海洋气象观测技术研发进展

       为了增加对海上天气系统，尤其是灾害性天气系统生成与演变规律的科学认识，提高海上和沿海地区气象预报的准确率以及防灾减灾的能力，需要多种观测平台和多种观测技术提供海上气象要素信息。这些平台和技术包括卫星遥感、岛屿地面气象站与气象探空站网、油气平台和船舶自动气象站、海上锚定浮标、漂流浮标、有人驾驶飞机下投探空、岸基多普勒天气雷达等。
   
卫星遥感
 
       由中国、美国、欧洲和日本等发射的多颗地球静止和极轨气象卫星，已形成了覆盖全球的气象遥感星座。静止卫星主要提供空间分辨率约 1 km和时间间隔约 5~30min的可见光、红外和水汽通道云图；极轨卫星提供更高空间分辨率的云图及其他遥感产品，如海表温度（SST）、气溶胶光学厚度（AOD）等，进行大气温度和水汽廓线的红外与微波遥感。海洋卫星上的一些传感器（如散射计、合成孔径雷达、高度计和微波辐射计）已成为海上风场监测的重要技术手段，获取的资料在海上强天气的监测与数值模式中得到了应用。过去20年来发射的各类地球观测研究卫星（如 EOS/A-Train系列卫星和全球降水任务卫星 GPM等），提供了大量更高空间分辨率的气象产品数据。

岛屿和油气平台站
 
       固定的岛屿和油气平台站的气象观测项目、仪器设置和规范与陆地站的并无差别，主要提供温度、气压、湿度、降水、风速和风向等资料；有些同时配备海洋水文观测设备，测量海温、海盐、海浪和海流等参数。一些近岸的无人岛礁上也开始安装自动气象站，通过卫星通讯实时传回其观测资料，对气象部门提高海上气象预报准确率和海事部门成功开展海上救助等工作起到了促进作用。

船舶观测
 
       船舶观测主要由志愿观测商船（VOS）进行，每 3小时观测一次，观测的气象要素有：风向、风速、最大风速、气压、3小时变压、温度、露点温度、能见度、总云量等。在中国周边海域航行的 VOS约有 30艘，而在地中海上有上百艘，多条南北和东西向的固定航线形成了很好的时空覆盖。自动船载高空气象计划（automated shipboard aerological programme，ASAP）在志愿船上释放气象探空仪，获取大气廓线资料，但其数量很少。

锚定和漂流浮标站
 
       为了提高海上尤其是远海观测的时空覆盖度，各海洋大国都在海上部署锚定浮标，进行气象和水文观测。浮标站抗恶劣风浪能力强，能按规定要求长期连续地为海洋气象预报和海上交通安全保障等提供海洋气象观测资料。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）下设的国家浮标数据中心（National Data Buoy Center，NDBC），专门负责布设和管理海上浮标以收集实时和长期的海上气象观测数据。

多种雷达
 
       许多大岛屿和海岸带地区架设了多普勒天气雷达（以 S波段为主），一些科考船和大型船舶上也安装了 C或 X波段的天气雷达，用于监测海上的台风、雷暴、定量降水估计和风场反演。岛基和岸基风廓线雷达能够提供雷达上方风速和风向的垂直分布，为天气分析和预报提供动力学信息。全球岸基和船基高频（HF）地波雷达站网，不仅实时测量提供海流信息，还能同时提供海面风场和海浪的资料。
   
飞机平台
 
       飞机是理想的机动大气观测平台。机载原位观测气象传感器提供飞行路线上的多种要素资料，穿云时还能提供云和降水内部的微物理参数资料。飞机上安装下投气象探空装置，能够实施从飞行高度至海面的气象要素廓线探测。

       为了快速、有序和节约地建设好中国的海洋气象综合观测系统，除了加强多部门多机构的协调合作，积极参与国际合作与资料共享外，还需要采用系统工程的思想开展建设，加强顶层设计，识别出海洋气象、气候和环境业务与研究所需的观测参量及其要求；需要增加支持力度，鼓励产学研用结合，研发与验证新型海洋气象观测技术，包括基于无人船的自主航行部署的气象水文观测系统以及快速机动的气象探测无人机系统；构建覆盖全球海洋的多观测平台与多观测网络相互补充协作的新型高智能化的气象环境观测体系，为“数字海洋、智慧海洋”建设提供更加丰富的信息。