【正文】 環(huán)境（水位和水質(zhì)）、典型下墊面（物質(zhì)與能量收支、土壤溫濕廓線）、植被（生長量）和下墊面遙感探測相結(jié)合的城市生態(tài)氣候觀測網(wǎng)絡(luò)。由遍布于我國領(lǐng)土（包括海岸線、島嶼）的自動氣象站提供雨量、蒸發(fā)、土壤含水量等信息，高空站提供濕度廓線、大氣水汽柱總量信息，大氣成分觀測分系統(tǒng)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)可提供降水同位素等觀測信息，生態(tài)氣候分系統(tǒng)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，除可提供自動氣象站信息外，還可獲取積雪、冰川（蓋）、凍土、海冰、湖冰、河冰，以及不同生態(tài)類型地表的蒸滲量信息。在本項目的建設(shè)中，將綜合考慮與中國氣候系統(tǒng)觀測計劃的銜接，完成其中由中國氣象局所承擔的任務(wù)，在常規(guī)氣象觀測的基礎(chǔ)上，突出以大氣圈為核心的多圈層相互作用，增加觀測項目，豐富觀測手段，提高觀測精度，為氣候預(yù)測預(yù)報、氣候變化研究及對策等提供與氣象有關(guān)的熱量、動量、能量和物質(zhì)交換等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。本項目將在中國氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究的指導(dǎo)下，以2010 年發(fā)展戰(zhàn)略目標為依據(jù)，具體完成八大工程之一的——《氣象綜合觀測系統(tǒng)工程》中的中國氣象局可完成的部分觀測系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)，為構(gòu)建氣候系統(tǒng)觀測和氣象信息共享等平臺奠定基礎(chǔ)。氣象觀測是中國氣象事業(yè)的重要組成部分，也是氣象業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)，氣象觀測系統(tǒng)的發(fā)展需要一系列工程項目的推動，本項目就是推動氣象觀測現(xiàn)代化的重大項目之一。——增加了觀測手段，豐富了觀測內(nèi)容：觀測手段多樣化，例如臭氧觀測中，設(shè)計了臭氧光譜儀、臭氧探空、地基平流層臭氧激光雷達、機載對流層臭氧激光雷達等手段，以獲取臭氧總量、廓線等豐富觀測信息；觀測內(nèi)容得到豐富，例如在現(xiàn)有自動站的配置上增加了土壤水分、能見度、地表狀況等的觀測內(nèi)容，在生態(tài)觀測中設(shè)計了對不同下墊面植被的生理特征、土壤的理化特性、水分平衡、陸氣通量等的觀測?！卣沽诵碌挠^測領(lǐng)域：比如生態(tài)氣候觀測分系統(tǒng)和海洋氣象觀測分系統(tǒng)所設(shè)計的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，高空探測分系統(tǒng)中的電離層和中高層大氣的探測等，都是一期工程所未能涉及的領(lǐng)域。本項目是在充分考慮國家需求、氣象事業(yè)發(fā)展需求、探測技術(shù)發(fā)展趨勢以及一期工程建設(shè)的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有氣象探測系統(tǒng)的進一步完善、創(chuàng)新和拓展，本項目的建設(shè)具有如下特點：——實現(xiàn)了觀測體系的跨越：從部門的、單一的觀測系統(tǒng)，向綜合性、系統(tǒng)性、一體化的觀測體系轉(zhuǎn)變；從以天氣監(jiān)測為主，向氣候系統(tǒng)監(jiān)測的轉(zhuǎn)變。 與一期工程關(guān)系大氣監(jiān)測自動化系統(tǒng)的建設(shè)是一個較大的系統(tǒng)工程項目，為了在有限的目標中發(fā)揮更好的效益，整個系統(tǒng)建設(shè)分為一期工程和后續(xù)工程。近年來，大氣監(jiān)測技術(shù)取得了顯著的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：探測能力顯著增強，觀測自動化水平迅速提高，重視觀測方法、觀測網(wǎng)的設(shè)計，以及觀測儀器的配合，遙測和遙感等觀測技術(shù)并存，各取所長，綜合利用。通過幾十年來氣象事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展，我國氣象觀測網(wǎng)初具規(guī)模，探測手段也有了很大改進，已成為世界氣象組織世界天氣監(jiān)視網(wǎng)和全球氣候監(jiān)測系統(tǒng)的有機組成部分，在國際合作及我國的經(jīng)濟社會發(fā)展、國家安全和防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。