海洋天气观测的进展
海洋气象观测仪器的自动化与智能化发展
![海洋气象观测仪器的自动化与智能化发展](https://img.taocdn.com/s3/m/bbcf9077cec789eb172ded630b1c59eef9c79a7d.png)
海洋气象观测仪器的自动化与智能化发展自动化和智能化是现代科技发展的重要趋势,而海洋领域作为人类的最后一个未知领域之一,也积极推动着海洋气象观测仪器的自动化与智能化发展。
海洋气象观测仪器的自动化和智能化发展,不仅可以提高观测效率和准确性,还能够提供更为精确的气象数据,为海洋天气预报、海洋灾害预警以及海洋生态保护等方面提供重要支持。
首先,海洋气象观测仪器的自动化发展逐渐取代了传统的手动观测方式。
传统的海洋气象观测需要人们不断进行现场观测和记录,这不仅费时费力,还存在人为因素导致观测结果不准确的问题。
而自动化观测仪器的应用,使得海洋气象观测的过程可自动完成,大大提高了观测效率。
自动化观测仪器能够按照设定的程序和频率进行观测,无需人工干预,从而减少了人为误差,确保了观测数据的准确性。
其次,海洋气象观测仪器的智能化发展使得观测仪器具备了更多的智能功能。
传统的海洋气象观测仪器只能提供基础的观测数据,而智能化观测仪器能够根据实际需求提供更为多样化的数据。
通过智能算法的应用,观测仪器具备了数据分析、处理和预测的能力,能够识别出异常气象事件,并进行实时预警。
智能化观测仪器还能够与其他仪器进行数据融合,提供更全面的海洋气象信息。
同时,海洋气象观测仪器的自动化和智能化发展也促进了观测设备的网络化和远程控制。
传统的海洋气象观测通常需要人员前往观测点进行设备安装和数据采集,而现在的自动化和智能化观测设备可以通过无线网络实现数据的远程传输和控制。
这样的发展不仅能够减少人员的出行成本和工作强度,还能够实现观测数据的实时传输和共享,提高了观测数据的广泛应用性。
在海洋气象观测仪器的自动化和智能化发展过程中,也面临着一些挑战。
首先是传感器技术的改进。
观测仪器依赖于传感器获取各种环境数据,传感器的性能直接影响到观测仪器的准确度和可靠性。
因此,传感器技术的改进是实现仪器自动化和智能化的关键所在。
其次是对大数据的处理和分析能力的要求。
随着观测仪器自动化和智能化程度的提高,获取的观测数据也呈现爆炸性增长的趋势,如何对海量数据进行高效的存储、处理和分析,是海洋气象观测仪器发展过程中亟待解决的问题。
遥感技术在海洋温度异常监测中的应用案例分析
![遥感技术在海洋温度异常监测中的应用案例分析](https://img.taocdn.com/s3/m/28557d28e55c3b3567ec102de2bd960590c6d9cc.png)
遥感技术在海洋温度异常监测中的应用案例分析概述海洋温度异常监测是一项关乎自然环境和人类社会发展的重要任务。
随着遥感技术的发展,其在海洋温度异常监测中的应用已经取得了显著的成果。
本文将通过分析几个具体的应用案例,探讨遥感技术在海洋温度异常监测中的具体应用及其优势。
案例一:印度洋热带海域的温度异常监测遥感技术在监测印度洋热带海域的温度异常方面发挥了重要作用。
通过利用卫星遥感数据,科学家们能够获取到大范围的海洋温度分布图,从而及时发现异常的海洋温度变化。
例如,1998年印度洋发生的“厄尔尼诺”事件就是通过遥感技术首次发现的。
当时的印度洋温度异常引发了大规模的气候变化,影响了全球的气候格局。
遥感技术的优势在于其能够提供大范围、高分辨率的海洋温度监测数据。
而且,遥感技术具有多源数据融合能力,能够综合利用不同传感器获取的数据,提高监测的效果和准确性。
通过遥感技术,科学家们能够实时监测海洋温度异常的发生和演变,为海洋环境管理和灾害防治提供重要的参考依据。
案例二:南极洲海域的冰川融化监测南极洲的冰川融化对全球海平面上升有着重大的影响。
然而,传统的地面监测方法在南极洲海域存在一系列的困难和挑战。
遥感技术通过卫星遥感数据的获取与分析,为南极洲海域的冰川融化监测提供了一种有效的手段。
利用遥感技术,科学家们能够获取到南极洲海域的冰川融化过程的时空变化图像。
通过对这些图像的分析和比较,他们能够准确监测和评估南极洲海域的冰川融化情况,并预测其对海平面上升的潜在影响。
此外,遥感技术还能够提供冰川融化的趋势分析和风险评估,为应对气候变化和海平面上升提供科学依据。
案例三:东海蓝藻水华监测东海是我国重要的渔场和海洋经济开发区,然而,由于环境污染等因素,东海蓝藻水华问题日益突出。
传统的监测方法费时费力且覆盖面有限,无法满足实时监测的需求。
遥感技术的应用为东海蓝藻水华监测提供了一种高效的解决方案。
利用卫星遥感数据,科学家们能够获取到大范围的东海水域的蓝藻水华分布图像,实现对蓝藻水华的快速监测。
推动温州近海海洋气象观测高质量发展的具体建议
![推动温州近海海洋气象观测高质量发展的具体建议](https://img.taocdn.com/s3/m/f4aac442dc36a32d7375a417866fb84ae45cc329.png)
推动温州近海海洋气象观测高质量发展的具体建议在温州这片美丽的海域,海洋气象观测可真是一个重要的课题啊。
想象一下,海浪拍打着岸边,阳光洒在海面上,渔船在水面上悠然自得,真是让人心情愉悦。
不过,想要这些美好的景象持续下去,咱们得好好研究一下海洋气象,确保不出乱子。
说到这里,得提提我们现有的观测手段。
现在的仪器虽然也不赖,但总觉得有些“老古董”了。
现代科技日新月异,咱们的观测设备也应该跟上时代步伐。
换句话说,得给这些仪器“升级换代”一下,让它们更智能、更精准。
想象一下,用上最新的传感器,能够实时监测海洋的变化,真是太棒了!那样一来,咱们可以第一时间了解天气情况,做好防范,减少意外。
再说说观测数据的分析。
数据多了,信息就好像大海里的水,深不可测。
咱们得用更好的分析工具,把这些数据变成有用的信息。
你知道的,光有数据没有分析,跟瞎子摸象没啥区别。
所以,咱们要培养一批专业的人才,懂得如何从这些“海量”数据中找出关键点。
可以考虑与高校合作,开展一些实践项目,让学生们参与进来,既能锻炼他们的动手能力,又能为我们培养未来的海洋气象专家,真是一举多得。
咱们得把这些信息分享给公众。
海洋气象不是某个科研机构的“私家菜”,而是大家都应该关心的话题。
要让渔民、旅游者、甚至普通市民都能了解到最新的海洋天气信息。
可以通过手机APP、微信公众号,甚至是在海边的电子显示屏,及时更新天气预报和海洋预警。
你想想,渔民们要出海,知道天气变化,那可是关系到安全的事儿。
旅游的人们,看到天气好,心情就更愉快,消费也会增加,地方经济自然就能蒸蒸日上。
咱们还得加强国际合作,看看别人是怎么做的。
海洋气象观测可不是咱们温州一家独大的事情,世界各国都有自己的经验和技术。
