某气象(大气)综合监测系统工程可行性研究报告.docx

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某气象(大气)综合监测系统工程可行性研究报告.docx

(4)新建区域大气本底观测站3个。

(5)建立气溶胶监测站26个。

某住宅楼铝合金窗户施工方案(6)建立温室气体及相关微量成分观测站22个。

(7)建立反应性气体监测城市周边站5个。

(8)臭氧总量、臭氧探空站8个。

(9)现有酸雨观测站的设备升级和改造,共150个。

(10)大气降水化学成分监测站、降水同位素观测站、干沉降观测站各43个。

(11)反应性气体干沉降速率观测站2个。

(12)大气化学分析中心实验室1个。

3.3.5生态气候观测分系统建设的主要内容和规模

本分系统建设的主要内容是:建设农田生态观测、森林生态观测、草地生态观测、湿地生态观测、荒漠生态观测、冰雪冻土气候观测、干旱气候观测和城市生态观测等站点。

(1)农田生态气候监测基本站70个,辅助站710个。

(2)森林生态气候监测基本站20个,辅助站80个。

(3)草地生态气候监测中心站5个、基本站18~30个、一般站或自动站80个。

(4)湿地生态气候监测中心站15个,基本站17个,辅助站58个。

(5)城市生态气候监测基本站8个,省级站25~30个。

(6)荒漠生态气候监测基本站13个,辅助站30个。

(7)旱灾监测基本站62个,辅助站195~260个。

(8)冰雪冻土气候监测,积雪站80个;冰川(盖)站国内10个、北极1个、南极5个;冻土站80个;海冰站4个,包括南极2个、北极1个;湖冰站4个;河冰站10个。

3.3.6海洋气象观测分系统建设的主要内容和规模

本分系统建设的主要内容是:建设沿海气象综合观测网站,沿海自动化浮标观测站,船舶观测等。

(1)新建、改扩建海岛海岸自动气象站212;

(2)建成以海气通量和梯度观测为重点的海洋气候综合观测站12个;

(3)建立近海浮标观测大浮标9个,小浮标22个;

(4)快艇移动观测系统15个,建立地区支持中心3个。

3.3.7通信网络分系统建设的主要内容和规模

本分系统建设的主要内容是:建设数据收集与分发、全国宽带主干网、数据管理、信息传输业务监控、数据格式标准化、数据共享等子系统以及配套的基础设施。

3.3.8技术保障分系统建设的主要内容和规模

本分系统建设的主要内容是:国家级技术保障中心,31个省级技术保障中心,以及若干地级保障机构和县级站,包括监控中心建设、国家计量站建设、试验基地建设、外场考核试验场地建设、仪器设备维修、技术支持和质量监督等部分的建设。

系统能够根据业务、服务和科研的需要,定时进行地面、高空、大气成分、生态气候和海洋气象观测,并且通过通信网络系统快速收集和分发大气监测资料与经过加工所生成的产品,实现气象部门内、外对气象资源的共享与合作。

监测部分——承担包括地面、高空、大气成分、生态气候和海洋气象监测和探测任务,获取各种气象数据。

通信网络部分——承担气象资料的传输、数据管理与质量监控。

技术保障部分——承担该系统的技术保障,涉及探测设备的监控、气象仪器设备的业务化试验、计量、检测和维修、技术支持和技术培训等各个方面。

4.2.1地面气象观测分系统功能

该分系统主要由自动气象站、车载移动气象综合观测、卫星遥感地面大气校准检测辐射观测4个子系统组成。

自动气象站子系统——采集气压、气温、相对湿度、风向、风速、雨量和地温等7种气象信息,以及采集总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射、净辐射、紫外辐射等辐射信息和蒸发、土壤水分、地表状况、能见度等多种观测要素信息。数据采集的时空密度高,自动气象站的数据存储能力强,网络化传送与处理功能日趋完善,具备较强的软件功能和组网功能,可以全面满足地面气象观测业务的要求。

卫星遥感地面大气校准子系统——可为国内外对地遥感卫星遥感器的在轨辐射定标和仪器在轨性能变化进行地表辐射、大气探空、大气光学厚度的定位测量和标定。利用辐射定标实验室的设备为辐射校正场测量设备进行标定工作,利用辐射校正资料处理系统为在轨遥感卫星进行发射前和在轨定标资料处理。具有承接国内外气象卫星、地球观测卫星(EOS)、海洋卫星、资源卫星、环境卫星遥感器的辐射定标和对各类卫星定量产品检验的能力,为气候数据的定量化分析应用提供高频次、高精度的卫星定标数据和真值检验结果资料。

辐射观测子系统——对地球表面的太阳辐射进行包括总辐射、太阳直接辐射、散射辐射、反射辐射、净全辐射、大气混浊度、紫外辐射、红外辐射等方面的长期、准确的测量,有助于确定影响全球气候及其变化的能量吸收和传输机制,为卫星辐射观测提供地面订正,并为经济建设和人民生活更有效地利用太阳能技术提供服务等。

4.2.2高空气象探测分系统功能

该分系统主要由集成高空探测、风廓线仪探测、地基GPS/MET遥感探测、飞机气象观测、大气边界层观测、闪电定位探测、激光雷达观测、电离层与中高层大气探测等8个子系统组成。

探测从地面到电离层(地面至30或36公里以下空间)的高空气压、气温、湿度、风向风速、太阳和地气系统辐射及臭氧含量等要素的分布,探测精度符合世界气象组织对高空气象探测的要求,自动化程度高。

