综合气象观测研究计划（2013-2020年）.pdf综合气象观测研究计划
(2013—2020 年)
中国气象局
2013 年 3 月
序 言
科技和人才是气象事业科学发展的重要支撑和保障。 发展现代气象业务、实
现气象现代化是气象部门保障党的十八大提出的全面建成小康社会的战略任务
和实现《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》（即国发〔 2006〕 3 号文件）
提出的气象事业发展目标的重要保障和历史任务，必须依靠科技进步和高素质人
才队伍。
气象科技创新体系是气象现代化体系建设的重要任务，也是国家科技创新体
系的重要组成部分。近年来，中国气象局高度重视并强化气象科技创新体系的建
设，以发展现代气象业务为切入点，面向世界气象科技发展，组织各方面专家学
者在天气、气候、应用气象和综合气象观测四个重点领域，凝练重大科技问题，
梳理并提出重大科研方向、科研重点与主要任务，制定并修订天气、气候、应用
气象和综合气象观测研究计划，为扎实推进气象科技创新体系建设、更加有效地
推动现代气象业务发展和气象现代化建设提供重要的基础和保障。
2010 年 3 月，中国气象局首次发布天气、气候、应用气象和综合气象观测
四项研究计划，并以此为据，组织一系列诸如公益性行业（气象）科研专项等科
研项目的实施。截至 2012 年底，四项研究计划提出的重点研究任务有 73.4%得
到落实，完成了一批科研成果，其中有些研究成果已转化应用到气象业务中，取
得了很好的效益。
2012 年，中国气象局科技与气候变化司根据中国气象局的要求，结合现代
气象业务发展中新问题，面向 2020 年基本实现气象现代化的新要求，再次组织
专家学者修订四项研究计划，进一步明确新时期气象科研的方向、重点与主要任
务。为此，四项研究计划的首席科学家，以及相关院士、专家和业务、管理人员，
做了大量卓有成效的工作，付出了许多辛勤的劳动。我对他们表示由衷的感谢！
我希望，各级气象部门、相关科研院所、高等院校、业务服务单位能够围绕
四项研究计划确定的气象科研方向、重点与主要任务，组织科技工作者开展气象
科研工作。气象科技管理部门要积极引导科技工作者努力完成四项研究计划的主
要任务，并为他们提供必要的支持和保障，同时还要组织做好科技成果的业务转化和应用工作，适时组织四项研究计划的滚动修订工作。我相信，在气象行业各
部门和气象科技工作者的共同努力下，气象科研工作一定能够有更大的作为，一
定能够为提高气象预报预测准确率、增强气象服务全面建成小康社会的能力、实
现气象现代化作出更大的贡献！
（中国气象局局长）
2013 年 2 月 18 日目 录
一、引言 ......................................................................................................................................... 1
二、总体目标 ..................................................................................................................................4
三、重大专项 ..................................................................................................................................5
（一）重大科技应用研发 .....................................................................................................5
主攻方向 1：天地空相结合的大气垂直综合观测技术研究......................................5
主攻方向 2：多源观测数据集成技术及综合评估分析技术研究..............................5
主攻方向 3：直接支撑气象业务的集约化数据环境构建技术研究..........................6
（二）重大基础、高技术研究和试验 .................................................................................7
主攻方向 4： 新一代天气雷达观测技术研究..............................................................7
主攻方向 5： 新一代风云气象卫星探测技术及应用先期研究..................................8
主攻方向 6：不同观测系统对数值预报的影响与观测系统试验研究......................8
四、重点领域 ................................................................................................................................10
领域 1：台站综合气象观测 ................................................................................................10
优先主题 1：地面高空自动气象观测及一体化集成技术........................................10
优先主题 2：高精度自动气候观测站改进................................................................10
优先主题 3：地面辐射及业务使用的传感器改进....................................................10
优先主题 4：探空和机载气象湿度传感器研制及试验............................................11
优先主题 5：农业气象观测设备及观测方法............................................................11
优先主题 6：交通气象观测设备及观测方法............................................................11
优先主题 7：环境气象观测设备及观测方法............................................................11
优先主题 8：海洋气象观测设备及观测方法............................................................12
优先主题 9：智能气象传感器及观测方法................................................................12
