气象综合探测业务
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Polar Orbiting Satellites
近极地太阳同步轨道卫星： 轨道平面的倾角接近90°， 且与太阳始终保持相对固 定的取向。轨道的高度较 低，周期较短。
静止气象卫星
Geostationary Orbiting Satellites
地球同步轨道卫星：轨道 平面的倾角等于0°，与 地球赤道平面重合，且与 地球自转始终保持同样的 角速度和方向。
世界气象组织(WMO)主要观测系统
全球天气监测计划 WWW （ World Weather Watch ） 全球观测系统 GOS （ Global Observing System ） 全球大气监测（GAW） 世界水文循环观测系统（WHYCOS） 全球陆地水文监测网（GTN-H）
Global Observing System (GOS)
全球海洋观测系统 全球陆地观测系统
(GCOS)
(GOOS) (GTOS)
国际科学联合会
联合国环境署
(ICSU)
(UNEP) (UNESCO/IOC)
联合国科教文组织国际海洋委员会
世界气象组织 （WMO）
我国有34个站纳入其中
海洋综合观测系统
Integrated Ocean Observing System
全球综合地球观测系统 GEOSS Global Earth Observation System of System 全球地球观测系统十年执行计划
将这些观测集合为一体，综合研究这些观测要素的相互作用。
在2005年2月17日比利时布鲁塞尔召开的第三次 地球观测高峰会上通过，近60个国家共同签署
GEOSS: A Global, Coordinated, Comprehensive
知识 将观测转化为高级形式： 信息 产品 数据
观测系统的分类
(以传感器工作所在的空间位置进行分类) 地基观测系统 (Ground-based) : 传感器位于地球表面， 或直接架设在地球表面的观测系统，例如：各类 地面观测站 (In Situ)，海洋浮标站观测等；
空基观测 (Air-borne) ：传感器位于地球表面以上， 但是在大气层以内的观测系统，例如：无线电探 空、飞机观测等； 天基观测 (Space-based) ：传感器位于地球大气层以 外的观测系统，例如：气象卫星。
Latest Update: 06/03/2008 05:59 UTC) - 3115 Active Floats
WMO Space Global Observing
Earth Observation Summit I
34
Nations
20
International Organizations
地球观测部长级高峰会
特点：我国首次携带11台探测仪器的卫星平台
FY-1携带仪器
（1）可见光和红外扫描辐射计 （2）空间环境探测器 FY-1A,1B 5 通道 FY-1C,1D 10 通道 FY-3 特点： 光谱范围广，探测通道多， 空间分辨率高 ◆紫外、可见、红外、微波（FY-1 仅可见和红外） ◆共99个光谱通道（FY-1有10个可 见和红外） ◆ 250m分辨率(5个通道) （3） （4） （5） （6）
气象综合探测业务
中国气象局干部学院 吕文忠 2012年5月
努力实现气象事业发展目标
用三年左右时间，初步建立基本满足国家需求、
结构完善、布局合理、功能齐备、
具有世界先进水平的现代气象业务体系。
加快发展公共气象服务业务 大力发展气象预报预测业务
科学发展综合气象观测业务
现 代 气 象 业 务 体 系
提
气象观测发展简史
1、气象要素定量测量阶段 1593年，意大利 伽利略 （G.Galileo）发明 气体温度表 1643年，意大利 托里拆利（ E.Torricelli）发明 水银气压表 1664年, 法国 巴黎天文台开始气象观测 1820年，德国 勃伦特斯（H.W.Brandes）绘制第一张等压线图 1860年，英国 用电话收集天气报告，绘制天气图并发布 1872年, 中国 上海徐家汇建立观象台，开始气象观测工作 1912年, 中国 在北京成立中央观象台，1915年开始绘制天气图 2、高空大气探测发展阶段 十八世纪至二十世纪初，用风筝和气球进行气象探索性测量 1927年，法国 布洛（R.Bureau) 用无线探空仪进行高空探测 1940年，美国 开始测风雷达跟踪气球进行高空风探测
Ship observations
ASAP
Moorings
Drifting buoy
WMO/OMM
JCOMMOPS Argo
in situ Observing Platform Support System
我国300多万平方公里的海域基本上没有地基和空基观测 系统。海洋气象观测是我国气象观测最薄弱系统之一。
现代气象观测业务——利用先进的技术，能适 应预报业务需求的一体化综合气象观测系统
综合气象观测：对各种尺度的大气和地球表面状
态要素、参数和制约其变化的物理、化学、生物特征 及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定，并对 获得的记录进行整理的过程。
气象观测的基本原则
1、代表性
