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观测■自动化观测让天气预报更精准( 二 )


面对同一片天空 ， 通过自动化的观测设备完成对云遮蔽天空视野成数的云量观测和云底距测站垂直距离的云高观测 ， 结果将会更为客观 。
不止如此 ， 对于能见度的观测 ， 相较于人工观测 ， 自动化能见度观测是连续、实时的 ， 观测的可比性和稳定性较好 ， 观测的精度和时间分辨率不断提高 ， 对于提升能见度预报的精细化水平将持续发挥重要作用 。
对于高速公路上的流动“杀手”团雾 ， 往往由于持续时间短、变化快 ， 人工观测可能无法准确捕捉能见度变化情况 ， 但自动观测仪容易察觉 。 这意味着团雾监测空白地带在减小 ， 未来对局地团雾、近地面雾的监测预警会更有效 。
而在经历一次次天气现象自动化观测试验后 ， 对于降水、地面凝结、雷电等天气现象 ， 借助高精度的摄像头等仪器配备 ， 可获取高清晰度的视频实景图像 ， 持续进行天气现象自动化观测 。 从天气图像采集到处理 ， 再到大数据、深度学习、人工智能等更丰富的智能算法的应用 ， 天气现象资料将被更精密地观测 。
从人工观测到自动化观测 ， 需要攻克和推进应用云、能见度和天气现象三方面的关键技术 。 如今 ， 这些关键技术已被突破 ， 自动化观测自然水到渠成 。
据国家气象信息中心实时监控显示 ， 自动化气象观测频次较人工观测约提高4到8倍 ， 其中云观测站点数约提高3倍 ， 数据量较人工观测约增加10倍；观测数据传输用时由分钟级优化至秒级 ， 到报完整率达99%以上 ， 传输频次从5分钟提升至1分钟 ， 数据传输频次与效率大幅提高 。 地面气象观测频次、传输效率和数据量方面的提升 ， 增强了我国气象观测“监测精密”能力 。
自动化观测发展空间广阔
地面气象观测自动化与气象预报服务有效衔接 ， 自然会碰撞出更多的“火花” 。 高频次、高数据传输效率和更丰富的气象观测数据 ， 在国家级和省级两级数据环境的实时落地 ， 作为业务数据接入气象信息综合分析处理系统平台 ， 将会在实况监测、预报预警、智能网格实况融合分析等业务中得到普遍应用 。 这将更好地满足气象预报服务需求 ， 为实现“预报精准、服务精细”的要求提供有力支撑 ， 从而更好地保障服务防灾减灾救灾等国家战略实施 。
对于气象预报员而言 ， 观测数据十分重要 。 综合利用各种观测手段得来的数据 ， 才能得出尽可能精准的预报结论 。 “包括气象预报员在内的广大用户将能获取到多要素、高精度、全天候的自动气象观测产品 。 我们能看到的不仅是用数字、文字表示的观测结果 ， 还有全国所有气象台站或关键地点的实景图像、视频 ， 可帮助我们更直观、连续地了解各地天气实况 。 ”国家级首席预报员叶成志说 。
天气预报的核心工具是数值天气预报 。 如今的天气预报技术已由单一天气图经验预报转变为以数值预报产品为基础、多种观测资料综合应用的现代技术 。 而数值天气预报是以气象观测资料为初值条件 ， 通过巨型计算机进行数值计算 ， 再用流体力学和热力学方程组进行求解 ， 进而预测未来的大气运动状态 。
地面气象观测自动化还会为气象观测研究型业务的发展赢得空间 。 如一些地方推出智能气象观测手机软件、智能气象台站系统建设 ， 以及“天脸识别”等新型探测技术装备 ， 这也为推动观测智能化发展提供了技术支持 。
中国气象局气象探测中心高级工程师张鑫介绍 ， 地面气象观测自动化还有改进的空间 ， 下一步或将朝着“云+端”技术新模式方向探索 。 如果能在大数据、人工智能方向继续深挖 ， 赋予自动化更多智能思考和运算 ， 同样也会降低数据差错率 。
延伸阅读
人工观测仍将长期保留
长序列的气象观测是全人类共同的文化和科学遗产 ， 蕴含着当地独特的生态文化信息 ， 为气候变迁、生态变化留下了珍贵历史数据 。
徐家汇观象台从1872年开始 ， 持续140余年的气象观测从未中断；长春气象站始于1908年的完整气候资料 ， 见证了生态文明的进步；营口气象站曾借助风压板人工判断风速 ， 气象观测的百年发展历程烙刻着科学、技术和文明进步的印迹 。 这些至今仍坚持业务运行的气象站 ， 为人类保留了一份长期、高质量的气候遗产 。


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