区域特色 ......................................................................................................................12
领域 2：地基气象遥感观测 ................................................................................................12
优先主题 10：天气雷达定标、数据质量控制与观测方法......................................13
优先主题 11：天气雷达改造升级及业务应用关键技术..........................................13
优先主题 12：风廓线雷达定标、数据质量控制和观测方法..................................13
优先主题 13：地波雷达气象观测业务化应用关键技术..........................................13
优先主题 14：激光气象遥感观测关键技术..............................................................14
优先主题 15：微波气象遥感观测新技术..................................................................14
优先主题 16：机载气象遥感观测平台......................................................................14
领域 3：卫星气象与空间天气观测 ....................................................................................14
优先主题 17：先进气象卫星遥感仪器需求和探测技术..........................................15
优先主题 18：卫星定位与辐射定标关键技术..........................................................15
优先主题 19：卫星遥感反演算法和定量产品..........................................................15
优先主题 20：重大空间天气灾害星地联合观测关键技术......................................15
领域 4：综合气象观测方法及产品 ....................................................................................16
优先主题 21：地基云观测与卫星云观测集成技术..................................................16
优先主题 22：卫星、雷达与地面观测相结合定量估测降水技术..........................16
优先主题 23：气溶胶和温室气体天基地基综合观测技术和产品..........................16
优先主题 24：风和水汽综合观测产品......................................................................17优先主题 25：地表温度和土壤湿度集成观测产品..................................................17
优先主题 26：基于多种观测平台的海洋综合气象观测技术及产品......................17
优先主题 27：多源观测数据集成的数据质量控制..................................................18
领域 5：观测系统与预报系统交互研究 ............................................................................18
优先主题 28：观测系统模拟试验及适应性观测技术..............................................18
优先主题 29：常规探空的时空分布改进与数值预报模式影响评估......................18
优先主题 30：基于预报互动的风廓线雷达网观测技术及站网设计......................19
优先主题 31：飞机气象观测资料应用及对数值预报模式的影响评估..................19
优先主题 32：气象卫星载荷观测精度及其资料稳定性对数值预报模式的影响评估
............................................................................................................19
领域 6：综合气象观测试验 ................................................................................................19
优先主题 33：近海台风综合观测试验及研究..........................................................19
优先主题 34：气候系统关键区和敏感区的综合观测试验......................................20
优先主题 35：探测环境对气象要素观测的影响评估试验......................................20
领域 7：综合气象观测系统保障 ........................................................................................20
优先主题 36：气象计量和校准装置升级技术..........................................................20
优先主题 37：声光电观测设备气象计量技术..........................................................20
优先主题 38：综合气象观测网运行监控技术..........................................................21
优先主题 39：重大装备维修测试平台和远程故障诊断技术..................................21
领域 8：气象信息技术 ........................................................................................................21