可以借鉴先进国家的做法,参加一些国际会议,和其他国家的专家交流。
这不仅能拓宽咱们的视野,也能吸引外资和技术进驻,推动咱们本土技术的发展。
想想看,咱们在国际舞台上发光发热,那可是多么自豪的事情啊!同时,也不能忽视公众的参与。
海洋温度与盐度观测技术解析与数据处理方法
![海洋温度与盐度观测技术解析与数据处理方法](https://img.taocdn.com/s3/m/662ffebe82d049649b6648d7c1c708a1284a0a28.png)
海洋温度与盐度观测技术解析与数据处理方法引言海洋是地球重要的组成部分,对于地球的气候变化、生态系统、经济与人类生活都有着深远影响。
其中,海洋温度和盐度是海洋环境中的两个重要指标,对于海洋环流、气候变化、海洋生物和海洋资源的研究具有重要意义。
在本文中,我们将重点探讨海洋温度与盐度的观测技术解析和数据处理方法。
一、海洋温度观测技术解析1.1 海洋温度观测技术的发展历程海洋温度观测技术的发展可以追溯到19世纪初,当时的主要方法是利用海水表面的温度藻类和观测船只携带的温度计进行测量。
随着科学技术的进步,出现了更加先进的温度观测技术,如深海浮标、卫星遥感等。
而近年来,随着潜水器、浮标和船只等观测设备的不断发展,海洋温度观测技术也得到了很大的提升。
1.2 海洋温度观测技术的主要方法目前,海洋温度观测技术主要有以下几种方法:1.2.1 常规观测法常规观测法是通过使用船只或潜水器等设备,在不同深度和位置采集海水样品,并在实验室中使用温度计或其他温度测量设备进行测量。
这种方法精度较高,但成本高,操作繁琐。
1.2.2 浮标观测法浮标观测法是通过在海洋中布放浮标,浮标上配备有温度传感器,浮标会自动记录海水温度的变化,并将数据传送给地面接收站。
这种方法能够实时监测海洋温度,但观测数据受浮标密度和分布的影响。
1.2.3 卫星遥感法卫星遥感法是利用卫星上的热成像仪等设备对海洋表面温度进行观测。
这种方法可以大范围、高时间分辨率地获取海洋温度数据,但无法获取深层海水的温度。
二、海洋盐度观测技术解析2.1 海洋盐度观测技术的原理海洋盐度观测技术是通过测量海水中盐度的含量来确定海洋盐度。
海水中的盐度主要由溶解于其中的盐类的质量浓度决定。
2.2 海洋盐度观测技术的主要方法目前,海洋盐度观测技术主要有以下几种方法:2.2.1 地面收集法地面收集法是通过收集海水样品并在实验室中对其盐度进行测量。
这种方法精确度较高,但需要大量采样和实验室分析,工作量较大。
新型海洋观测技术研究与应用
![新型海洋观测技术研究与应用](https://img.taocdn.com/s3/m/58a705596ad97f192279168884868762caaebba0.png)
新型海洋观测技术研究与应用沉睡于地球表面的70%是海洋,全球海洋充满了未知的奇妙之处。
海洋深处是一个未知的世界,通过海洋观测技术的研究与应用,可以更好地了解这个全球最大、最为广阔的资源。
一、海洋观测技术的发展历程人类使用最原始的方法而发展出来的海洋观测技术是风帆和船只。
但是时间不断发展,人类开始使用更加高效和先进的海洋观测技术,以了解海洋深处的秘密。
目前的海洋观测技术已经包括了遥感技术、海洋探测技术和海底探测技术,在实现海洋生命的研究和利用海洋资源以及保护海洋环境方面起到了重要作用。
二、遥感技术在海洋观测中的应用遥感技术可以通过卫星为观测人员提供最新的海洋信息,便于他们了解海洋面积和深度,并探测海面的风浪等状况。
此外,遥感技术还可以采集云的分布,太阳辐射、海面温度等重要数据,帮助科学家们更好地了解海洋生命及其他海洋生态环境的情况。
三、海洋探测技术在实现海洋资源的开发中的作用现如今,海洋是人类未来发展的重要领域,因此海洋资源的开发是一个热门问题。
对于海底的矿产资源、油气开采等研究,海洋探测技术更是起了至关重要的作用。
海底勘探设备可以通过船只或水下测量器材分析海洋底部地质状况,挖掘海底矿产资源、气田以及埋藏在海底的化石燃料。
海洋探测技术的发展,使得石油天然气公司和矿业公司能够更有效地利用海洋资源。
四、海洋测控技术在环境保护方面的应用生物多样性和海洋环境的保护是海洋观测之中非常重要的一个环节。
为此,科学家们特别注重开发海洋测控技术,目的是保护生态系统和维护海洋环境的稳定与均衡。
例如,通过浮标,散布在海洋上的自动采样器和监测设备等,可以在海洋中传送环境数据、水质状况、物理学和生物学细节等方面的信息,科学家们可以更好地观测到海洋环境的变化并及时采取保护措施。
总结在海洋观测技术的研究和运用中,科学家们通过各种各样的手段和技术深入探索海底等未知区域,以便我们获得更好的了解和认识海洋的知识。
新型海洋观测技术的研究与应用正在悄然发生,这将会引导我们对于海洋更广阔地认识和更全面的应用,同时也将促进我们更好地探索和保护海洋资源的可持续性利用。
气象技术在海洋科学中的应用
![气象技术在海洋科学中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/35f07d2e03768e9951e79b89680203d8cf2f6a0b.png)
气象技术在海洋科学中的应用海洋,这一占据了地球表面约 71%的广阔领域,一直以来都是人类探索与研究的重要对象。
而气象技术的不断发展与应用,为我们深入了解海洋的奥秘、开发利用海洋资源以及保障海洋活动的安全提供了强有力的支持。
气象技术在海洋科学中的应用范围广泛,首先要提到的便是海洋气象观测。
传统的海洋气象观测手段主要依赖于船舶、浮标和沿岸的气象站。
然而,随着科技的进步,卫星遥感技术的出现彻底改变了这一局面。
卫星能够从太空对大范围的海洋进行连续、同步的观测,获取海表温度、海冰分布、海面风速和风向等重要气象参数。
这些数据对于研究海洋环流、海气相互作用以及预测海洋灾害等具有不可估量的价值。
例如,通过卫星监测到的海表温度异常,可以提前预警厄尔尼诺和拉尼娜现象的发生。
厄尔尼诺现象会导致全球气候模式的改变,给许多地区带来暴雨、干旱等极端天气;而拉尼娜现象则往往伴随着更为寒冷的冬季和干旱的夏季。
准确地监测和预测这些现象,对于农业生产、水资源管理以及防灾减灾都具有重要意义。
海洋中的波浪也是一个重要的气象要素。
先进的波浪监测技术能够实时获取波浪的高度、周期和方向等信息。
这些数据不仅对于航海安全至关重要,也是研究海洋能量传递、海岸侵蚀和海洋工程设计的基础。
在海洋石油开采平台的建设中,准确了解波浪的特性可以帮助工程师设计出更加稳固和安全的结构,以抵御恶劣海况的影响。
气象雷达在海洋气象监测中也发挥着重要作用。
它可以探测到海上的风暴、龙卷风和强对流天气等。
