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1、气象监测系统项目可行性研究报告 1 气象监测系统项目可行性研究报告 (此文档为 word 格式 , 下载后您可任意修改编辑! ) 气象监测系统项目可行性研究报告 2 目 录 1. 项目背景 . 1 1.1 前言 . 1 1.2 需求与必要性分析 . 1 1.3 监测系统的发展现状 . 3 1.4 监测技术的发展趋势 . 4 1.5 本项目与其它相关部分之间的关系 . 4 2. 指导思想 . 8 3. 项目概况 . 9 3.1 总体建设目标 . 9 3.2 分系统建设目标 . 10 3.2.1 地面气象观测分系统建设目标 . 10 3.2.2 高空气象探测分系统建设目标 . 10 3.2.3 大
2、气成分观测分系统建设目标 . 10 3.2.4 生态气候观测分系统建设目标 . 11 3.2.5 海洋气象观测分系统建设目标 . 11 3.2.6 通信网络分系统建设目标 . 12 3.2.7 技术保障分系统建设目标 . 12 气象监测系统项目可行性研究报告 3 3.3 项目建设的主要内容和规模 . 12 3.3.1 概述 . 12 3.3.2 地面气象观测分系统建设的主要内容和规模 . 12 3.3.3 高空气象探测分系统建设的主要内容和规模 . 13 3.3.4 大气成分观测分系统建设的主要内容和规模 . 14 3.3.5 生态气候观测分系统建设的主要内容和规模 . 15 3.3.6 海洋
3、气象观测分系统建设的主要内容和规模 . 16 3.3.7 通信网络分系统建设的主要内容和规模 . 16 3.3.8 技术保障分系统建设的主要内容和规模 . 16 4. 系统功能 . 16 4.1 总体功能 . 16 4.2 分系统功能 . 17 4.2.1 地面气象观测分系统功能 . 17 4.2.2 高空气象探测分系统功能 . 19 4.2.3 大气成分观测分系统功能 . 21 4.2.4 生态气候观测分系统功能 . 24 4.2.5 海洋气象观测分系统功能 . 26 4.2.6 通信网络分系统功能 . 28 4.2.7 技术保障分系统功能 . 30 5. 系统结构 . 31 5.1 总体结
4、构 . 31 5.2 分系统结构 . 32 气象监测系统项目可行性研究报告 4 5.2.1 地面气象观测分系统结构 . 32 5.2.2 高空气象探测分系统结构 . 33 5.2.3 大气成分观测分系统结构 . 34 5.2.4 生态气候观测分系统结构 . 34 5.2.5 海洋气象观测分系统结构 . 34 5.2.6 通信网络分系统结构 . 34 5.2.7 技术保障分系统结构 . 34 6. 系统布局 . 35 6.1 布局原则 . 35 6.2 分系统布局 . 35 6.2.1 地面气象观测分系统布局 . 35 6.2.2 高空气象探测分系统布局 . 36 6.2.3 大气成分观测分系统
5、布局 . 36 6.2.4 生态气候观测分系统布局 . 37 6.2.5 海洋气象观测分系统布局 . 38 6.2.6 通信网络分系统布局 . 39 6.2.7 技术保障分系统布局 . 39 7. 系统总体技术要求 . 39 8. 系统建设优先级 . 40 8.1 地面气象观测分系统建设优先级 . 40 8.2 高空气象探测分系统建设优先级 . 41 8.3 大气成分观测分系统建设优先级 . 42 气象监测系统项目可行性研究报告 5 8.4 生态气候观测分系统建设优先级 . 43 8.5 海洋气象观测分系统建设优先级 . 43 9. 资源共享 . 43 9.1 目的 . 43 9.2 政策保障