肆虐東北亞的沙塵暴引起了我國周邊國家的關(guān)注，迫切需要加強國際合作和交流，以解決困擾人類的難題。因此，氣象觀測系統(tǒng)應(yīng)能夠獲取與氣象有關(guān)的地球物理參數(shù)和生物地球化學(xué)參數(shù)，這些數(shù)據(jù)既是大氣科學(xué)發(fā)展的需要，也是地球科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展科學(xué)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。我國面臨的資源與環(huán)境問題十分嚴重，生態(tài)環(huán)境受氣候系統(tǒng)各圈層相互作用及其變化的影響明顯，因此需加強對氣候系統(tǒng)的演變過程的模擬和演變趨勢的預(yù)測能力，以盡可能防止天氣、氣候和氣候變化導(dǎo)致的生態(tài)和環(huán)境災(zāi)難的發(fā)生。（4）適應(yīng)全球氣候變化預(yù)測對觀測的需求全球氣候變化對我國生態(tài)、資源、環(huán)境等產(chǎn)生的負面效應(yīng)日益彰顯，給我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展帶來難以逆轉(zhuǎn)和持久的影響。（3）開展精細預(yù)報、提高預(yù)報準確率的迫切需要為提高天氣預(yù)報和氣候預(yù)測的準確率，特別是數(shù)值預(yù)報模式和動力氣候模式的發(fā)展，需要一套完善的觀測系統(tǒng)來支撐，這套觀測系統(tǒng)應(yīng)具有各種尺度的大氣和地球表面狀態(tài)要素、參數(shù)和制約其變化的物理、化學(xué)、生物因子的監(jiān)測能力。（2）社會發(fā)展和人民生活水平提高的迫切需要糧食安全、農(nóng)業(yè)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護、氣象資源利用、城市化進程加快、交通發(fā)展、海洋經(jīng)濟發(fā)展、重大工程建設(shè)等，都離不開準確的天氣預(yù)報、氣候預(yù)測和評估；核泄漏等重大突發(fā)事件，其危害程度與天氣條件密切相關(guān)；許多流行病的分布與環(huán)境氣候條件有關(guān)，為減少氣候變化對人類健康的負面效應(yīng)及突發(fā)事件對生命的危及，對氣象保障服務(wù)提出了新的要求。（1）國家防災(zāi)減災(zāi)的迫切需要在全球氣候變化的背景下，我國氣象災(zāi)害及其衍生災(zāi)害，如干旱、洪澇、臺風(fēng)、沙塵暴等頻繁發(fā)生，氣象災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失在一般年份每年高達420～510億。本可行性研究報告是在中國氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究的指導(dǎo)下，針對未來5年的發(fā)展需求和可能，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行研究和編制的。全區(qū)氣象局長研討會議學(xué)習(xí)材料之三內(nèi)部材料注意保存氣象（大氣）綜合監(jiān)測系統(tǒng)工程可行性研究報告——大氣監(jiān)測自動化系統(tǒng)二期工程可行性研究報告（簡 本）編寫組二○○四年十月十九日1目 錄 1 1 1 3 4 4 8 9 9 10 10 10 10 11 11 12 12 12 12 12 13 14 15 16 16 16 16 16 17 17 19 21 24 26 28 30 31 31 32 32 33 34 34 34 34 34 35 布局原則 35 分系統(tǒng)布局 35 地面氣象觀測分系統(tǒng)布局 35 高空氣象探測分系統(tǒng)布局 36 大氣成分觀測分系統(tǒng)布局 36 生態(tài)氣候觀測分系統(tǒng)布局 37 海洋氣象觀測分系統(tǒng)布局 38 通信網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)布局 39 技術(shù)保障分系統(tǒng)布局 39 39 40 40 41 42 43 43 43 43 44 44 45 45 45 46 46 46 46 46 48 48 48 49附圖、附表、附件 49─ 4 ─氣象觀測是氣象工作的基礎(chǔ)，也是發(fā)揮“公共氣象、安全氣象、資源氣象”作用的關(guān)鍵。