对于海上航行的船只和海上作业的平台来说,及时获取这些气象信息能够提前采取防范措施,避免人员伤亡和财产损失。
此外,气象雷达还能够监测到海面上的降水分布,为研究海洋水文循环和气候变化提供数据支持。
在海洋科学研究中,数值天气预报模型是气象技术的又一重要应用。
这些模型将大气和海洋的物理过程进行数学描述,并通过计算机模拟来预测未来的天气和海洋状况。
通过将海洋观测数据与大气模型相结合,能够更准确地预测风暴潮、海啸等海洋灾害的发生,为沿海地区的居民提供及时的预警和撤离指导。
海洋气象观测服务的国内外比较研究
![海洋气象观测服务的国内外比较研究](https://img.taocdn.com/s3/m/58d0f707bf23482fb4daa58da0116c175f0e1e34.png)
海洋气象观测服务的国内外比较研究海洋气象观测服务是一项关键的任务,可以帮助人们更好地了解和预测海洋天气条件。
海洋气象观测服务的国内外比较研究是一项重要的工作,可以帮助我们了解各国在这方面的发展情况,并通过借鉴和合作提高我国的海洋气象观测服务水平。
首先,让我们来了解一下国内的海洋气象观测服务状况。
我国在海洋气象观测方面取得了一系列重要进展。
国家海洋局和中国气象局一直致力于建设和改善我国的海洋气象观测网络,包括在海上建设气象浮标、固定站和岸基遥感设备等。
这些观测设备能够提供大量的气象和海洋数据,并实现实时数据传输和共享,为气象预报和海洋灾害预警提供有力支持。
然而,尽管我国在海洋气象观测方面取得了很大的进展,仍存在一些挑战。
首先是海洋气象观测设备的覆盖范围不够广泛。
由于我国海洋面积辽阔,观测设备的部署还不够密集,导致某些地区的观测数据不足。
其次是观测设备的自动化程度还不够高。
目前,我国的海洋气象观测设备主要由人工操作,缺乏自动化的监测和管理系统。
这些问题阻碍了我国海洋气象观测服务水平的进一步提高。
与国内相比,国外的海洋气象观测服务在一些方面更为先进。
例如,美国和欧洲国家在气象卫星技术方面取得了重大突破。
他们的气象卫星能够提供高分辨率、高精度的海洋气象观测数据,并实现实时传输和共享。
此外,他们还建立了完善的自动化观测网络,包括气象浮标、固定站和遥感设备等。
这些设备能够实现长时间、大范围的观测,提供精确的海洋气象信息。
另外,国外的海洋气象观测服务还注重数据的开放和共享。
很多国家的气象和海洋机构都将观测数据公开,供科研人员、气象预报员和海事人员使用。
这样的数据共享机制不仅促进了科学研究的进展,也有助于提高预报准确性和应对海洋灾害。
然而,国外的海洋气象观测服务也存在一些挑战和不足之处。
首先是技术和设备的更新换代速度较快。
由于技术的快速发展,导致某些技术设备的更新换代速度非常快,而我国的设备更新速度相对较慢。
因此,我们需要加大技术研发和设备更新的力度,以提高我国的海洋气象观测服务水平。
海洋环境监测技术的新进展
![海洋环境监测技术的新进展](https://img.taocdn.com/s3/m/cd3e8f9d9fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d6c7.png)
海洋环境监测技术的新进展海洋,覆盖了地球表面约 70%的面积,对于地球的生态平衡、气候调节以及人类的生存发展都具有至关重要的作用。
然而,随着人类活动的不断加剧,海洋环境面临着越来越多的挑战,如污染、酸化、海平面上升、生物多样性减少等。
为了更好地保护海洋环境,海洋环境监测技术的发展变得尤为重要。
近年来,随着科技的不断进步,海洋环境监测技术取得了许多新的进展,为我们更深入地了解海洋、保护海洋提供了有力的支持。
一、传感器技术的创新传感器是海洋环境监测中的关键设备,它们能够实时、连续地获取海洋环境中的各种参数。
近年来,传感器技术在精度、稳定性和多功能集成方面取得了显著的进步。
例如,新型的化学传感器能够更精确地检测海水中的微量污染物,如重金属、有机污染物等。
这些传感器采用了先进的材料和制造工艺,提高了检测的灵敏度和选择性,能够在复杂的海洋环境中准确识别目标污染物。
同时,生物传感器的发展也为海洋环境监测带来了新的机遇。
生物传感器利用生物分子(如酶、抗体、核酸等)对特定物质的特异性识别和反应,实现对海洋环境中生物标志物的检测。
例如,通过检测海水中特定藻类产生的毒素,可以及时预警赤潮的发生。
此外,多参数集成传感器的出现使得一次测量能够同时获取多种海洋环境参数,如温度、盐度、溶解氧、pH 值等。
这不仅提高了监测效率,还减少了设备的部署数量和维护成本。
二、卫星遥感技术的应用卫星遥感技术是从太空对地球表面进行大范围、长时间序列的观测,在海洋环境监测中发挥着不可替代的作用。
高分辨率的卫星图像能够清晰地显示海洋表面的特征,如海面温度、叶绿素浓度、海冰分布等。
通过对这些图像的分析,可以了解海洋的物理过程、生态系统的变化以及污染物的扩散情况。
例如,利用红外遥感技术可以监测海面温度的分布,从而研究海洋环流和气候变化的关系。
而通过对叶绿素浓度的遥感监测,可以评估海洋初级生产力和生态系统的健康状况。
此外,合成孔径雷达(SAR)卫星能够在夜间和恶劣天气条件下工作,对海洋表面的风浪、流场等进行监测,为海洋灾害预警和海上航行安全提供重要信息。
海洋气象观测数据的收集与处理技术
![海洋气象观测数据的收集与处理技术](https://img.taocdn.com/s3/m/cb095a8c85254b35eefdc8d376eeaeaad1f31635.png)
海洋气象观测数据的收集与处理技术随着现代科技的快速发展,海洋气象观测数据的收集与处理技术也得到了长足的进步与改善。
海洋气象观测数据对于预测海洋气象状况、保障海上交通安全以及海洋环境保护起着重要的作用。
本文将重点讨论海洋气象观测数据的收集与处理技术。
海洋气象观测数据的收集是指通过各种观测方法和设备获取海洋气象相关的数据。
目前,主要采用以下几种方式进行海洋气象观测数据的收集:1. 卫星观测技术:利用卫星在轨运行,通过遥感仪器获取海洋气象数据。
颗粒物浓度、海洋表面温度、海洋风场等数据通过卫星可以实时观测和记录。
这种观测方法可以覆盖广阔的海域,实现对大范围海域的监测。
2. 浮标观测技术:通过在海上布设浮标,利用浮标上的各种传感器获取海洋气象数据。
这些传感器可以测量海洋表面温度、盐度、气压、风速、风向等数据。
浮标观测技术相对较便宜且易于维护,适用于海上长期观测。
3. 岸基观测技术:在海岸线上布设气象站,通过气象站上的各种气象仪器获取海洋气象数据。
岸基观测技术可以提供更加详细和准确的数据,适用于对特定区域进行深入观测。
除了上述常用的观测技术外,还有其他一些新兴的观测方法,例如无人机观测技术和水下观测技术等,这些技术的不断发展进一步拓宽了海洋气象观测数据的收集范围和准确性。
