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全國地面氣象觀測自動化試運行 ——惠及臺站業務轉型發展
發布時間:2019-6-15 12:03:01  【字體: 】   瀏覽次數:52

    中國氣象報記者葉珊杉   

     6月15日,地面氣象觀測自動化改革將在全國試運行。   

     從20世紀90年代后期開始,我國追趕國際先進技術水平,地面氣象自動觀測業務得到快速發展,氣溫、氣壓和能見度等氣象要素實現自動觀測;初步建立了與現行觀測能力相適應的業務流程,業務運行效率更高;推進觀測、預報和氣象服務崗位一體化發展,設立了縣級綜合氣象業務崗。   

     但與此同時,歷史的潮流也在推動地面觀測不斷進步、優化。   

     這次改革究竟有哪些新發展和新技術?未來,臺站業務的工作生活將發生怎樣的變化?   

     新發展——更多觀測項目實現優化   

     從6月15日起,全國地面氣象觀測項目將優化調整為39項,其中中國氣象局統一布局的觀測項目包括氣溫、氣壓、濕度、風向、風速、降水、能見度、地面溫度、淺層地溫、深層地溫、大型蒸發、日照、輻射、總云量、云高、凍土、毛毛雨、雨、雪、雨夾雪、冰雹、大風、露、霜、霧、輕霧、霾、浮塵、揚沙、沙塵暴、結冰、雷暴等32項,各省(自治區、直轄市)氣象局根據當地氣候特征和預報服務需求可自定雨凇、霧凇、電線積冰、積雪、雪深、最大冰雹的最大直徑和平均重量等7項觀測項目。   

     此次優化的觀測項目包含日常預報服務中所需的氣象要素。經調研,發現地面狀態、低云量、雪壓、小型蒸發、輻射作用層狀態、大氣渾濁度等6項觀測項目在人工觀測時代處于長期未開展觀測或觀測效益不顯著的狀態,因此這6項沒有納入自動化試運行的范圍。   

     除此之外,此次地面氣象觀測自動化改革還將探索取消臺站日常守班、人工定時觀測、人工連續觀測天氣現象、重要天氣報、地面觀測記錄簿記錄、值班日記填寫、人工數據質量控制等7項任務,對人力資源進行更為合理的優化配置。   

     如此大刀闊斧的改革,是全面實現氣象現代化、建成現代化氣象強國的必然要求,是適應國際、國內科技發展趨勢的必然選擇。同時,改革的底氣也是源于現代科學技術的發展為地面觀測自動化提供了新的技術基礎、思路和手段。   

    新技術——自動判識、圖像識別蘊藏科技力量   

    在此次改革中,通過配備自動觀測設備及應用衛星遙感、多源數據自動綜合判識、智能圖像識別等多種技術手段逐步實現自動化觀測。其中,有一項最具創新性,且在自動化觀測中起到重要作用的便是多源數據自動綜合判識。   

      多源數據自動綜合判識由湖南省氣象局牽頭,江蘇省、安徽省、寧夏回族自治區氣象局參與共同開發完成。它將全國2400余個國家級地面站的每一站依據其歷史資料和相關資料建立一個模型。實現露、霜等地面凝結現象,輕霧、霧、霾、沙塵暴等視程障礙現象,結冰等其他現象,總云量、云高,雷暴等項目的自動化觀測。   那么多源數據自動綜合判識是如何通過一個模型實現高質量觀測的呢?   

      以凍土觀測為例。模型對全國有凍土觀測任務臺站的凍土記錄與本站2004年至2015年的小時地面溫度、淺層地溫、深層地溫、土壤含水量等數據進行分析,建立單站凍土深度關系方程。在往后的日常觀測中,將臺站實時采集的小時地面溫度、淺層溫度、深層溫度、土壤含水量等數據帶入本站的凍土深度關系方程,即可實時得出凍土深度觀測數據。   

       如此一來,地面氣象觀測的時效性、觀測頻次和空間密度都將得到大幅提升。在前期7個試點省(自治區、直轄市)進行試點時發現,多源數據自動綜合判識比人工觀測在數據時效方面縮短約5倍,在觀測頻次上提升約4倍,在部分觀測項目空間密度上提升約2倍。   

      這次試運行包含的新技術不止這一項,天氣現象視頻智能觀測儀也是一顆光彩熠熠的明日之星。該觀測儀可通過視頻進行智能圖像識別,目前已實現總云量、云狀、結冰和積雪等氣象要素的自動識別。其中,云量識別精度達88%,積雪識別精度達95%。預計該技術也將于不久后投入試點運行。   

        新氣象——解放人力 業務工作更集約高效   

        地面氣象觀測自動化在全國試運行后,將采取雙軌運行的模式。即臺站按現行觀測方式進行觀測并上傳數據,按改革后觀測方式獲取的數據作為業務應用數據,現行觀測方式獲取的數據作為備份。   

       試運行期間,全國將完成多次總結評估,最終于2020年1月1日實現地面觀測自動化。   

       全國實現地面氣象觀測自動化后,將有什么改變呢?   

      據初步評估,實現自動化后,我國氣象觀測現代化水平將達到先進國家水平,為氣象觀測實現綜合化、智能化、信息化、社會化提供堅實基礎;與值守相關的基礎設施維持和后勤保障等費用將顯著下降。   

      還有一點與臺站業務人員息息相關——重心轉向數據應用,更好地履行預報、服務等職能。   

      未來,局站分離成為常態,艱苦臺站的業務人員不再需要長時間孤單“守候”。所有的臺站業務人員將實現轉型發展,由原來以業務值守為主調整為以本站觀測系統運行保障、數據處理分析和轄區內其他觀測設施維護保障等工作為主。  

    以前,觀測數據人工質量控制任務由臺站完成,業務人員需人工訂正數據、上傳數據,今后此項工作將由省級完成,解放了勞動力;以前,設備的運行狀態監控需以人工、自動相結合的方式進行結果檢查,費時費力,今后此項工作也將調整為省級監控,基于“天鏡”系統,當某個臺站發生故障時,系統將自動發送故障報警信息,當臺站業務人員收到報警信息后,再前往臺站進行維護。   

     隨著科學技術不斷迭代更新,全國地面氣象觀測自動化運行后,仍將適時開展評估并持續改進方案,力爭讓每一個觀測項目都找到最合適、高效、精準的觀測方式,推動我國氣象觀測現代化水平更高!   (來源:《中國氣象報》)


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