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　　中國作為海洋大國，沿海及海域氣象條件復雜，海洋氣象災害頻發(fā)，但海上（尤其是外海）氣象資料缺乏，導致對高影響天氣生消演變的科學認知不足，預報準確性受限。為深化對海上天氣系統(tǒng)（尤其是災害性天氣）生成演變規(guī)律的認知，提升海上及沿海氣象預報準確率與防災減災能力，需依托多種觀測平臺與技術(shù)獲取氣象要素。涵蓋衛(wèi)星遙感、島嶼地面氣象站及探空站網(wǎng)、油氣平臺與船舶自動氣象站、海上錨定浮標、漂流浮標、有人駕駛飛機下投探空、岸基多普勒天氣雷達等，通過多元觀測手段，為氣象研究與應用提供數(shù)據(jù)支撐。本文總結(jié)了海外內(nèi)現(xiàn)有海洋氣象觀測技術(shù)。

　　中科檢測是第三方檢測機構(gòu)，遵循《海洋調(diào)查規(guī)范第3部分：海洋氣象觀測》GB/T12763.3-2020標準，提供海洋環(huán)境基本要素調(diào)查中的海洋氣象觀測服務，并出具權(quán)威報告。

　　海洋氣象觀測技術(shù)分析

　　海洋氣象觀測依托多元平臺與技術(shù)，構(gòu)建起覆蓋海域的監(jiān)測網(wǎng)絡，為氣象研究、預報及防災減災提供支撐。以下從各觀測技術(shù)展開分析：

　　一、衛(wèi)星遙感

　　中國、美國等國發(fā)射的靜止與極軌氣象衛(wèi)星，形成全球遙感星座。靜止衛(wèi)星提供空間分辨率約1km、時間間隔5-30min的云圖；極軌衛(wèi)星具更高空間分辨率，生成海表溫度、氣溶膠光學厚度等產(chǎn)品，實現(xiàn)大氣溫濕度廓線遙感。海洋衛(wèi)星的散射計、合成孔徑雷達等成為海上風場監(jiān)測核心技術(shù)，其數(shù)據(jù)應用于強天氣監(jiān)測與數(shù)值模式。各類地球觀測衛(wèi)星（如EOS/A-Train、全球降水任務衛(wèi)星GPM）提供高分辨率氣象產(chǎn)品，數(shù)據(jù)多可共享，推動觀測能力升級。

　　二、島嶼和油氣平臺站

　　島嶼與油氣平臺站觀測項目與陸地站一致，涵蓋溫度、氣壓、風速風向等，部分配備海洋水文設(shè)備。近岸無人島礁自動氣象站通過衛(wèi)星通訊回傳數(shù)據(jù)，助力氣象預報與海上救助。但此類站點受地理限制，架設(shè)面積有限，數(shù)量少，無法形成大范圍覆蓋。中國遠海海島氣象站稀缺，全球大洋缺乏長期運行的海島氣象探空站，觀測網(wǎng)絡存在缺口。

　　三、船舶觀測

　　志愿觀測商船（VOS）每3小時觀測風向、風速、氣壓等要素，中國周邊海域約30艘，地中海覆蓋更優(yōu)。自動船載高空氣象計劃（ASAP）通過志愿船釋放探空儀獲取大氣廓線，但數(shù)量少。船舶觀測因位置變動大，數(shù)據(jù)連續(xù)性差，惡劣海況下無法作業(yè)，且設(shè)備來源多樣，需協(xié)調(diào)管理。科考船雖裝備觀測設(shè)備，但費用高、時空覆蓋有限。全球海洋船舶水文調(diào)查項目（GO-SHIP）監(jiān)測海表參數(shù)，對氣象研究的貢獻仍待提升。

　　四、錨定和漂流浮標站

　　錨定浮標抗風浪能力強，可長期連續(xù)觀測，美國國家浮標數(shù)據(jù)中心（NDBC）管理全球浮標，在中國周邊海域每小時發(fā)布數(shù)據(jù)。漂流浮標測量參數(shù)多樣，資料由NDBC管理?！昂Ｑ笳军c（OceanSITES）”作為多學科參考站網(wǎng)，獲取海面至海底的大氣與海洋變量。深潛Argo陣列監(jiān)測海洋熱容量、溫鹽流等，服務氣候研究，但其長周期下潛上浮限制了在海洋天氣服務中的應用。