國民經(jīng)濟和社會發(fā)展正在不斷地對氣象業(yè)務(wù)、服務(wù)和科研工作提出許多新的更高要求，為了適應(yīng)這種需要，進一步提升氣象觀測能力、增加觀測內(nèi)容、提高觀測精度，把觀測范圍從大氣圈擴展到包括大氣圈、海洋圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈的整個氣候系統(tǒng)已是勢在必行。從全面、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的要求出發(fā)，圍繞實現(xiàn)“建立一體化觀測體系和構(gòu)建氣候系統(tǒng)觀測平臺”的目標，提出了建立和完善包括地面、高空、大氣成分、生態(tài)氣候、海洋氣象等觀測分系統(tǒng)，以及配套的通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)保障等分系統(tǒng)的建設(shè)。加強防災(zāi)減災(zāi)，迫切需要天氣氣候預(yù)報預(yù)測有足夠的提前量和精細度（定時、定點、定量），使決策者在其有效的反應(yīng)時間內(nèi)采取措施，保護人民生命和財產(chǎn)安全，這也對現(xiàn)有的大氣探測系統(tǒng)提出了新的更高要求。這一切都迫切需要增強氣象綜合監(jiān)測能力。但是，我國現(xiàn)有觀測站網(wǎng)還有局限性，特別是氣候系統(tǒng)五大圈層間交互影響的監(jiān)測、診斷能力還很薄弱，因此需要增強此方面的能力建設(shè)。對其進行準確的預(yù)測與評估，對氣象觀測提出了新的需求。（5）認識氣候系統(tǒng)更深層次基本科學(xué)問題的需要重大災(zāi)害性天氣預(yù)報的理論和方法，氣候變化（包括氣候突變）的預(yù)估及其應(yīng)對策略等，這需要大氣科學(xué)與其它相關(guān)學(xué)科的交叉融合，通過對相關(guān)科學(xué)的進一步研究才有可能得到解決。（6）國際合作與交流的需要全球氣候變化問題已不僅僅是單個國家或大陸的問題，而是人類共同面臨的難題。氣候變化問題，特別是國際減排份額的分配，還使我國的環(huán)境外交面臨挑戰(zhàn)和壓力，因此需要充分利用氣候變化觀測事實、情景預(yù)測和影響評估的科研成果，以維護我國和廣大發(fā)展中國家的權(quán)益，也才有可能為保護生存環(huán)境、合理調(diào)控能源結(jié)構(gòu)發(fā)揮氣象保障的作用。但總體水平與氣象事業(yè)發(fā)展的需求還有較大差距，與國際先進水平相比仍存在很大差距，主要表現(xiàn)在：氣象臺站分布不太均勻；高原、沙漠、高山及海洋等天氣氣候敏感地區(qū)存在監(jiān)測的空白；反映各圈層相互作用及變化的氣候觀測系統(tǒng)還很不完善；一些觀測數(shù)據(jù)采集手段和信息傳輸設(shè)備落后，能夠獲取的數(shù)據(jù)在時空分辨率、觀測精度、觀測項目及觀測數(shù)據(jù)的連續(xù)性、完整性等方面尚不能滿足氣象業(yè)務(wù)、服務(wù)與研究的需要；高空探測系統(tǒng)還很薄弱，還沒有形成地基、空基、天基相互補充、綜合協(xié)調(diào)的統(tǒng)一觀測體系，氣象綜合觀測的能力亟待增強。監(jiān)測技術(shù)總的發(fā)展趨勢是：向綜合探測方向發(fā)展，如地基與空基、天基，遙測和遙感，常規(guī)與非常規(guī)觀測等；向系統(tǒng)性方向發(fā)展，研制和開發(fā)新型設(shè)備，從而集信息的獲取、預(yù)處理及傳輸為一體化；向遙測遙感自動化方向發(fā)展，自動化遙測遙感設(shè)備將逐步取代器測和部分目測項目；向高精度方向發(fā)展，時空分辨率和探測數(shù)據(jù)準確性不斷提高；探測儀器向多功能、小型化方向發(fā)展。一期工程的建設(shè)，以滿足天氣監(jiān)測為主要需求，以氣象常規(guī)觀測設(shè)備的更新?lián)Q代和自動化為主要目標，通過一期工程建設(shè)加快了我國氣象探測自動化改造的進程，為后續(xù)工程項目的實施奠定了基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗。從而實現(xiàn)以大氣觀測為主向多圈層觀測的跨越。——強調(diào)綜合觀測平臺的建設(shè)，重視一站多能、按需配置：例如本項目設(shè)計的通量觀測平臺，配置不同性能的觀測儀器，可獲取溫、濕、風(fēng)、輻射、氣溶膠、溫室氣體、反應(yīng)性氣體等資料，極大地增強了地氣、海氣相互作用的綜合監(jiān)測能力?！