6、 . 44 9.3 机制与策略 . 44 10. 项目培训 . 45 10.1 指导思想 . 45 10.2 培训策略 . 45 11. 项目管理与实施计划 . 46 11.1 组织管理 . 46 11.2 项目实施进度 . 46 12. 投资估算与资金筹措 . 46 12.1 投资估算说明 . 46 12.2 建设投资估算 . 48 12.3 资金筹措 . 48 13. 效益分析 . 48 14. 结论 . 49 附图、附表、附件 . 错误!未定义书签。 气象监测系统项目可行性研究报告 1 1. 项目背景 1.1 前言 气象观测是气象工作的基础,也是发挥“公共气象、安全气象、 资源气象”作用
7、的关键。 国民经济和社会发展正在不断地对气象业务、 服务和科研工作提 出许多新的更高要求, 为了适应这种需要, 进一步提升气象观测能力、 增加观测内容、 提高观测精度, 把观测范围从大气圈扩展到包括大气 圈、 海洋圈、 冰雪圈、 岩石圈和生物圈的整个气候系统已是势在必行。 本可行性研究报告是在中国气象事业发展战略研究的指导下, 针 对未来 5 年的发展需求和可能, 在现有基础上进行研究和编制的。 从 全面、协调、统一的要求出发,围绕实现“建立一体化观测体系和构 建气候系统观测平台”的目标,提出了建立和完善包括地面、高空、 大气成分、生态气候、海洋气象等观测分系统,以及配套的通信网络 和技术保障
8、等分系统的建设。 1.2 需求与必要性分析 ( 1)国家防灾减灾的迫切需要 在全球气候变化的背景下, 我国气象灾害及其衍生灾害, 如干旱、 洪涝、台风、沙尘暴等频繁发生,气象灾害造成的经济损失在一般年 份每年高达 420 510 亿。加强防灾减灾,迫切需要天气气候预报预 测有足够的提前量和精细度(定时、定点、定量) ,使决策者在其有 效的反应时间内采取措施, 保护人民生命和财产安全, 这也对现有的 大气探测系统提出了新的更高要求。 气象监测系统项目可行性研究报告 2 ( 2)社会发展和人民生活水平提高的迫切需要 粮食安全、农业发展、生态环境保护、气象资源利用、城市化进 程加快、交通发展、海洋经
9、济发展、重大工程建设等,都离不开准确 的天气预报、气候预测和评估;核泄漏等重大突发事件,其危害程度 与天气条件密切相关; 许多流行病的分布与环境气候条件有关, 为减 少气候变化对人类健康的负面效应及突发事件对生命的危及, 对气象 保障服务提出了新的要求。这一切都迫切需要增强气象综合监测能 力。 ( 3)开展精细预报、提高预报准确率的迫切需要 为提高天气预报和气候预测的准确率, 特别是数值预报模式和动 力气候模式的发展, 需要一套完善的观测系统来支撑, 这套观测系统 应具有各种尺度的大气和地球表面状态要素、 参数和制约其变化的物 理、化学、生物因子的监测能力。但是,我国现有观测站网还有局限 性,
10、 特别是气候系统五大圈层间交互影响的监测、 诊断能力还很薄弱, 因此需要增强此方面的能力建设。 ( 4)适应全球气候变化预测对观测的需求 全球气候变化对我国生态、 资源、 环境等产生的负面效应日益彰 显, 给我国经济社会的可持续发展带来难以逆转和持久的影响。 对其 进行准确的预测与评估, 对气象观测提出了新的需求。 我国面临的资 源与环境问题十分严重, 生态环境受气候系统各圈层相互作用及其变 化的影响明显, 因此需加强对气候系统的演变过程的模拟和演变趋势 的预测能力, 以尽可能防止天气、 气候和气候变化导致的生态和环境 气象监测系统项目可行性研究报告 3 灾难的发生。 ( 5)认识气候系统更深
11、层次基本科学问题的需要 重大灾害性天气预报的理论和方法,气候变化(包括气候突变) 的预估及其应对策略等,这需要大气科学与其它相关学科的交叉融 合,通过对相关科学的进一步研究才有可能得到解决。因此,气象观 测系统应能够获取与气象有关的地球物理参数和生物地球化学参数, 这些数据既是大气科学发展的需要, 也是地球科学和可持续发展科学 发展的重要基础。 ( 6)国际合作与交流的需要 全球气候变化问题已不仅仅是单个国家或大陆的问题, 而是人类 共同面临的难题。肆虐东北亚的沙尘暴引起了我国周边国家的关注, 迫切需要加强国际合作和交流, 以解决困扰人类的难题。 气候变化问 题, 特别是国际减排份额的分配,