观测记录不仅要反映测点的气象状况，而且
WMO/OMM
全球表面观测基本站
全球区域基本天气观测网(RBSNs)
4000个台站
全球高空（天气）观测站:900个
我国参加数据交换的87个站为全球天气预报作出贡献
全球温室气体(二氧化碳)观测
（我国瓦里关山观测站是重要观测站之一）
全球大气化学观测
几个全球联合观测计划
全球气候观测系统
美国华盛顿(2003.7.31)
地球观测组织 GEO Group on Earth Observation
成员包括58个国家、欧盟以及 43个国际组织。
地球观测系统 EOS
Earth observation systems
由天基、空基和地基对大气、海洋、湖泊和陆地观测 组成。以前这些观测都是分散的，
2、准确性
观测记录真实地反映实际气象状况。
WMO提出了气象观测的仪器系统所要求的和可达到的 准确度。
使用良好的仪器系统进行正确操作可达到所规定的 准确度。但在实践中，并非总能维持这种情况。 良好的观测实践需要熟练的技能、培训、装备和支 持。这些条件并非总能在足够程度上具备。
3、比较性
不同地方的地面气象观测站在同一时间观测的 同一气象要素值，或同一个气象站在不同时间观测的 同一气象要素值能进行比较，从而能分别表示出气象 要素的地区分布特征和随时间的变化特点。 气象观测必须按照气象站的设置、仪器架设与操 作的类型和条件而定。使用者可能需要知道观测的环 境。在气候研究中，必须详细地考查气象站的历史沿 革。这一点现在变得特别重要。
要反映测点周围一定范围内的平均气象状况。 观测资料所需要的密度或分辨率，与分析和应用相适应 的各种现象的时间和空间尺度两者均有关。水平尺度同现 象的时间尺度密切相关。 气象观测根据其用途应使之具有代表性。例如，天气观 测站典型的代表区域需要达到其周围100km的范围，以便确 定中尺度和较大尺度的现象。对于小尺度或局地的应用来 说，代表区域可能为10km大小或更小。 气象站的暴露状况是决定其代表性的关键因素。气象站 的代表性误差要远大于单纯的仪器系统的误差。
and Sustained System of Observing Systems
GEOSS的地球观测应用拓展到九大领域
综合气象观测系统发展趋势
由天基、空基和地基观测系统组成的立体观测网 从地面、高空到星际空间、从区域范围到全球空 间尺度、从大气物理参数到大气化学微量成分、以及 涵盖海洋、陆地、生态、环境等领域的长期不间断的 综合观测 从人工观测到自动化遥感遥测，从定性观测到定量 观测，从以地基观测为主到以天基观测为主，固定观 测与移动观测相结合 综合利用多种手段、多种技术，实现高精度、高 时空分辨率、连续、自动、一体化定量观测，各种观 测数据的融合和共享能力明显提高 观测与预报的互动
气象观测来自百度文库展简史
3、大气遥感探测发展阶段 1945年第二次世界大战结束前夕，美国将雷达应用于气象观测 1960年4月美国第一颗气象卫星泰罗斯—1号发射成功 1966年地球静止卫星云图传真成功，可以探测大范围大气参量连 续变化。 4、现代气象综合观测系统的发展
附注：
直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质 的变化，得到描述大气状况的气象参数。 包括现场测量和遥测方式 遥感探测：根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化， 反演出大气中气象要素的变化。 可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。
遥感应用向定量和地球系统领域发展
风云系列气象卫星发射时间表
1988.09.07 风云一号A星 试验 在轨39天
1990.09.03 1999.05.10
2002.05.15 2008.05.27 1997.06.10 2000.06.25 2004.10.19 2006.12.08 2008.12.23
风云一号B星 风云一号C星
风云一号D星 风云三号A星 风云二号A星 风云二号B星 风云二号C星 风云二号D星 风云二号E星
试验 业务
业务 试验 试验 试验 业务 业务 业务
在轨165天 在轨6年5个月
在轨运行 在轨试运行 间断运行 间断运行 在轨运行 在轨运行 在轨存储
中国极轨气象卫星观测系统
风云三号的发展目标和主要任务 发展目标： 实现全球、全天候、多光谱、三维定量探测，
The purpose of GOS is to provide, from all parts of the globe and from outer space, high-quality, standardized observations of the state of the atmosphere and ocean surface for the preparation of weather analyses, forecasts and warnings and for other applications in support of WMO programmes and related environmental WMO/OMM programmes.