海洋气象观测数据的处理技术是指对收集到的数据进行整理、分析和应用的过程。
数据处理技术的发展使得研究人员能够更加深入地理解海洋气象的变化规律和趋势。
1. 数据质量控制:数据质量控制是对原始观测数据进行校验和筛选,以确保数据的准确性和可靠性。
数据质量控制过程包括对异常数据的排除、数据的插补以及数据的校正等步骤。
2. 数据分析方法:为了更好地利用海洋气象观测数据,需要运用各种数据分析方法来发掘数据中的信息。
常用的数据分析方法包括时间序列分析、空间插值分析、聚类分析等。
这些方法有助于研究人员理解海洋气象现象的变化规律和内在关系。
3. 数据可视化:数据可视化是将处理后的数据用图表、图像等形式展示出来,使得研究人员能够直观地理解数据中的信息。
茂名博贺海洋气象科学试验基地建设与观测进展
![茂名博贺海洋气象科学试验基地建设与观测进展](https://img.taocdn.com/s3/m/3bb77b7131b765ce050814ab.png)
温 、湿度探测数据 ,对 比检 验了微波辐射计 的探测数据
其 中,阳江探空站与试验基地的纬度接近 , 直线距离约为 8 m。对比结 果显示 :微波辐射计探测的温度廓线在 日 0k
问与 G S探空 、阳江探 空的数据趋势基本吻合 ,夜间的 P
40 2
热
带
气
象学报 Fra bibliotek2 卷 7
表 2 海上综合观测 平台设备 一览
设备 名称
超 声 风温仪
达采用有源相控阵技术 和 L n b r u eug透镜式天线 ,具有较
产地 ,型 号
美 国 C mp e S 3 a blC AT l 英 国 G lR —0 i 35 l
数量
季 风试验 ”S S X) (C ME 取得 了大量 和多种 的大 气与海 洋观 测资料 ,为认识和 了解南海季风爆发 、维持和变化提供了
基础 [; 0 3 9 2 0 年组织 了外场登 陆台风科 学试验(L E , C AT X)
过程 的研究 , 于揭示 灾害天气的机理 , 对 认识短期气 候异 常的规律 , 改善天气和短期气候预测水平有重要 的科 学意
31 定期 设备 维护 、标 定 和更 换 易损 部件 .
在海洋上或海 岸地 区 , 开展外场观测遇到 的首要问题 是: 观测设备受到海盐的腐蚀极为严重。在科学试验基地 的设 备运行过 程中 , 发现许多观测设备的使 用寿命短 、 故 障率高的问题 。如 :Va a MP 5 i l H 4 C温湿度传感器只能 sa 正常使用 6个月左 右 ; 数据采集 电脑等设备 的无故障运行
分 析仪
美Lr0 z 水 茎 国cs 台 化 o 。
我国海洋气象预报业务现状与发展
![我国海洋气象预报业务现状与发展](https://img.taocdn.com/s3/m/4de2a2fb59f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e92415.png)
我国海洋气象预报业务现状与发展我国海洋气象预报业务现状与发展随着全球气候变化的加快和人类活动的扩大,海洋气象预报对于保障人民生命财产安全和促进海洋经济可持续发展的重要性日益凸显。
作为一个海洋大国,我国海洋气象预报业务一直处于不断发展和完善的阶段。
本文将探讨我国海洋气象预报业务的现状和未来的发展方向。
一、我国海洋气象预报业务现状我国的海洋气象预报业务可追溯到20世纪50年代。
经过几十年的发展,我国的海洋气象预报能力已经取得了飞速的进展。
目前,我国已经建立起了覆盖全球大部分海域的观测网和数据库,形成了较为完善的海洋气象资料资源。
1. 海洋观测能力的提升我国海洋气象观测能力的提升是保障准确预报的基础。
通过在全球主要海洋区域建设气象观测站和船舶观测,我国实现了对海洋气象数据的实时观测,形成了具有国际竞争力的海洋气象数据资源。
2. 数值预报模型的发展数值预报模型是海洋气象预报的核心技术。
我国已经研发成功了多个海洋数值预报模型,并且实现了不断优化和升级。
这些模型能够模拟并预测海洋中的气象要素、潮汐、海流和海浪等变化,为海事、渔业、海洋工程等决策提供重要参考。
3. 警报预警系统的建立海洋灾害的频发给社会带来了巨大的损失。
为了及时向公众发布海洋灾害预警,我国已经建立了由国家海洋局和气象部门共同参与的海洋灾害警报预警系统。
该系统通过海洋气象数据和数值模型的分析,及时发布海啸、风暴潮、强风浪等各类海洋灾害预警信息,帮助公众做好防范和应对措施。
二、我国海洋气象预报业务的发展方向尽管我国的海洋气象预报业务已经取得了许多成绩,但仍然存在一些问题和挑战。
为了进一步提高海洋气象预报能力和服务水平,我国应该在以下几个方面进行改进和发展。
1. 提高海洋观测网络的密度和覆盖范围观测数据是海洋气象预报的重要数据源。
为了获得更准确的预报结果,我们应该进一步加强对海洋观测网的建设,提高观测站的密度和船舶观测的频率。
此外,加强对遥感技术的研发和应用,进一步丰富观测数据。
海洋气象观测服务的监测与预警系统建设
![海洋气象观测服务的监测与预警系统建设](https://img.taocdn.com/s3/m/a2c3cb5beef9aef8941ea76e58fafab068dc4400.png)
海洋气象观测服务的监测与预警系统建设海洋气象观测服务的监测与预警系统建设对于保障海洋安全、发展海洋经济、保护生态环境至关重要。
随着我国海洋事业的发展与海洋资源的开发利用,海洋气象观测服务的监测与预警系统建设已经成为急需解决的问题。
本文将从以下几个方面展开讨论:海洋气象观测服务的重要性、监测与预警系统的建设需求、建设所面临的挑战以及建设对于国家发展的意义。
海洋气象观测服务在海洋事业中起到至关重要的作用。
海洋气象数据是开展海洋预报与预警的重要基础,可以有效地预测海洋灾害(如台风、风暴潮、海啸等)的发生,提前采取措施减少损失。
此外,海洋气象数据还可以为海上航行、渔业、沿海工程等提供可靠的气象信息,确保安全生产和人员安全。
因此,建设海洋气象观测服务的监测与预警系统对于国家的经济发展、人民生活和社会稳定具有重要意义。
在建设海洋气象观测服务的监测与预警系统时,需要满足以下几方面的建设需求。
首先,需要建立完善的气象观测网络。
这包括加强陆地气象观测站点的建设,提高观测设备的精度和覆盖范围,增加海洋气象观测站点,特别是在海上建设浮标和浮标气象站,以实时获取海洋气象数据。
其次,需要加强海洋气象数据的收集、处理和分析能力。
这包括建立完善的数据采集与传输系统,提高数据的质量和时效性,同时建立专业的数据库和专家团队,对数据进行系统分析和预测。
第三,建设监测与预警系统需要加强技术研发和人才培养。