12、还使我国的环境外交面临挑战和压 力, 因此需要充分利用气候变化观测事实、 情景预测和影响评估的科 研成果, 以维护我国和广大发展中国家的权益, 也才有可能为保护生 存环境、合理调控能源结构发挥气象保障的作用。 1.3 监测系统的发展现状 通过几十年来气象事业的建设和发展,我国气象观测网初具规 模, 探测手段也有了很大改进, 已成为世界气象组织世界天气监视网 和全球气候监测系统的有机组成部分, 在国际合作及我国的经济社会 发展、 国家安全和防灾减灾中发挥了重要作用。 但总体水平与气象事 业发展的需求还有较大差距,与国际先进水平相比仍存在很大差距, 气象监测系统项目可行性研究报告 4 主要表现在:
13、气象台站分布不太均匀;高原、沙漠、高山及海洋等天 气气候敏感地区存在监测的空白; 反映各圈层相互作用及变化的气候 观测系统还很不完善;一些观测数据采集手段和信息传输设备落后, 能够获取的数据在时空分辨率、 观测精度、 观测项目及观测数据的连 续性、完整性等方面尚不能满足气象业务、服务与研究的需要;高空 探测系统还很薄弱,还没有形成地基、空基、天基相互补充、综合协 调的统一观测体系,气象综合观测的能力亟待增强。 1.4 监测技术的发展趋势 近年来,大气监测技术取得了显著的发展,主要表现在:探测能 力显著增强,观测自动化水平迅速提高,重视观测方法、观测网的设 计,以及观测仪器的配合,遥测和遥感等观
14、测技术并存,各取所长, 综合利用。 监测技术总的发展趋势是: 向综合探测方向发展, 如地基与空基、 天基,遥测和遥感,常规与非常规观测等;向系统性方向发展,研制 和开发新型设备,从而集信息的获取、预处理及传输为一体化;向遥 测遥感自动化方向发展, 自动化遥测遥感设备将逐步取代器测和部分 目测项目; 向高精度方向发展, 时空分辨率和探测数据准确性不断提 高;探测仪器向多功能、小型化方向发展。 1.5 本项目与其它相关部分之间的关系 1.5.1 与一期工程关系 大气监测自动化系统的建设是一个较大的系统工程项目, 为了在 有限的目标中发挥更好的效益, 整个系统建设分为一期工程和后续工 气象监测系统项
15、目可行性研究报告 5 程。一期工程的建设,以满足天气监测为主要需求,以气象常规观测 设备的更新换代和自动化为主要目标, 通过一期工程建设加快了我国 气象探测自动化改造的进程, 为后续工程项目的实施奠定了基础, 积 累了经验。 本项目是在充分考虑国家需求、 气象事业发展需求、 探测技术发 展趋势以及一期工程建设的基础上, 对现有气象探测系统的进一步完 善、创新和拓展,本项目的建设具有如下特点: 实现了观测体系的跨越 : 从部门的、 单一的观测系统, 向综 合性、系统性、一体化的观测体系转变;从以天气监测为主,向气候 系统监测的转变。从而实现以大气观测为主向多圈层观测的跨越。 拓展了新的观测领域
16、: 比如生态气候观测分系统和海洋气象 观测分系统所设计的监测网络, 高空探测分系统中的电离层和中高层 大气的探测等,都是一期工程所未能涉及的领域。 强调综合观测平台的建设, 重视一站多能、 按需配臵 : 例如 本项目设计的通量观测平台,配臵不同性能的观测仪器,可获取温、 湿、风、辐射、气溶胶、温室气体、反应性气体等资料,极大地增强 了地 -气、海 -气相互作用的综合监测能力。 增加了观测手段, 丰富了观测内容 : 观测手段多样化, 例如 臭氧观测中,设计了臭氧光谱仪、臭氧探空、地基平流层臭氧激光雷 达、机载对流层臭氧激光雷达等手段,以获取臭氧总量、廓线等丰富 观测信息; 观测内容得到丰富, 例如在现有自动站的配臵上增加了土 壤水分、能见度、 地表状况等的观测内容,在生态观测中设计了对不 气象监测系统项目可行性研究报告 6 同下垫面植被的生理特征、土壤的理化特性、水分平衡、陆 -气通量 等的观测。 加强了气象业务的机动性能和应急功能 : 移动观测项目的开 展,利用车载自动气象站、风廓线雷达、激光雷达,微型无人驾驶飞 机和飞机探测等手段, 除常规气象要素以外, 还可获取土壤、 气溶胶、 反