訌娏藲庀髽I(yè)務(wù)的機動性能和應(yīng)急功能：移動觀測項目的開展，利用車載自動氣象站、風(fēng)廓線雷達、激光雷達，微型無人駕駛飛機和飛機探測等手段，除常規(guī)氣象要素以外，還可獲取土壤、氣溶膠、反應(yīng)性氣體、云粒子、通量等有關(guān)信息。根據(jù)對國家需求的預(yù)測和科技發(fā)展的預(yù)測，中國氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究科學(xué)地凝練出未來20年氣象事業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標和戰(zhàn)略任務(wù)，提出了為實現(xiàn)戰(zhàn)略目標和戰(zhàn)略任務(wù)要完成的能力建設(shè)八大工程，以及四個平臺的建設(shè)。中國氣候系統(tǒng)觀測計劃是一個正在研究中的、擬與國際氣候監(jiān)測系統(tǒng)（GCOS）接軌的、為滿足中國氣候系統(tǒng)模式創(chuàng)新工程的氣候系統(tǒng)模式研制需求的、跨部門、多學(xué)科的長期觀測計劃。例如氣候變化研究和預(yù)測評估中關(guān)心的水循環(huán)問題，本項目的設(shè)計予以了強力的支持。根據(jù)我國氣候特點布設(shè)站網(wǎng)，是本項目與中國氣候觀測系統(tǒng)相結(jié)合的重點。這種設(shè)計思路也將應(yīng)用于我國其他典型的氣候區(qū)域，如青藏高原水循環(huán)關(guān)鍵區(qū)、黑龍江濕地與森林、內(nèi)蒙古錫林郭勒草原、新疆沙漠與冰川、甘肅荒漠、陜北干旱地區(qū)、長江中下游及洞庭湖區(qū)、沿海、以上海和廣州等特大城市為中心的經(jīng)濟圈等。（2）堅持和運用科學(xué)發(fā)展觀，以中國氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究成果為指導(dǎo)，站在國家高度，謀劃系統(tǒng)建設(shè)；跟蹤當前國際上建立地球觀測系統(tǒng)的形勢，面向氣象科技發(fā)展的前沿，正確把握氣象綜合探測系統(tǒng)的發(fā)展方向；結(jié)合建立中國氣候觀測系統(tǒng)的計劃，落實氣象部門承擔的建設(shè)任務(wù)；結(jié)合大監(jiān)一期工程的建設(shè)成果，既要與其相銜接，又要在其基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新和發(fā)展。（4）堅持效益優(yōu)先，資源共享。建立有利于信息共享的標準體系和政策、法規(guī)環(huán)境，以共享促進應(yīng)用，最大限度地發(fā)揮氣象信息對國家發(fā)展、經(jīng)濟建設(shè)、社會進步和科技創(chuàng)新的支撐作用，充分發(fā)揮氣象信息在國民經(jīng)濟各部門的資源性作用。項目建設(shè)既要考慮技術(shù)的先進性，又要考慮技術(shù)的成熟性，還要與全國各地臺站的實際情況相結(jié)合，并要充分考慮項目在技術(shù)、經(jīng)濟、實施等方面的可行性。在系統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)中，既要重視“硬件”系統(tǒng)建設(shè)，更要重視“軟件”和應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。（7）堅持正確的現(xiàn)代化觀，重視系統(tǒng)建設(shè)中各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展。瞄準國際大氣探測先進水平，利用各種先進、成熟的探測和信息技術(shù)，基本形成門類比較齊全、站網(wǎng)密度適宜、布局合理、自動化程度較高的綜合觀測體系，初步建立具有較高時、空分辨率和探測精度、運行持續(xù)穩(wěn)定的綜合觀測網(wǎng)系統(tǒng)，并建立相應(yīng)技術(shù)支持和保障體系。建立協(xié)調(diào)、統(tǒng)一與規(guī)范的信息采集和分發(fā)系統(tǒng)，并實現(xiàn)多學(xué)科、跨部門的資源共享和合作。通過本工程的建設(shè)，我國地面氣象觀測將全面實現(xiàn)自動化。實現(xiàn)探空站網(wǎng)由目前單一的、無線電探空測風(fēng)探測網(wǎng)，向以遙測為基準、遙感為主體的綜合高空探測網(wǎng)跨越。形成資源配置合理、技術(shù)水平先進、響應(yīng)快速、能基本滿足國家戰(zhàn)略需求和相關(guān)學(xué)科發(fā)展需要，并與國際接軌的大氣成分一體化業(yè)務(wù)觀測體系，增強對我國各類氣候、地域有代表性的站點和對全球及區(qū)域氣候、環(huán)境