这包括加强海洋气象监测仪器设备的研发与推广,提高预警技术和预报模型的准确性,培养专业人才,提高整体技术水平。
然而,海洋气象观测服务的监测与预警系统建设面临着一些挑战。
首先,技术挑战。
海洋环境的复杂性和不确定性给数据采集、处理和预测带来了巨大困难,需要不断探索和改进技术手段。
其次,设施挑战。
海上监测设备的建设和维护成本较高,加之恶劣的海洋环境给设施带来巨大压力,需要加强设备维护和更新。
再次,人才挑战。
海洋气象观测服务需要技术精湛的专业人才,但目前我国在该领域的人才储备相对不足,需要加强人才培养和引进。
海洋地球物理观测技术研究进展
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海洋地球物理观测技术研究进展海洋地球物理观测技术是海洋科学研究的重要组成部分,它通过对海洋中物理变量的观测与测量,揭示了海洋的内在规律与特性。
随着科技的不断发展,海洋地球物理观测技术也取得了长足的进步。
本文将对海洋地球物理观测技术的研究进展进行综述。
一、声学观测技术声学观测技术是一种利用声波在海洋中的传播特性进行观测的方法。
其应用广泛且精确度较高。
其中,声学浮标技术、声纳测深技术及声呐探测技术是海洋声学观测技术的几个重要方面。
声学浮标技术是通过悬挂在浮标上的深度传感器,对声波在海洋中的传播速度及深度进行测量,从而了解海洋中的水文气象状况。
声纳测深技术是利用声纳装置对海底地形进行测量,可提供精确的海底测深数据,有助于分析海底地貌与构造。
声呐探测技术则通过声纳设备对海洋中的生物分布、底质特性等进行探测,为生物学研究提供了重要数据支持。
二、电磁观测技术电磁观测技术是利用电磁波在海洋中的传播特性进行测量和探测的方法。
主要包括电磁感应法、电磁散射技术和电磁测深技术等。
电磁感应法通过将电磁场感应到的信号变化与海水中的物理参数变化相联系,从而实现对海洋中的电导率与温度等参数的观测。
电磁散射技术则是通过对散射电磁波的波形和强度进行分析,探测海洋中的浮游生物、盐度、浊度等特征。
电磁测深技术是一种利用电磁波测量海水深度的方法,通过测量声波的传播时间和距离,计算得出海水深度信息。
三、卫星遥感技术卫星遥感技术是一种通过卫星搭载的传感器对海洋进行远距离观测的方法。
其具有高时空分辨率、全球覆盖等优势,为海洋科学研究提供了重要数据支持。
在海洋地球物理观测中,卫星遥感技术主要应用于对海洋热力学、水色、海洋环境变化等方面的观测。
卫星遥感技术可以通过获取海洋表面温度数据,揭示海洋温度分布的季节性、年际变化及异常事件;通过获取海洋表面波高数据,研究海洋风暴、海洋动力过程等;通过获取海洋色度数据,研究海洋生物光合作用、水质等特征。
四、水下地球物理探测技术水下地球物理探测技术是指在海洋底部进行地质、地球物理探测的技术手段。
海洋观测服务的现状与发展趋势
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海洋观测服务的现状与发展趋势海洋观测服务是指利用先进的技术手段和海洋观测设备,对海洋环境进行实时监测、数据收集和分析,为海洋领域提供各种信息和服务的技术体系。
随着人们对海洋资源的需求和海洋环境保护意识的增强,海洋观测服务在保障海洋安全、开发利用海洋资源、保护海洋生态环境等方面的作用日益凸显。
目前,海洋观测服务的现状可以总结为技术升级、数据创新和应用拓展三个方面。
首先,技术升级是海洋观测服务发展的重要支撑,包括遥感技术、传感器技术、卫星导航技术等的应用与发展。
通过利用高分辨率的遥感卫星图像和海洋观测器械,我们可以实时获取海洋环境的数据,如水温、盐度、氧气含量等,以及海洋生态系统的变化情况。
其次,数据创新是海洋观测服务发展的核心内容,包括数据共享、数据挖掘、数据融合等方面的创新。
通过将分散的海洋观测数据进行整合和共享,可以形成更加全面、准确的海洋观测数据集,为海洋决策和预警提供良好的支持。
此外,海洋观测数据还可以通过人工智能等技术手段进行挖掘和分析,以发现隐藏的规律和问题。
随着技术的进步和应用的拓展,海洋观测服务未来的发展趋势将主要体现在以下几个方面。
首先,发展集成化的海洋观测系统。
目前,海洋观测系统往往由多个独立的观测设备组成,数据也较为分散。
未来的发展趋势是将各种观测设备和数据进行集成,形成一体化的海洋观测系统,实现数据的全面采集和管理。
这将提高海洋观测的效率和准确性,为海洋决策和预警提供更好的支持。
其次,注重海洋观测数据的共享和开放。
海洋观测数据具有极高的价值,但目前尚存在数据孤岛和数据壁垒的问题,导致数据的利用和应用受限。
未来的发展趋势是推动海洋观测数据的共享和开放,促进各方面的数据交流和合作,实现海洋数据资源的共享和优化利用。
此外,海洋观测服务还应关注以下方面的发展。
一是注重海洋观测服务的应用拓展。
海洋观测服务不仅仅是获取数据,更重要的是如何将数据转化为实际应用和服务。
未来的发展趋势是将海洋观测服务与海洋产业发展相结合,为海洋资源开发、海洋能源利用、海洋灾害预警和海洋环境保护等提供有效的技术支持。
海洋科学研究的新进展和应用前景展望
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海洋科学研究的新进展和应用前景展望海洋科学研究已经成为当今世界范围内的热门话题之一,不仅仅是因为海洋的广阔和浩瀚,还因为海洋中蕴含着众多的资源和生态系统。
随着科技的不断发展,海洋科学研究也在不断取得新的进展,对未来的应用前景也充满了期待。
一、海洋科学研究的新进展1.海洋环境观测技术的提升海洋是一个广阔而复杂的生态系统,而如何对海洋环境进行精准的观测和监测,一直是海洋科学研究的难点。
最新的海洋环境观测技术可以大幅度提升观测数据的精确性和可靠性,包括全球海洋环境遥感监测和海洋环境水下观测技术等,使我们更好地了解和研究海洋环境。
2.深海发现新物种深海是我们所知甚少的世界,那里的生态环境十分复杂,常年被黑暗笼罩,极限压力、低温、高盐度以及缺氧的环境极富挑战。
但正是这里让海洋学家们充满好奇心和想象力。
在一些重要深海生态系统进行的海底勘探中,不断地有新物种被发现,比如最近发现的特大类似古代刺盘海星的海洋生物就让科学界惊叹于自然奇妙之美。
3.深渊科学的发展深海结构及生态系统的研究也是深渊科学的一个重要部分,它关乎全球海洋中数十亿生命和众多重要资源的命运,是人类探索海洋奥秘的重要方向。
现在,在深度为6000米的海底,科学家们正在开展一项名为“提拉法尔加沉积物滑坡机制及其与大规模海底崩塌的关系研究”的探测计划,尝试突破曾经无法到达的深海世界,寻找潜在深海沉积物滑坡现象,进一步探讨和研究大规模海底崩塌机制。
这将为了解深海环境和资源潜力迎来一次重要机遇。