天基观测系统发展趋势
卫星遥感向对地综合观测发展
把气象、海洋、环境、资源、地震等不同观测目的的不同 应用目的的多种遥感仪器集中于一个观测平台
遥感探测向“四高两全一多”发展
高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率、高辐射精度 以及全球、全天候、多波段观测
向主动和被动多源遥感相结合方向发展
寻求有效的多源信息融合算法，将微波、红外、可见光多频 段多通道、主动与被动等多源遥感数据融合，提供更确定、 更丰富的定量信息。
纲
一、大气探测业务概述
二、天基气象观测业务系统
三、空基气象观测业务系统
四、地基气象观测业务系统
一、大气探测业务概述
―气象探测，是指利用科技手段对大气和近地层的大气物理过 程、现象及其化学性质等进行系统观察和测 量。” — —— 中华人民共和国气象法
大气探测，借助各种仪器和装备，对大气的物理和化学特性进 行的直接或间接的探测。 —— 中国气象事业发展战略研究 气象观测是气象工作的基础。地面气象观测是对地球表面一定 范围内的气象状况及其变化过程进行系统地、连续地观察 和测定，为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和 气象服务提供重要的依据。 —— 地面气象观测规范 大气探测学主要研究大气状态和过程的信息探测技术、探测方 法和信息处理技术，是大气科学的重要分支，大气科学的 基础学科，并使基础理论与现代科学技术相结合，形成多 学科交叉融合的独立学科，处于大气科学发展的前沿。
争取达到国际先进水平
主要任务： 1. 为天气预报，特别为中期数值天气预报提
供全球的温、湿、压、云、辐射等参数 2. 监测大范围自然灾害和生态环境
3. 研究全球环境变化，探索全球气候变化规 律，并为气候诊断和预测提供所需的地球物 理参数 4. 为军事气象和航空、航海等专业气象服务 提供全球及地区的气象信息
气象综合观测业务系统
天基气象观测业务系统
高轨道、低轨道、小卫星 空基气象观测业务系统 飞机、气球、火箭 地基气象观测业务系统 地面气象观测系统 地基遥感探测系统 地基气候观测系统 地基移动观测系统 大气边界层探测系统 中高层大气探测系统 气象观测运行监控和技术保障
二、天基气象观测业务系统
由星上探测器从宇宙空间遥感地球环境 ， 获得气象要素和地表参数 极轨气象卫星
近极地太阳同步轨道卫星： 轨道平面的倾角接近90°， 且与太阳始终保持相对固 定的取向。轨道的高度较 低，周期较短。
静止气象卫星
Geostationary Orbiting Satellites
地球同步轨道卫星：轨道 平面的倾角等于0°，与 地球赤道平面重合，且与 地球自转始终保持同样的 角速度和方向。
世界气象组织(WMO)主要观测系统
全球天气监测计划 WWW （ World Weather Watch ） 全球观测系统 GOS （ Global Observing System ） 全球大气监测（GAW） 世界水文循环观测系统（WHYCOS） 全球陆地水文监测网（GTN-H）
Global Observing System (GOS)
全球海洋观测系统 全球陆地观测系统
(GCOS)
(GOOS) (GTOS)
国际科学联合会
联合国环境署
(ICSU)
(UNEP) (UNESCO/IOC)
联合国科教文组织国际海洋委员会
世界气象组织 （WMO）
我国有34个站纳入其中
海洋综合观测系统
Integrated Ocean Observing System
全球综合地球观测系统 GEOSS Global Earth Observation System of System 全球地球观测系统十年执行计划
将这些观测集合为一体，综合研究这些观测要素的相互作用。
在2005年2月17日比利时布鲁塞尔召开的第三次 地球观测高峰会上通过，近60个国家共同签署
GEOSS: A Global, Coordinated, Comprehensive
知识 将观测转化为高级形式： 信息 产品 数据
观测系统的分类
(以传感器工作所在的空间位置进行分类) 地基观测系统 (Ground-based) : 传感器位于地球表面， 或直接架设在地球表面的观测系统，例如：各类 地面观测站 (In Situ)，海洋浮标站观测等；
空基观测 (Air-borne) ：传感器位于地球表面以上， 但是在大气层以内的观测系统，例如：无线电探 空、飞机观测等； 天基观测 (Space-based) ：传感器位于地球大气层以 外的观测系统，例如：气象卫星。
Latest Update: 06/03/2008 05:59 UTC) - 3115 Active Floats
WMO Space Global Observing
Earth Observation Summit I
34
Nations
20
International Organizations
地球观测部长级高峰会
特点：我国首次携带11台探测仪器的卫星平台
