空基系统是指高空用的气象探测仪器组成的观测系统。为了获得高空的气象资料,就要将探测仪器带到高空中去,这就要动用探空气球、飞机、火箭。地基,空基和天基三大观测系统组成了大气探测系统1。
概述完整的大气探测仪器(或系统)包括观测平台、观测仪器和资料处理单元三个部分。观测平台是指安装仪器的设施,例如,地面观测场地、气象铁塔、飞机、探空气球、火箭、卫星等。资料处理单元则是将仪器探测到的信号实时采集、处理、传送和储存。大气探测包括三个观测系统:以地面常规气象仪器观测的地基观测系统;以测定大气各高度气象要素的空基观测系统;以人造卫星在太空中对地球大气进行遥感探测的天基观测系统1。
主要仪器(1)气象火箭探测
气象火箭由箭头、设备舱和箭尾组成。气象火箭携带的仪器用来对中高层大气进行探测,探测高度主要在30~80km。探测项目包括温度密度气压、风向和风速等气象要素,以及大气成分和太阳紫外辐射等。此外,还有用取样火箭测定大气成分和臭氧含量,以及用火箭研究电离层、太阳紫外线辐射等。
(2)气象飞机探测
气象飞机除携带一般的观测气象仪器外,还安装有气象雷达、大气物理和大气化学数据采样仪器、红外和微波辐射仪等遥感仪器。观测项目有大气成分、气温、湿度、气压、风向风速、大气湍流、大气化学成分、云和降水的宏观和微观参数、强对流天气系统、大气污染物的扩散等。小型飞机和直升机适用于中小尺度系统和云雾物理探测。
(3)微型无人驾驶飞机
气象专用的微型无人飞机携带的数字化探空仪,采集上空的温度、气压、湿度资料,并用GPS数据进行测风,获得风向风速。如遇强对流天气系统可以进入其内部进行非常规的观测;在空气污染的地方,微型无人飞机可充分发挥其机动性强的特点,为灾害的现场指挥救助和灾后的损失评估提供可视的第一手资料1。
发展趋势气象综合观测系统是一个由天基、空基和地基观测系统组成的一体化综合立体监测网,可实现从地面到高空以至星际空间、从区域到全球空间尺度、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、环境等相关领域的长期不间断的、一体化综合观测。未来气象观测技术将随着高新技术的广泛应用得到快速发展,观测能力将显著提高。
气象观测业务的总体发展趋势是: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;从单一的大气圈观测到地球各大圈层及其相互作用的综合观测;综合利用多种手段、多种技术,实现高准确度高时空分辨率,连续、自动、一体化定量观测。各种观测数据的融合和处理技术受到高度重视:部门间和国际间的合作日益加强,观测资料的共享成为必然2。
本词条内容贡献者为:
张静 - 副教授 - 西南大学