二、海洋科学研究的应用前景展望1.发现新物种推动生物科技的发展深海环境是个严苛的生物学实验室,那里驻扎着许多、许多的未知生物群体。
这些未知物种开发出的潜在药物成为了今后是一个极具市场潜力的生物科技前景市场,而海洋生物的药用价值也受到了研究人员的广泛关注。
科学家们将带着这些物种的微型基因分析和基因组学研究、将使用放射性示踪方法追踪物种间营养传递关系研究、将载人和无人潜水器与多种传感器集成,解开深海环境中的微生物和生态群落动力学机理的秘密。
海洋观测技术现状综述
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海洋观测技术现状综述I. 前言- 随着人类活动的增加,海洋环境受到越来越大的威胁。
因此,了解海洋环境的变化受到了越来越多的科学家和政策制定者的关注。
- 海洋观测技术的快速发展和进步,使得我们能够更好地理解和预测海洋环境的变化。
II. 海洋观测技术的分类和原理- 描述了不同类型的海洋观测技术以及它们的原理。
这包括浮标、水下机器人、卫星遥感等。
- 解释不同技术之间的优缺点、精度和适用范围。
III. 海洋观测技术在环境监测中的应用- 讨论海洋观测技术在环境监测中的应用。
这包括海洋污染、温室气体排放和海洋生态系统等方面。
- 重点讨论新兴技术如人工智能和大数据分析在环境监测中的应用。
IV. 海洋观测技术在气象和海洋预报中的应用- 围绕海洋观测技术在气象和海洋预报中的发展展开。
这包括海洋风、海浪、温度和水位等参数的监测。
- 描述现有技术在预测飓风、气旋、洪水和其他自然灾害方面的应用。
V. 未来发展方向和挑战- 评估当前海洋观测技术的限制以及未来可能的发展方向。
- 讨论挑战,包括高成本、数据质量和技术的标准化问题等。
同时,建议如何克服这些挑战以便更好地理解和预测海洋环境的变化。
VI. 结论- 总结现有的海洋观测技术及其在环境监测和预报中的应用。
- 强调海洋观测技术对于保护和管理海洋生态系统以及应对自然灾害等方面的重要性。
最后,展望未来的发展前景。
随着人类活动的增加,海洋环境受到越来越大的威胁。
不同的海洋环境变化,包括海表温度上升、酸化程度增加和沉积物的增加,已经开始影响我们的地球,造成生物相的变化,同时也威胁到全球的经济和社会发展。
因此,了解海洋环境变化的现状和未来演变情况,成为了越来越多科学家和政策制定者的目标。
海洋观测技术是了解海洋环境变化的重要手段,它可以在空间、时间和不同深度上监督海洋环境的变化趋势,帮助我们预测气象变化、自然灾害等重要信息。
今天,浮标、水下机器人、卫星遥感等先进技术正在被广泛应用于海洋环境监测和预报。
船舶航行中的海上气象观测
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船舶航行中的海上气象观测海上气象观测在船舶航行中扮演着重要的角色。
它不仅可以提供航行所需的准确天气信息,还可以帮助船舶避免遭遇恶劣天气条件。
本文将介绍船舶航行中的海上气象观测,包括观测方法、设备和数据的利用。
一、观测方法1. 气象站观测法气象站是常见的天气观测设备,船舶可以在船体上安装气象站,通过测量温度、湿度、风速和风向等指标来进行观测。
这些观测结果可以被用来预测天气条件,为航行提供重要的参考。
2. 卫星观测法随着卫星技术的发展,船舶可以通过卫星图像来观测海洋上的天气情况。
卫星图像可以提供大范围的天气信息,包括云层形态、降水情况等。
通过定期获取卫星图像,船舶可以及时获得天气变化的趋势,做出相应的航行计划。
3. 雷达观测法雷达是一种通过电磁波感知目标的设备,可以用来观测天气情况。
在船舶航行中,雷达可以用来监测附近的降雨情况、风暴的位置和强度等。
这些信息可以帮助航海人员避开危险区域,确保船舶的安全。
二、观测设备1. 气象仪器气象仪器是进行海上气象观测的主要工具。
常见的气象仪器包括气压计、湿度计、温度计等。
这些仪器可以直接测量天气要素的数值,并通过传感器将数据反馈给船舶的气象系统。
2. 卫星接收装置卫星接收装置可以接收卫星传输的气象数据。
船舶上安装的卫星接收装置可以接收来自各种气象卫星的数据,包括云图、降水量、风速等。
这些数据可以用于更新天气预报和航行计划。
3. 雷达系统雷达系统是用来监测天气情况的关键设备。
它可以通过发射和接收雷达波来探测云层、降雨和风暴等天气现象。
通过与定位系统结合使用,船舶上的雷达系统可以提供准确的天气监测信息,帮助航海人员做出及时的决策。
三、数据的利用通过海上气象观测所获得的数据对航海安全至关重要。
船舶可以根据观测结果和预报信息来制定航行计划,避开恶劣天气区域,确保航行的安全。
另外,观测数据还可以用于船舶的气象报告,为其他船只和陆地的气象预报提供参考。
除了航海安全外,海上气象观测还对其他领域具有重要意义。
海洋气象观测网的效益评估与经济分析
![海洋气象观测网的效益评估与经济分析](https://img.taocdn.com/s3/m/e886272b8f9951e79b89680203d8ce2f01666503.png)
海洋气象观测网的效益评估与经济分析近年来,海洋气象观测网在全球范围内得到广泛应用和发展。
作为一种先进的技术手段,海洋气象观测网可以通过收集、传输和处理海洋气象数据,提供决策者、科研人员和企业家所需的信息,为各个领域的可持续发展提供支持。
本文旨在对海洋气象观测网的效益进行评估,并进行经济分析,以探讨其对社会经济的影响。
首先,海洋气象观测网的效益可以从以下几个方面进行评估。
首先是提供高质量的气象数据和预报信息。
海洋气象观测网通过监测海洋的气象变化,能够准确预测天气变化、风暴和海浪等自然灾害,为航运、渔业和海上工程等领域提供及时的预警和决策支持。
其次,海洋气象观测网能够为海洋科研提供宝贵的数据资源。
科学家们可以借助海洋气象观测网所收集到的数据,研究气候变化、海洋生态系统以及海洋污染等问题,为环保工作和可持续利用海洋资源提供科学依据。
此外,海洋气象观测网还可以促进国际合作和信息共享,增强全球范围内各国之间的交流与合作。
在经济分析方面,海洋气象观测网的价值体现在以下几个方面。
首先是促进海洋产业的发展。
作为一个基础设施,海洋气象观测网能够提供准确的气象数据和预报信息,为渔业、航运和海上工程等海洋产业提供支持和引导,促进这些产业的发展壮大。
其次,海洋气象观测网能够为海洋旅游业提供决策支持。
准确的天气预报和海洋气象信息能够帮助旅游企业制定合理的旅游线路和安全措施,提高服务质量和客户满意度。
此外,海洋气象观测网还能为保险业提供风险评估和损失预防的信息,降低保险公司的风险和损失。
海洋气象观测网的效益评估和经济分析还面临一些挑战和问题。
首先是如何确保数据的质量和准确性。
海洋气象观测网需要依赖各类传感器和监测设备来收集数据,而这些设备的质量和准确性直接关系到数据的可靠性。
