近日，中國氣象局宣布用3年時(shí)間，將我國氣象探空業(yè)務(wù)從L波段探空全面升級為北斗探空系統(tǒng)，全國131個(gè)探空站到2025年基本完成氣象探空業(yè)務(wù)系統(tǒng)升級換代和業(yè)務(wù)準(zhǔn)入。此舉將實(shí)現(xiàn)氣象探空業(yè)務(wù)整體能力達(dá)到國際先進(jìn)水平，對彌補(bǔ)我國氣象觀測短板、支撐氣象高質(zhì)量發(fā)展具有里程碑意義。

(資料圖)

“放氣球”是日常氣象觀測的重要組成部分。長期以來，我國絕大多數(shù)探空站都使用該技術(shù)，每天兩次施放探空氣球，為數(shù)值模式發(fā)展、氣象預(yù)測預(yù)報(bào)和服務(wù)提供連續(xù)可靠的直接觀測資料。

“然而，這種探空站間距稀疏、觀測間隔為12小時(shí)的探空觀測，很難捕捉大部分歷時(shí)短、驟發(fā)性強(qiáng)的強(qiáng)對流災(zāi)害性天氣。”中國氣象局氣象探測中心正研級高工郭啟云表示，隨著天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)發(fā)展，現(xiàn)有每天兩次獲取的探空資料其時(shí)空分辨率已難以滿足預(yù)報(bào)和服務(wù)要求。

從2017年開始，中國氣象局牽頭組織開展新型北斗智能探空系統(tǒng)的原型研制，經(jīng)過多年攻關(guān)和試驗(yàn)，攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低成本加密探空目標(biāo)，為探空技術(shù)轉(zhuǎn)型升級提供了“中國方案”，也為我國第三代探空系統(tǒng)的建成打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

北斗探空系統(tǒng)正是我國自主研發(fā)的第三代探空系統(tǒng)，由北斗衛(wèi)星確定探空氣球位置，通過布置北斗探空站、北斗探空接收站、探空遠(yuǎn)程中繼控制站，獲取穩(wěn)定可靠的連續(xù)性數(shù)據(jù)。郭啟云介紹，相較于第二代L波段探空系統(tǒng)的1次放球獲取1次大氣廓線觀測數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)采用的往返平漂技術(shù)實(shí)現(xiàn)1次放球獲取2次大氣廓線觀測數(shù)據(jù)和4小時(shí)時(shí)長的平流層觀測數(shù)據(jù)，打破了上百年的高空觀測模式。

北斗探空系統(tǒng)將現(xiàn)有高空風(fēng)的測量準(zhǔn)確性提升了一個(gè)數(shù)量級，為數(shù)值預(yù)報(bào)和天氣分析提供了更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。“與現(xiàn)行L波段業(yè)務(wù)探空相比，其采用北斗導(dǎo)航定位技術(shù)，定位精度達(dá)到國際先進(jìn)水平，測風(fēng)誤差由幾米/秒提升到零點(diǎn)幾米/秒。”郭啟云說，往返平漂技術(shù)還將實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比獲取平流層氣象資料，對于氣候數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)集研制應(yīng)用等領(lǐng)域具有重要意義。

伴隨著升級換代，北斗探空的數(shù)據(jù)傳輸也迎來革命性變革。目前，通過構(gòu)建“云+端”地—空物聯(lián)傳輸模式，突破信號跨區(qū)接收和全網(wǎng)統(tǒng)籌控制的關(guān)鍵技術(shù)，能夠打通國家級和臺站的上下行通信鏈路，實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)區(qū)域的目標(biāo)觀測，完善預(yù)報(bào)和服務(wù)的緊密協(xié)同。

廣東是北斗探空系統(tǒng)組網(wǎng)觀測示范業(yè)務(wù)化試點(diǎn)省，在近一年的試點(diǎn)過程中施放2800余次，北斗探空系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠，測量結(jié)果可對標(biāo)世界氣象組織探空天氣觀測最高目標(biāo)，在臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)服務(wù)中取得了良好的效益。

7月27日早上8點(diǎn)，廣東省氣象局針對臺風(fēng)“杜蘇芮”開展天氣會商，北斗探空系統(tǒng)在臺風(fēng)登陸前24小時(shí)，就為會商提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

除了提升數(shù)據(jù)精度這一優(yōu)勢，北斗探空系統(tǒng)在操作上更為便捷好用。“天氣相對好的時(shí)候，都會因?yàn)轱L(fēng)速過快導(dǎo)致雷達(dá)跟不上氣球；天氣差的時(shí)候氣球常被吹到山腳下，雷達(dá)俯仰角度不夠，看不到腳下的球，有時(shí)候甚至需要室內(nèi)控制雷達(dá)的人和室外放球的人通過對講機(jī)溝通。”廣東清遠(yuǎn)探空站站長楊永生天天和氣球打交道，對L波段探空儀的缺點(diǎn)了如指掌，“采用北斗探空系統(tǒng)后就不一樣了，現(xiàn)在不管跑到哪兒，都能收到傳回來的氣象信息。”

據(jù)悉，中國氣象局計(jì)劃到2025年，基本完成全國氣象探空業(yè)務(wù)系統(tǒng)的升級換代和業(yè)務(wù)準(zhǔn)入。未來，氣象部門還將不斷完善北斗探空系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)化升級工作，并力爭將相關(guān)技術(shù)成果推薦作為世界氣象組織的技術(shù)規(guī)范，讓中國探空的優(yōu)秀成果與世界分享。（記者 郭靜原）