　　五、多種雷達

　　大島嶼、海岸帶及部分船舶架設(shè)多普勒天氣雷達（S波段為主），監(jiān)測臺風、雷暴、降水及風場。島基、岸基風廓線雷達提供風速風向垂直分布，為天氣分析提供動力學信息。全球岸基、船基高頻地波雷達站網(wǎng)，實時測量海流，同時提供海面風場和海浪資料，豐富觀測維度。

　　六、飛機平臺

　　飛機是機動觀測平臺，機載傳感器提供飛行路線氣象要素，穿云時獲取云與降水微物理參數(shù)。下投探空裝置可探測大氣廓線，如美國NOAA等機構(gòu)通過飛機下投探空，獲取臺風內(nèi)部數(shù)據(jù)，提升預報精度。飛機還可投放漂流浮標或溫度剖面儀，研究臺風大氣與海洋結(jié)構(gòu)。微小型無人飛機、軍用無人機（如全球鷹）應用于氣象探測，全球鷹續(xù)航長、載荷大，可搭載多種儀器。中國臺灣地區(qū)較早開展無人機臺風觀測，獲取實地數(shù)據(jù)。

　　海洋氣象觀測技術(shù)對比

　　一、海洋氣象觀測技術(shù)比較

　　海岸氣象和雷達站等：優(yōu)勢為連續(xù)、長期、可靠，不足是僅限近海岸觀測。

　　海島、島礁氣象站：可連續(xù)長期觀測且較可靠，但站點少，多為單點觀測，覆蓋范圍有限。

　　海島探空：能提供廓線資料且可靠，但站點極少，難以形成有效網(wǎng)絡。

　　錨定浮標、油氣平臺站：觀測連續(xù)且資料長期，不足是近海部署多，遠海稀少。

　　漂流浮標站：隨波逐流，海氣觀測共用，但成本高、部署難度大。

　　商船氣象報：數(shù)據(jù)較可靠，但受固定航線限制，無法覆蓋非航線區(qū)域。

　　科考船：觀測較可靠，有時可進行探空，但屬短期觀測，惡劣海況下無法作業(yè)。

　　飛機下投探空/機載拋棄式溫度剖面儀：能對熱帶風暴、臺風等天氣過程加密觀測，不足是大氣邊界層觀測少，成本高。

　　機載多普勒雷達和成像輻射儀等：覆蓋區(qū)域大、云圖直觀，但穿臺風內(nèi)核觀測少。

　　衛(wèi)星遙感（被動、主動）：覆蓋區(qū)域廣，云圖直觀，缺陷是定量化不足。

　　新技術(shù)平臺（如waveglider）：綜合采用高新技術(shù)，處于發(fā)展階段，有待驗證且應用不廣泛。

　　二、中外海洋氣象觀測差距

　　觀測站點與網(wǎng)絡：中國周邊廣闊海洋部署的氣象、水文觀測站點稀少，近海浮標數(shù)量不足，商船提供的氣象數(shù)據(jù)不連續(xù)、分散。與國際先進水平相比，中國缺乏大氣海洋環(huán)境觀測專用飛機平臺，中遠海氣象探空站網(wǎng)缺失，對臺風等對流層大氣廓線的立體剖面觀測資料極少。

　　監(jiān)測能力：海洋-氣象-生態(tài)綜合監(jiān)測網(wǎng)絡規(guī)模小，對赤道輻合帶（ITCZ）、西太平洋暖池、厄爾尼諾（ElNi?o）及海上季風爆發(fā)等關(guān)鍵氣候現(xiàn)象缺乏實時有效監(jiān)測，而這些現(xiàn)象對中國天氣和氣候變化影響重大，觀測能力不足制約了相關(guān)研究與業(yè)務預報水平的提升。