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2025-03-18
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，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（尤其是災害性天氣）生成演變規律的認知，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獲取氣象要素。涵蓋衛星遙感、島嶼地面氣象站及探空站網、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據支撐。本文總結了海外內現有海洋氣象觀測技術。
中科檢測是第三方檢測機構，遵循《海洋調查規范第3部分：海洋氣象觀測》GB/T12763.3-2020標準，提供海洋環境基本要素調查中的海洋氣象觀測服務，并出具權威報告。
海洋氣象觀測技術分析
海洋氣象觀測依托多元平臺與技術，構建起覆蓋海域的監測網絡，為氣象研究、預報及防災減災提供支撐。以下從各觀測技術展開分析：
一、衛星遙感
中國、美國等國發射的靜止與極軌氣象衛星，形成全球遙感星座。靜止衛星提供空間分辨率約1km、時間間隔5-30min的云圖；極軌衛星具更高空間分辨率，生成海表溫度、氣溶膠光學厚度等產品，實現大氣溫濕度廓線遙感。海洋衛星的散射計、合成孔徑雷達等成為海上風場監測核心技術，其數據應用于強天氣監測與數值模式。各類地球觀測衛星（如EOS/A-Train、全球降水任務衛星GPM）提供高分辨率氣象產品，數據多可共享，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備。近岸無人島礁自動氣象站通過衛星通訊回傳數據，助力氣象預報與海上救助。但此類站點受地理限制，架設面積有限，數量少，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。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，但數量少。船舶觀測因位置變動大，數據連續性差，惡劣海況下無法作業，且設備來源多樣，需協調管理?？瓶即m裝備觀測設備，但費用高、時空覆蓋有限。全球海洋船舶水文調查項目（GO-SHIP）監測海表參數，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，可長期連續觀測，美國國家浮標數據中心（NDBC）管理全球浮標，在中國周邊海域每小時發布數據。漂流浮標測量參數多樣，資料由NDBC管理?！昂Ｑ笳军c（OceanSITES）”作為多學科參考站網，獲取海面至海底的大氣與海洋變量。深潛Argo陣列監測海洋熱容量、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多普勒天氣雷達（S波段為主），監測臺風、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，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。下投探空裝置可探測大氣廓線，如美國NOAA等機構通過飛機下投探空，獲取臺風內部數據，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構。微小型無人飛機、軍用無人機（如全球鷹）應用于氣象探測，全球鷹續航長、載荷大，可搭載多種儀器。中國臺灣地區較早開展無人機臺風觀測，獲取實地數據。
海洋氣象觀測技術對比
一、海洋氣象觀測技術比較
海岸氣象和雷達站等：優勢為連續、長期、可靠，不足是僅限近海岸觀測。
海島、島礁氣象站：可連續長期觀測且較可靠，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，難以形成有效網絡。
錨定浮標、油氣平臺站：觀測連續且資料長期，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：數據較可靠，但受固定航線限制，無法覆蓋非航線區域。
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。
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：覆蓋區域大、云圖直觀，但穿臺風內核觀測少。
衛星遙感（被動、主動）：覆蓋區域廣，云圖直觀，缺陷是定量化不足。
新技術平臺（如waveglider）：綜合采用高新技術，處于發展階段，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，近海浮標數量不足，商船提供的氣象數據不連續、分散。與國際先進水平相比，中國缺乏大氣海洋環境觀測專用飛機平臺，中遠海氣象探空站網缺失，對臺風等對流層大氣廓線的立體剖面觀測資料極少。
監測能力：海洋-氣象-生態綜合監測網絡規模小，對赤道輻合帶（ITCZ）、西太平洋暖池、厄爾尼諾（ElNi?o）及海上季風爆發等關鍵氣候現象缺乏實時有效監測，而這些現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研究與業務預報水平的提升。
檢驗檢測認證服務機構。
整體技術解決方案。
