測系統在產品競爭中處于弱勢地位;從高空氣象探測系統的性能看，高空中的惡劣環境是影響探測精度的主要原因，特別是強烈的湍流和傳感器故障是導致高空氣象探測失敗的重要原因。
高空氣象探測系統的發展趨勢
1.常規高空探測的發展
高空氣象探測發展必須要實現高空探測傳感器設計和生產的國產化，爭取早日實現傳感器的自主研發，實現傳感器實踐常數、探測精度等方面的突破，充分發揮科技優勢，全面提升我國高空氣象探測傳感器的綜合競爭力。另外，在軟件和探測技術方面，要努力同國際高空氣象探測保持同步發展，實現國產傳感器精確度的提高，比如加強對高空輻射和對探測結果的修正等。而且在眾多的高空氣象探測方法中，GPS探空儀作為一種新型探測設備，以其價格低、精度高、抗干擾能力強和全天候使用等特點已經被廣泛應用，一定程度上提高了高空氣象探測的自動化發展，具有很大的市場需求。但是，在努力研究GPS技術的同時，還要實現國內尖端科技的自主研發，比如北斗導航衛星探空系統的研發，不僅讓國內導航系統擺脫了GPS的技術壟斷，為國產高空氣象探測系統的進一步研發帶來了新的希望，而且實現了國產高空氣象探測系統關鍵技術和自動化水平的提高，為實現氣象強國夢打下了扎實的基礎。因此，應該積極研發高空探測各項技術，提升軟硬件方面的應用水平，充分發揮各項技術優勢，提升探測水平，爭取早日實現探測自動化。
2.高空綜合探測的未來發展
從當前高空氣象探測系統的發展現狀來看，可以預見的是，未來高空氣象探測系統不僅是對大氣的單一觀測，而且是在自動化遙感技術發展的基礎上，實現對大氣狀態的基本物理量和基本天氣現象之間相互作用機理的綜合性研究。并且，隨著我國經濟的發展和科技水平的不斷進步，已經有越來越多的現代技術應用到了高空氣象探測中，高空氣象探測也將會融入越來越多的科技元素，測風雷達、風廓線儀、激光雷達等現代科技手段的應用將會極大提升高空探測的應用條件，這就為實現常規高空氣象探測的基礎上，進一步拓展高空氣象觀測目標和方法,實現綜合性高空氣象探測提供了可能性。各項科學技術手段在高空氣象探測中的應用將會為人類社會和經濟發展提供更加全面、優質的服務。
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五、結語
氣象事業不僅與人們的生產生活息息相關，而且是發展航空、航天和軍事力量等活動的重要基礎。特別是一系列天氣預報和氣象服務的開展，加速了人們對大氣的認識，而高空氣象探測正是人們實現對大氣了解的重要途徑，其在促進大氣科學發展方面具有重要的作用。想要進一步提高高空氣象探測的精確度，實現國內探空儀產業的不斷發展，就需要從關鍵設備、技術和人才三個方面著手，針對當前高空氣象探測系統的現存問題提出有針對性的解決辦法。所以，我國要盡快發展相關的高空探測技術，爭取盡快趕上國際先進水平。——論文作者：薛斌彬 1 姜雨岐 2
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