集成高空探测子系统——采用探空气球携带电子探空仪升空,由地面设备(地面接收设备、GPS处理器)跟踪探空仪的飞升飘移运动,得到大气层各个高度上的温度、气压、湿度、风向和风速数据。探测高度可达36公里、斜距可达200公里以上。

风廓线仪探测子系统——能够不间断地提供探测高度范围内的大气水平风场、垂直气流、大气虚温以及大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布数据。

地基GPS/MET遥感探测子系统——可以获得很高时间分辨率(每15~30分钟)、达到毫米精度的水汽资料,以补充探空资料在时间分辨率上的不足。还可获取电离层电子浓度信息,对于监测电离层和空间天气具有重要的应用价值。

飞机气象观测子系统——它能在机载自动控制系统控制下完成预定航线的飞行,并实时地将飞机的飞行轨迹和探测数据传送到地面;地面接收控制处理系统能显示飞机所在位置的经纬度、高度和探测资料,并可发出控制指令;能携带数字化探空仪采集温、压、湿资料;能为测风处理提供微型无人驾驶飞机在空中的位置信息(由机载GPS接收机测定)。通过GPS进行精确定位,并由机载仪器探测大气的各种物理、化学状态。

大气边界层观测子系统——属中小尺度范围内的综合性探测系统。采用多种探测技术(高密度的地面监测站网、近地层气象铁塔、边界层气象铁塔、低空气象气球、系留气球、飞艇和小型飞机等)测量气象要素在边界层内的空间分布和变化,实时掌握大气边界层的结构和变化,测大气和大气边界层之间的热量、动量和物质(水汽、沙尘和污染物等)的交换情况,了解人类活动对大气边界层的影响和大气边界层对天气系统的演变的影响,为提高天气预报和气候预测的准确性提供基础性资料。

闪电定位探测子系统——以地闪监测为主,部分地区进行云闪监测,提供高精度、高效率的闪电监测数据。建立全国范围内的探测网可以改变闪电目测状况,增强对雷暴等灾害性天气的监测能力和气象防灾减灾能力。

激光雷达观测子系统——探测气溶胶、云粒子分布和风场垂直廓线,还可以探测三维风场。激光雷达主要用于环境、沙尘暴、风垂直结构、边界层湍流、晴空风场三维结构、机场风切变和下击暴流等影响飞机起飞和降落的中小尺度天气监测。

电离层与中高层大气探测子系统——是气象部门一个全新的领域。监测平流层以上至电离层高度的大气状况。电离层闪烁监测网对电离层闪烁指数(包括幅度闪烁和相位闪烁指数)的进行全面系统的监测,具备基本预警的业务能力,同时为电离层闪烁的研究和预报积累数据基础,为国家空间天气监测预警中心开展电离层预报闪烁指数的业务提供设备支持和稳定的数据来源。电离层和中高层大气探测示范站能够获取高空大气和电离层中的大气风场和温度等稀缺的数据农村道路及桥梁改造建设工程施工方案,积累数据建立和改进现有模型高空大气模型,为航天和军事提供服务,为空间天气、地面气象和气候研究提供数据支持。

4.2.3大气成分观测分系统功能

该分系统主要由大气本底变化观测网、气溶胶监测、温室气体及相关微量成分监测、反应性气体监测、地基臭氧和UV监测、干湿沉降监测、大气化学分析中心实验室、数据采集处理与监控共8个子系统组成。

大气本底变化观测子系统——大气本底观测是气象业务的一个重要组成部分,是大气探测的前沿发展领域。其任务是进行全球大气本底基准观测,在我国具有特定的气候、地域环境代表性的地点对大气中的化学成分、大气物理、化学以及大气中对全球及区域气候、环境本底化具有重要意义的微量成分进行长期、系统的观测及分析评估,积累基础数据,可以为国家经济建设和科学决策提供第一手的数据。

温室气体及相关微量成分监测子系统——对大气中的主要温室气体进行长期、连续的瓶采样观测;并在具有典型生态代表性的站点开展温室气体(如CO2、CH4、N2O)通量的观测。提供具有区域代表性和环境典型的我国温室气体大气本底状况长期、系统、准确和可靠的基础观测资料。

地基臭氧和UV监测子系统——为区域空气质量预报、预测提供基础性的数据;为区域紫外辐射预报、预测提供关键性的数据和校准手段;获取准确、长期的地基臭氧总量、臭氧垂直分布的数据,为发展卫星遥测全球臭氧总量、臭氧垂直廓线分布提供数据和校准手段,建立我国与国际标准技术接轨的臭氧、UV监测的传递技术标准,保障对臭氧、UV业务监测的质量控制技术方法。

反应性气体监测子系统——在我国的全球尺度代表性、区域尺度代表性、特大城市和城市群尺度代表性的站点上,以及地面和空中移动监测设施上,选择性地开展包括臭氧、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨、挥发性有机物、甲醛、过氧乙酰硝酸酯、过氧化氢和总氮氧化物在内的反应性气体的监测福建省某高等专科学校图书馆系馆建筑工程施工组织设计,获得它们在不同尺度站点的本底浓度值和相应变化趋势,为我国气候系统模式、大气光化学模式、气溶胶模式、酸沉降模式的研究和业务应用,以及大气物理化学过程的研究、生态和健康影响评估提供基础数据,同时为未来反应性气体的一体化观测系统打下坚实的基础。

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