新型智能北斗探空系统为气象探空发展提供“中国方案”

　　模式预报数据可用率达90%，资料同化后风分析场标准差减小约2%，预报技巧提高1%，风、湿度和高度测量结果可对标世界气象组织（WMO）探空天气观测最高目标……这份“成绩单”来自基于北斗导航定位的往返平漂探空系统（以下简称“新型北斗智能探空系统”）。

　　截至目前，新型北斗智能探空系统在长江中下游4省的往返平漂探空组网观测-预报互动试验中取得了丰硕成果，研制出用于天气预报、数值预报的高质量数据集，建立了基于高分辨率数值天气模式的往返平漂探空轨迹预测系统，为提高探空资料获取率和天气预报准确率奠定了基础。

　　“放气球”是公众对气象工作者的“画像”之一。1902年，德国气象学家阿斯曼开创了利用橡胶气球、经纬仪开展大气垂直探测模式。100多年来，国际上多采用该技术开展高空探测，我国120个探空站每天2次施放探空气球，为数值模式发展、气象预测预报和服务提供了连续可靠的直接观测资料。

　　然而，现有每天两次探空所获取资料时间分辨率难以满足预报和服务要求。从2016年开始，中国气象局牵头组织开展了新型北斗智能探空系统的原型研制，经过五年攻关和试验，攻克了平漂零压气球、多通道双向通信接收设备、高精度气象专用北斗导航SoC芯片等探空装备的重点难点技术，以及平流层测温和下降段测风、平漂轨迹预测和观测资料质量控制等业务应用的关键技术，实现了低成本加密探空目标，为探空技术转型升级提供了“中国方案”。

　　中国气象局气象探测中心正研级高工郭启云介绍，新型北斗智能探空系统采用自主北斗导航定位技术和气象部门联合开发的“春分Ⅰ号”探空仪专用卫星导航系统级芯片，创新性提出了内外两个探空气球嵌套的模式，开展“上升-平漂-下降”三段式探空观测，并采用基于地-空物联网的“云+端”数据传输模式，开展探空观测预报互动试验。

　　原有探空模式为施放一个气球开展大气垂直探测，获取一段（上升段）气象观测资料。新型北斗智能探空系统采用双球可实现一次放球获取三段（上升、平漂、下降）数据。即外气球携带探空仪上升探测、外气球爆炸后内气球继续携带探空仪在平流层平漂探测、平漂结束后由降落伞携带探空仪下降探测，三段探测均可获取有效资料，打破了上百年的高空观测模式。

　　同时，基于地-空物联网的数据传输模式实现了从定时定点单一接收观测数据向实时智能组网接收的技术变革，并实现了探空数据接收、处理以及应用的自动化。（作者：简菊芳 责任编辑：张林）