因此,需要加强对设备的监督和管理,提高数据的可靠性和准确性。
其次是如何促进信息在各个领域的应用和传播。
海洋气象观测网所提供的海洋气象数据和预报信息需要及时传达给相关利益方,同时还需要提供用户友好的接口和工具,方便各方进行信息查询和利用。
海洋工程中的海洋气象测量技术研究
![海洋工程中的海洋气象测量技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/37b62c763069a45177232f60ddccda38366be117.png)
海洋工程中的海洋气象测量技术研究海洋工程是一门综合性学科,涉及到对海洋环境的研究、开发和利用等方面。
而海洋气象则是海洋环境中的重要组成部分,对海洋工程的建设和运营具有重要的影响。
因此,在海洋工程中,对海洋气象进行精准测量的技术研究具有重要的意义。
海洋气象是指海洋中的气象现象和气象要素。
海洋气候、海洋风、海洋温度等相关参数对于海洋工程的设计、建设和运营都具有重要的影响。
因此,研究海洋气象测量技术就变得尤为重要。
目前,海洋气象测量技术已经取得了很大的进展。
主要的测量技术包括气象雷达、温度观测站、浮标观测站、海洋气象卫星等。
这些测量技术可以实时获取海洋气象数据,为海洋工程提供重要的支持和保障。
首先,气象雷达是一种常用的测量技术。
它通过发射电磁波束,利用电磁波在空气中的传播特性来获取大气中的各种气象信息。
气象雷达可以测量降水、云高、风速等气象参数,并实现对大范围海域的快速观测。
通过气象雷达的数据,海洋工程可以及时了解所在区域的天气情况,及时采取相应的措施,保证工程的安全和稳定。
其次,温度观测站是另一种常用的海洋气象测量技术。
温度观测站可以实时测量海洋中的温度变化,并记录相应的数据。
温度是影响海洋环境变化的重要因素,对海洋工程的设计和运营都有很大的影响。
通过温度观测站的数据,可以及时了解海洋环境中的温度分布和变化趋势,为工程的设计和运营提供参考依据。
浮标观测站是海洋气象测量技术中的另一个重要组成部分。
浮标观测站可以通过浮标在海洋中测量不同层次的气象要素。
浮标观测站可以测量海洋的温度、盐度、风速和浪高等参数,并向地面端传输测量结果。
这些数据对海洋工程的建设和运营都有很大的参考价值。
通过浮标观测站的数据,可以及时了解海洋环境中的变化情况,为工程的设计和运营提供重要的参考。
此外,海洋气象卫星也是海洋气象测量技术的重要手段之一。
海洋气象卫星可以监测大范围海域的气象变化,并及时传输测量结果。
通过海洋气象卫星的数据,海洋工程可以获取海洋中的大气状况、云图、风速和降雨等重要参数。
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海洋天气观测的进展摘要:如今海洋正扮演着越来越重要的角色,海洋的开发也被国家提上议事日程。
当然海洋的开发不像在陆地上那么容易,还有很多困难,海洋天气的观测就成为海洋开发中一项必不可少的内容。
海洋观测可以为海洋的开发带来诸多便利,本文就对海洋天气观测的进展以及展望展开描述。
关键词:海洋天气预测重要性进展展望前言:海洋气象学是研究海上大气的物理信息,以及海洋与大气相互作用规律的学科。
海洋气象学既涉及大气又涉及海洋,因此它是大气科学和海洋科学共同研究的领域。
由于地球表面的绝大部分为海洋所覆盖,而海水又具有和陆地迥然不同的物理、化学性质,这就决定了海洋在海洋气象学研究中的重要地位。
海洋的天气观测在海洋开发中扮演者越来越重要的角色,各国也正在争相研究海洋气象,在某种程度上,海洋气象决定了一个国家的海洋开发的地位与荣誉。
现在我们就国外与国内海洋气象的发展情况展开讨论。
一、国外海洋天气观测的进展、现状在20 世纪初,大气科学作为物理学科的分支起始于局地天气观测,用电报收集资料、绘制地面天气图并试作天气预报。
第一次世界大战初,美国开始发布北半球气压和温度地面图。
虽然许多地区仍无观测,但这些地面图显示了大尺度高、低压系统的移动特征。
20 年代初,以挪威流体力学家V. Bjerknes 等为首的Bergen 学派根据地面资料分析提出了气旋、锋面和气团学说[1] ,为天气学分析和动力预报树立了一重要里程碑。
不久,由于刚刚萌芽的航空业的需要,少数气象站开始了无线电高空探测。
在此之前人们曾使用风筝测量近地面大气的温、湿度、气压和风场。
第二次世界大战期间,前线飞机轰炸等战争需要加速了欧、美高空观测网的建立,使天气分析从二维扩充到三维空间,展示了高空气流结构与地面气压系统的关系。
更重要的是,以Rossby 为首的芝加哥学派通过高空天气图分析,发现了高空急流和大气长波的运动规律并建立了长波的数学流体力学模型,从而开拓了作为天气分析、预报理论基础的大尺度大气动力学。
不久在Rossby 长波理论的基础上,Charney (1947) 和Eady (1949) 提出了能解释温带气旋发展的斜压不稳定理论[2] 。
50 年前,最盛行的天气预报技术是沿袭Bergen 学派使用过的运动学方法或外推法。
自从首次数值天气业务预报模式问世以来,数值动力(和概率)预报逐步在各国气象中心普遍采用,以指导6~12 小时以后的天气形势(要素)预报。
数值模式发展和预报水平几乎每十年上一新台阶。
如50 年代中期Phillips (1956) 发展的二层模式到后期出现的多层准地转、静力平衡、斜压模式。
这些简单模式虽然不能预报实际“天气”,但使人们看到了中纬度气旋系统和大气长波运动的特征。
80 年代,大气对内、外部强迫的响应普遍受到重视。
与潜热释放、积云对流、边界层物理、大气辐射有关的物理过程通过参数化引入模式,这些物理参数化又被各种野外加密观测资料验证。
虽仍有不少不确定性,但“模式大气”越来越接近实际大气,使短期数值预报逐渐成为天气预报技术的主流,并超过概率统计预报的准确率。
尤其是对爆发性气旋和那些有一定斜压性的天气系统。
中、长期预报模式中还考虑土壤、植被的影响以及大气与海洋、陆面的相互作用。
这些模式的发展及其MOS 产品的结合,提高了高空大尺度天气系统和地面气象要素的中、长期业务预报能力。
Emanuel (1986) 提出了飓(台)风强度由于海洋向大气输送水汽和感热而与表层海温直接有关〔3〕,改变了原来用以解释热带气旋发生的第二类条件不稳定理论,使飓(台)风预报和研究走上一新的台阶。
90 年代,人们开始关注全球气候在近10~100 年际的变化。
这方面研究目前还存在很多不确定性,主要原因是由于无足够长时间、可靠的海洋观测资料来研究海洋在此时间尺度上的作用。
同时,此时间尺度与工业化以来造成温室气体上升的时段和其引起气候强迫的时间尺度相近。
如何将大自然的变化和人类活动的影响分开是一重要但又复杂的科学难题。