优先主题 40：气象数据及元数据信息标准化技术..................................................21
优先主题 41：高性能计算气象应用技术..................................................................22
优先主题 42：物联网及气象通信新技术综合应用..................................................22
优先主题 43：气象海量数据存储管理及共享服务技术..........................................22
优先主题 44：云计算在气象业务领域的应用..........................................................23
五、基础支撑平台 ........................................................................................................................24
主题 1：气象专用设备性能测试和质量检验集成平台............................................24
主题 2：综合气象观测试验基地................................................................................24
主题 3：遥感卫星辐射校正与真实性检验观测平台................................................241
一、引言
综合气象观测系统是现代气象业务体系的重要组成部分，是气象预报和气象
服务发展的基础，在国家防灾减灾和应对气候变化中占有重要地位。综合气象观
测研究是综合气象观测系统发展的重要支撑，是提升现代气象观测业务能力的基
础，是国家气象科技创新体系建设的重要任务。
从气象科学的发展历史可以看到，气象科学的发展是从观测开始的， 而其中具
里程碑意义的发展多是科学技术的发展和观测能力的提高所推动的。在气象业务的
建设和发展中，综合气象观测系统也发挥着基础和先导作用。因此在综合气象观测
研究计划中研究探索综合气象观测领域的一些重大技术前沿问题，不仅有利于推动
综合气象观测系统的发展，也有利于推动整个气象科学和气象业务的发展。
当前，综合气象观测系统的发展呈现出两方面特点：一是现代科学技术的发
展使得自动气象观测能力和水平不断提高，新设备、新方法的应用越来越多，原
有的以人工观测为主的业务体系正在发生根本性的变革。在这项变革过程中， 急
需研究解决观测业务中的一些关键技术问题和存在的薄弱技术环节；另一方面，
观测系统的发展更加注重发挥综合效益，其综合的内涵也更加丰富，主要表现为：
地基、空基、天基观测等多种技术和观测方式的综合； 从初始观测、数据采集、
信息产品加工到观测资料应用整体流程的综合；物理过程、化学过程、生态过程
等多个过程的综合观测。因此，研究如何更有效地发挥气象观测系统综合的特点、
以促进观测系统整体效益的提升，成为研究工作的一个重点。
综合气象观测的业务需求和发展方向是综合气象观测研究计划制定的主要
依据。 自《综合气象观测研究计划（ 2009—2014年）》实施以来，通过公益性行
业（ 气象）科研专项及其他科研项目的支持，在地面气象观测自动化、高空气象
传感器、专业气象自动观测及天气雷达硬件设备改进和数据处理算法等方面取得
了较好的进展；在相控阵天气雷达、偏振天气雷达、云雷达、微波辐射计等先进
遥感探测技术方面进行了积极的探索；在新一代静止气象卫星关键技术、辐射校
正与真实性检验技术及卫星观测资料处理与反演方法等方面的研究成果有了业
务应用；在自动站观测资料质量控制、多种降水观测资料融合、WMO信息系统 （ WIS）
技术和网格计算资源管理方面取得了一些研究成果。
虽然综合气象观测研究计划的实施对综合气象观测系统的发展发挥了重要
技术支撑作用，但仍然存在一些不足，主要表现在：（ 1）重大和关键气象观测设2
备及传感器的研制还需进一步加强。尤其是在环境气象观测设备、 地基气象遥感
观测新设备、 机载高空观测设备、海洋气象观测设备、空间天气观测仪器等方面。
（ 2）观测方法方面研究的科学性、系统性不足。在新技术新设备的性能评估、
观测方法研究，尤其是在开展多种方式时空配合及多圈层多过程的综合气象观测
方法方面的试验和研究较少。（ 3）气象观测数据处理、质量控制及产品方面研究
不足。在遥感观测数据反演算法、质量控制及产品研制方面，尤其是多种观测资
料集成融合方面还需进一步加强。（ 4）气象观测设备计量与保障技术落后于观测
技术的发展。在微波遥感、红外光学等方面的计量技术研究不足；设备的运行监
控保障缺乏设备运行状态信息的支撑。（ 5）信息网络系统集约化程度不高。 观测
与信息之间的标准和规范有待进一步加强， 数据管理与服务能力不强， 信息资源
使用效率和业务系统运行效率较低，高性能计算资源效益有待于进一步发挥。 （ 6）
综合气象观测系统的整体设计偏弱。 观测系统的综合性研究不足，观测与预报及
服务之间缺乏积极有效的互动。
为统筹组织实施各类气象科技项目，驱动我国综合气象观测业务科学发展，
根据《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》（国发〔 2006〕 3号）、《中国气
象局关于发展现代气象业务的意见》（气发〔 2007〕 477号）、《综合气象观测系统
发展指导意见》（气发〔 2009〕 175号）的有关要求， 以及落实《气象科学和技术
发展规划（ 2006—2020）》（气发〔 2006〕 352号）、《国家气象科技创新体系建设
意见》（气发〔 2007〕 385号） 和《 中国气象局关于强化科技创新驱动现代气象业
务发展的意见》（气发〔 2012〕 111号） 的精神， 参考世界气象组织（ WMO） 的全
球综合观测系统（ WMO Integrated Global Observing System， WIGOS）计划，
以及美国国家海洋和大气管理局（ NOAA）的新一代战略计划， 在《综合气象观测
系统发展规划（ 2010—2015年）》（气发〔 2009〕 463号）、《综合气象观测研究计
划（ 2009—2014年）》（气发〔 2010〕 74号）的基础上， 结合我国综合气象观测业
务的发展现状和需求，紧密围绕2020年中国气象现代化战略目标，修订并形成 《综
合气象观测研究计划（ 2013—2020年）》。
综合气象观测研究计划的重点将集中在以下三个方面：一是继续加强重要和
关键设备及传感器的研制，以及微波、 激光等气象遥感观测新技术和新一代天气
雷达、 气象卫星探测技术等方面的研究；二是大力推进综合气象观测方法及产品
的研究，包括天地空相结合的大气垂直综合观测技术和多源三维综合观测数据集3
成技术；三是加强综合气象观测与预报和服务的交互式研究，包括开展不同观测
系统对数值预报的影响与评估方面的研究、基于预报和服务的观测站网优化设计
等。
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