气象观测的新阶段—大气遥感探测

左常鹏

摘要：近些年来，许多探测大气的技术系统都有所更新与进步，比如气象卫星和微波、可见光辐射、红外等，我们把这类探测技术统称为大气遥感探测，大气遥感探测也意味着气象观测发展到了一个新阶段，这些新技术恰好迎合了各部门对气象资料的迫切需要，也给我们带来许多丰富多彩的定量信息和大气图像。

关键词：大气遥感；气象；新阶段

前言：

大气遥感是20世纪60年代发展起来的大气科学的新兴学科分支。大气遥感探测的出现既是各部门对气象资料迫切需要的结果，又是现代科学技术发展的必然产物。它的未来发展不可限量，我们要掌握好它，使它能够更好的为我们所用，进一步实现我国四个现代化的远大目标。

一、常规探测的特点

常规探测指运用“直接感应”原理探测，即与感应器有直接接触面积的那一部分空气的特性才是仪器所测量的范围，如果没有与感应器相接触，仪器就没有办法测出来[1]。此外，我们所测量的要素会直接作用于感应器，并且会使感应器产生量的变化，这种变化会通过适当的方式标示出来。

常规探测有许多优点，一方面，它比较直截了当，也比较容易得到比较精准的数据。另一方面，它所测量的要素通常来说都是天气预报等气象业务所需要的常规要素。但是同时它也存在着局限，常规探测越来越难以满足人们日子增长的对进一步掌握天气运动规律以提高天气预报的准确率等要求的需求，在许多方面都显露出它的重重矛盾。一方面，我们实际工作中真正需要的内容，往往是常规观测的要素所缺少的，常规观测要素与实际需要内容之间差距越来越大。比如了解强风暴系统云内在结构需要雷达等遥感探测手段；另一方面，常规观测的时间间隔太长，不能适应实际工作的需要，比如一些部门需要的快速有效的实时信息，常规观测并不能满足它们的这种需求，一两次探空也无法满足危险天气预报的要求。此外，我们对正确认识大气环流的概况以及活动规律等的需求，常规探测往往也不能很好的满足。常规探测的种种局限性加上科学技术的快速发展，使得气象观测发生了革命性的转变，各种各样的新型探测大气的方法应运而生，人们开始寻求突破常规探测局限的方法。

二、大气遥感探测的出现与发展

科学技术的发展，使我们进一步了解大气环境的欲望更加强烈，也因此，大气遥感探测应运而生。二十世纪三四十年代，也就是第二次世界大战期间，人们在利用雷达搜索空中的飞机时，发现了云雨对搜索工作的干扰性，恰好可以利用这种“干扰”回波，判断大气中云雨在几百公里范围内的分布情况，也是从这时候开始，人们开始了对微波气象雷达的研制，使空间遥感技术的研究和运用有了很大的发展。

二十世纪六十年代，出现了气象卫星探测，人们可以连续监视、探测全球大气的风云变幻，利用气象卫星探测，人们可观测覆盖全球的空間。与此同时，对局部天气观测的空间分辨率也可以精细到一公里至几十公里的范围。如果说微波雷达探测是大气遥感探测的先锋，那么气象卫星探测就可以称得上是遥感探测的主力军。

从二十世纪五十年代开始，有人提出了新的方案，他们认为可以利用大气中某些波段的红外辐射来推算大气温度垂直分布，近几十年，也有许多人对此进行了研究试验。与此同时，另一个研究试验也在进行着，即利用大气微波辐射遥感大气[2]。目前，人们把红外和微波这两种遥感的手段结合起来运用，使其取长补短，这大大丰富了我们队大气运动规律的认识与了解，也大大促进了探测全球大气的发展。

在大气遥感领域，除了以上几种技术，其他新技术也在陆续发展起来。比如六十年代初的激光新技术。这些新技术的出现，使大气遥感探测逐步发展成一个相对独立的领域，研究试验工作的进展，也给实际工作带来了许多便利，加上各个国家对它的重视程度很高，研究试验工作有序展开，使得它有很大的发展空间。

三、大气遥感探测的特点

大气遥感探测与常规观测二者既有相同之处，又相互区别，它们两者的目的是一致的，都是为了更好更多地提供大气信息而服务，但是大气遥感探测弥补了常规观测的许多不足，解决了实际工作中的诸多难题。

大气遥感探测有以下几个特点。一，与常规观测凡是不与感应器相接触的空气就不能测量出来不同，它接收的一般不是直接显示的气象要素，而是大气本身发射的或者经由大气作用了的其他波动信号。二，大气遥感探测克服了常规观测的局限性，它远离被测对象，有时甚至可以接受到视野以外的大气信息。三，大气遥感探测的系统比较复杂，它对接受系统等提出了更好的要求，在运用过程中，它的波动信号也比较弱。不过，随着科学技术的迅猛发展，这些要求可以被很好的满足。大气遥感探测涉及到很多方面的研究和技术工作，比如研究大气和各种波的相互作用、研制各种遥感技术设备、研制遥感大气的“解算过程”理论、研制遥感结果的实际用途等等。此外，我们要想更好的运用大气遥感探测，还需要依赖于卫星通信、电子计算机等许多条件[3]。

综上所述，大气遥感探测是气象观测的新阶段，它在科技发展的推动下产生，目前也已经具有一定的模型。它克服了常规观测的许多局限，即使目前还不能得到全面的推广，它仍有很大的发现空间，在实际工作中得到全面应用不是不可能。

作为气象观测的两种方法，常规探测与遥感探测二者相辅相成，共同为气象工作服务。所以，在大力发展大气遥感探测的同时，我们也要发展好常规探测，在目前来说，二者都别人无法替代的各有优缺点，因此，只有把二者结合起来综合运用，才能更好的完善探测大气的系统，更好地为气象事业服务。以大气遥感探测的优越性来说，在不久的将来，它能够在实际工作中得到全面应用具有很大的可能性与现实性。

参考文献

[1]吕达仁.气象观测的新阶段—大气遥感探测[J].气象，2016（05）：26-28.

[2]赵柏林.大气物理与大气探测的一些进展[J].北京大学学报（自然科学版），2015（03）：323-338.

[3]邹铭敏，方勇华，熊伟等.一种基于空间外差光谱技术观测的水汽浓度逐线积分反演方法[J].光学学报，2015（06）：1701-1705

（作者单位：中国人民解放军92515部队）