FY-1携带仪器
（1）可见光和红外扫描辐射计 （2）空间环境探测器 FY-1A,1B 5 通道 FY-1C,1D 10 通道 FY-3 特点： 光谱范围广，探测通道多， 空间分辨率高 ◆紫外、可见、红外、微波（FY-1 仅可见和红外） ◆共99个光谱通道（FY-1有10个可 见和红外） ◆ 250m分辨率(5个通道) （3） （4） （5） （6）
气象综合探测业务
中国气象局干部学院 吕文忠 2012年5月
努力实现气象事业发展目标
用三年左右时间，初步建立基本满足国家需求、
结构完善、布局合理、功能齐备、
具有世界先进水平的现代气象业务体系。
加快发展公共气象服务业务 大力发展气象预报预测业务
科学发展综合气象观测业务
现 代 气 象 业 务 体 系
提
气象观测发展简史
1、气象要素定量测量阶段 1593年，意大利 伽利略 （G.Galileo）发明 气体温度表 1643年，意大利 托里拆利（ E.Torricelli）发明 水银气压表 1664年, 法国 巴黎天文台开始气象观测 1820年，德国 勃伦特斯（H.W.Brandes）绘制第一张等压线图 1860年，英国 用电话收集天气报告，绘制天气图并发布 1872年, 中国 上海徐家汇建立观象台，开始气象观测工作 1912年, 中国 在北京成立中央观象台，1915年开始绘制天气图 2、高空大气探测发展阶段 十八世纪至二十世纪初，用风筝和气球进行气象探索性测量 1927年，法国 布洛（R.Bureau) 用无线探空仪进行高空探测 1940年，美国 开始测风雷达跟踪气球进行高空风探测
Ship observations
ASAP
Moorings
Drifting buoy
WMO/OMM
JCOMMOPS Argo
in situ Observing Platform Support System
我国300多万平方公里的海域基本上没有地基和空基观测 系统。海洋气象观测是我国气象观测最薄弱系统之一。
现代气象观测业务——利用先进的技术，能适 应预报业务需求的一体化综合气象观测系统
综合气象观测：对各种尺度的大气和地球表面状
态要素、参数和制约其变化的物理、化学、生物特征 及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定，并对 获得的记录进行整理的过程。
气象观测的基本原则
1、代表性
观测记录不仅要反映测点的气象状况，而且
WMO/OMM
全球表面观测基本站
全球区域基本天气观测网(RBSNs)
4000个台站
全球高空（天气）观测站:900个
我国参加数据交换的87个站为全球天气预报作出贡献
全球温室气体(二氧化碳)观测
（我国瓦里关山观测站是重要观测站之一）
全球大气化学观测
几个全球联合观测计划
全球气候观测系统
美国华盛顿(2003.7.31)
地球观测组织 GEO Group on Earth Observation
成员包括58个国家、欧盟以及 43个国际组织。
地球观测系统 EOS
Earth observation systems
由天基、空基和地基对大气、海洋、湖泊和陆地观测 组成。以前这些观测都是分散的，
2、准确性
观测记录真实地反映实际气象状况。
WMO提出了气象观测的仪器系统所要求的和可达到的 准确度。
使用良好的仪器系统进行正确操作可达到所规定的 准确度。但在实践中，并非总能维持这种情况。 良好的观测实践需要熟练的技能、培训、装备和支 持。这些条件并非总能在足够程度上具备。
3、比较性
不同地方的地面气象观测站在同一时间观测的 同一气象要素值，或同一个气象站在不同时间观测的 同一气象要素值能进行比较，从而能分别表示出气象 要素的地区分布特征和随时间的变化特点。 气象观测必须按照气象站的设置、仪器架设与操 作的类型和条件而定。使用者可能需要知道观测的环 境。在气候研究中，必须详细地考查气象站的历史沿 革。这一点现在变得特别重要。
要反映测点周围一定范围内的平均气象状况。 观测资料所需要的密度或分辨率，与分析和应用相适应 的各种现象的时间和空间尺度两者均有关。水平尺度同现 象的时间尺度密切相关。 气象观测根据其用途应使之具有代表性。例如，天气观 测站典型的代表区域需要达到其周围100km的范围，以便确 定中尺度和较大尺度的现象。对于小尺度或局地的应用来 说，代表区域可能为10km大小或更小。 气象站的暴露状况是决定其代表性的关键因素。气象站 的代表性误差要远大于单纯的仪器系统的误差。
and Sustained System of Observing Systems
GEOSS的地球观测应用拓展到九大领域
综合气象观测系统发展趋势
由天基、空基和地基观测系统组成的立体观测网 从地面、高空到星际空间、从区域范围到全球空 间尺度、从大气物理参数到大气化学微量成分、以及 涵盖海洋、陆地、生态、环境等领域的长期不间断的 综合观测 从人工观测到自动化遥感遥测，从定性观测到定量 观测，从以地基观测为主到以天基观测为主，固定观 测与移动观测相结合 综合利用多种手段、多种技术，实现高精度、高 时空分辨率、连续、自动、一体化定量观测，各种观 测数据的融合和共享能力明显提高 观测与预报的互动