事实上,自发现南极臭氧洞〔4〕和平流层中臭氧被破坏以来,这些科学难题的研究大大促进了大气化学和环境科学在近20 年来的发展〔5〕。
随着气候模式可信度的提高,动力气候预测在15 年前已经开始起步。
虽然区域性气象要素的预报还不如统计预报方法,但它对季节气候异常趋势仍有一定预报能力。
特别是气候模式现已能提前半年合理预报出热带风暴的发生频率以及提前一年成功预报出那些海、气相互作用较强的ENSO 事件。
要获得合理的长时间动力气候预测(模拟),需要运转高分辨率、各子系统过程高度藕合的综合性气候模式,这使得地球模拟器──巨型计算机于上世纪末在日本诞生,从而大大加快了气候(和天气)模式发展和气候研究的步伐。
此外,过去15 年来,科学家们利用各自的气候模式对未来CO2浓度可能加倍造成的气候变化作了评估。
IPCC 的2001 年报告〔6〕综合了各种模式的结果,表明如果CO2浓度未来加倍将会使全球地表温度上升1.5~4.5℃。
这将导致冰川继续大规模退缩,海平面上升9~88 cm,全球平均水汽含量和降水的进一步增加,从而加重各地区的气候异常,使极端天气事件增多。
这些研究结果随着被未来观测事实的验证将日益受到各国政府和人们的注意。
事实上,最近的研究〔7〕表明在过去35 年来全球洋面温度缓慢变暖,使得每年强飓风发生的频率和给沿海地区造成的财产和环境破坏都在增加〔8〕。
二、我国海洋天气观测的进展华南海岸带地区是我国经济发展程度最高的地区之一,也是受海洋气象灾害影响最严重的地区之一,台风、暴雨、强对流、海上大风和海雾等灾害性天气,以及灾害性海浪和风暴潮等对该地区社会和经济的发展造成极大的危害。
华南海岸带地区同时也是影响我国天气气候异常的主要水汽通道,来自西太平洋、印度洋和南海局地的水汽输送,与发生在我国的大范围持续性旱涝密切相关。
因此,海洋天气观测对我国的海洋观测非常重要。
我国于2001年经国务院批准加入国际Argo计划时,曾承诺将在西太平洋和东印度洋海域布放并维持由100—150个浮标组成的中国Argo大洋观测网,以此作为全球海洋观测网的重要组成部分,并共享该观测网的长期观测资料。
国内正在开展的几个重大研究项目,如:“亚印太交汇区海气相互作用及其对我国短期气候的影响”、“北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响”、“基于全球实时海洋观测计划的上层海洋结构、变异及预测研究”等,可收集太平洋、印度洋赤道海域,乃至整个太平洋和全球海洋中的第一手资料[9]。
我国已形成了一定规模的海洋气象监测网,但基础相对薄弱。
未来几年气象部门将更加关注海洋气象观测业务能力和服务能力的建设,以海洋气象减灾防灾、海洋资源开发等国计民生的需求为牵引,开展有针对性、有特色的海洋气象服务,提高海洋气象综合服务能力。
据悉,经过数十年的发展,中国气象局已开发了包括岸基站、天气雷达、浮标站、船舶站、海上石油平台自动观测站[10],以及气象卫星遥感等海洋气象监测试验和业务工作。
目前,广东茂名博贺港建立了海洋气象观测平台,青岛市气象局投入使用两部浮标;另外,烟台、青岛、上海、江苏省(市)气象局也已分别建立了船舶自动气象观测站。
三、未来展望如上所述,大气科学的发展离不开探测、计算机、信息传播及其它学科的进步。
当今科学技术发展迅速,不确定因素较多,很难对21 世纪大气科学发展和研究范围作出准确预测,在此仅能作一些粗略展望〔11〕。
在未来10~20 年,地面气象观测、遥感观测站将进一步加密且实现自动化。
越来越多的商业飞机、火车、汽车、船只等其它运载工具都可提供自动测量的气象信息。
常规高空观测将由GPS 制导。
美国现有的多普勒雷达将添加多变量、多偏振性能以增加云内水和冰含量、冰雹大小和降水量分布信息,还将在距离雷达5~100 km 处安装地面微波接收器,以得到云内三维风场结构[12] 。
地面光“雷达”(LIDAR )和大气辐射干扰仪(AERI )将被布网以自动连续探测大气低层水汽和温度廓线。
未来十年左右,高速计算机的单运算器速度可发展达每秒1016 量级次并有数万并行运算器,这可使模式(x, y)二维网格点数增加到104×104。
故区域模式可用几百米至1 km 的网格距。
这样,模式能够产生雷暴单体、龙卷、下击暴流尺度的“天气”现象,其预报准确度将取决于初始条件和模式物理过程的可靠度。
为此在未来10~20 年,除了需要进行大量陆面过程和湍流输送作用的研究外,还需要使用多偏振雷达、卫星和飞机在各种降水系统中的探测资料对现有云物理参数化和各相水的模式处理进行严格验证、改进或发展新的更合理的参数化,以便能同时预报在同样中尺度环境条件下产生20 mm/ 小时和200 mm/ 小时不同量级降水的两个邻近云体。
各种观测资料及时通过四维同化随时间积分滚动加入模式,将会显著提高灾害性天气的预报准确度。
同时,需要大量工作来研究模式与各种观测仪器间的误差统计特征,以减少初始条件中的不确定性。
在中小尺度天气系统远远超过自身生命史时段以后发生的概率(由地形决定的系统除外),将依赖于能代表初值条件中和模式本身不确定性的有足够数量成员组成的集合预报。
集合预报今后将成为大多数预报中心的主要产品,至少作为动力预报可信度使用。
参考文献:[1] Shapiro, M. and S. Gron?s. The Life Cycles of Extratropical Cyclones. Amer. Meteor. Soc., 1999. 359pp.[2] Holton, J. R. An Introduction to Dynamic Meteorology, 4th Edition, Academic Press. 2004. 535pp.[3] Emanuel, K.A. An air-sea interaction theory for tropical cyclones. Part I: Steady-state maintenance. J. Atmos. Sci. 1986. 585-604.[4] Krueger, A., M. Schoeberl, P. Newman, and R. Stolarski. The1991 Antarctic ozone hole: TOMS observations. Geophys. Res. Lett. 1992. 1215-1218.[5] 王明星. 大气化学. 气象出版社,1999. 467pp。
[6] IPCC Third Assessment Report. Climate Change 2001: The Scientific Basis , Cambridge University Press. 2001. 881pp。