气象观测来自百度文库展简史
3、大气遥感探测发展阶段 1945年第二次世界大战结束前夕，美国将雷达应用于气象观测 1960年4月美国第一颗气象卫星泰罗斯—1号发射成功 1966年地球静止卫星云图传真成功，可以探测大范围大气参量连 续变化。 4、现代气象综合观测系统的发展
附注：
直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质 的变化，得到描述大气状况的气象参数。 包括现场测量和遥测方式 遥感探测：根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化， 反演出大气中气象要素的变化。 可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。
遥感应用向定量和地球系统领域发展
风云系列气象卫星发射时间表
1988.09.07 风云一号A星 试验 在轨39天
1990.09.03 1999.05.10
2002.05.15 2008.05.27 1997.06.10 2000.06.25 2004.10.19 2006.12.08 2008.12.23
风云一号B星 风云一号C星
风云一号D星 风云三号A星 风云二号A星 风云二号B星 风云二号C星 风云二号D星 风云二号E星
试验 业务
业务 试验 试验 试验 业务 业务 业务
在轨165天 在轨6年5个月
在轨运行 在轨试运行 间断运行 间断运行 在轨运行 在轨运行 在轨存储
中国极轨气象卫星观测系统
风云三号的发展目标和主要任务 发展目标： 实现全球、全天候、多光谱、三维定量探测，
The purpose of GOS is to provide, from all parts of the globe and from outer space, high-quality, standardized observations of the state of the atmosphere and ocean surface for the preparation of weather analyses, forecasts and warnings and for other applications in support of WMO programmes and related environmental WMO/OMM programmes.
天基观测系统发展趋势
卫星遥感向对地综合观测发展
把气象、海洋、环境、资源、地震等不同观测目的的不同 应用目的的多种遥感仪器集中于一个观测平台
遥感探测向“四高两全一多”发展
高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率、高辐射精度 以及全球、全天候、多波段观测
向主动和被动多源遥感相结合方向发展
寻求有效的多源信息融合算法，将微波、红外、可见光多频 段多通道、主动与被动等多源遥感数据融合，提供更确定、 更丰富的定量信息。
纲
一、大气探测业务概述
二、天基气象观测业务系统
三、空基气象观测业务系统
四、地基气象观测业务系统
一、大气探测业务概述
―气象探测，是指利用科技手段对大气和近地层的大气物理过 程、现象及其化学性质等进行系统观察和测 量。” — —— 中华人民共和国气象法
大气探测，借助各种仪器和装备，对大气的物理和化学特性进 行的直接或间接的探测。 —— 中国气象事业发展战略研究 气象观测是气象工作的基础。地面气象观测是对地球表面一定 范围内的气象状况及其变化过程进行系统地、连续地观察 和测定，为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和 气象服务提供重要的依据。 —— 地面气象观测规范 大气探测学主要研究大气状态和过程的信息探测技术、探测方 法和信息处理技术，是大气科学的重要分支，大气科学的 基础学科，并使基础理论与现代科学技术相结合，形成多 学科交叉融合的独立学科，处于大气科学发展的前沿。
争取达到国际先进水平
主要任务： 1. 为天气预报，特别为中期数值天气预报提
供全球的温、湿、压、云、辐射等参数 2. 监测大范围自然灾害和生态环境
3. 研究全球环境变化，探索全球气候变化规 律，并为气候诊断和预测提供所需的地球物 理参数 4. 为军事气象和航空、航海等专业气象服务 提供全球及地区的气象信息
气象综合观测业务系统
天基气象观测业务系统
高轨道、低轨道、小卫星 空基气象观测业务系统 飞机、气球、火箭 地基气象观测业务系统 地面气象观测系统 地基遥感探测系统 地基气候观测系统 地基移动观测系统 大气边界层探测系统 中高层大气探测系统 气象观测运行监控和技术保障
二、天基气象观测业务系统
由星上探测器从宇宙空间遥感地球环境 ， 获得气象要素和地表参数 极轨气象卫星