《極地大氣觀測(cè)規(guī)程》系統(tǒng)總結(jié)了極地多年氣象觀測(cè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從地面氣象觀測(cè)、大氣成分在線觀測(cè)和大氣地基遙感觀測(cè)三個(gè)方面,分別介紹了目前在中國(guó)南極中山站和長(zhǎng)城站實(shí)際應(yīng)用中的氣象觀測(cè)規(guī)程和大氣成分采樣、觀測(cè)流程和操作規(guī)范,內(nèi)容涉及觀測(cè)目的和意義、觀測(cè)系統(tǒng)介紹、操作規(guī)范、工作流程、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)校要求、數(shù)據(jù)處理方法、故障診斷及排除方法等。
《極地大氣觀測(cè)規(guī)程》可供極地氣象業(yè)務(wù)觀測(cè)人員、從事極地大氣科學(xué)考察的科研和技術(shù)人員使用和參考。
中國(guó)氣象科學(xué)研究院于1984年開(kāi)始派員參加中國(guó)南極科學(xué)考察。1985年和1989年按照中國(guó)氣象局《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》,分別在南極建立了長(zhǎng)城氣象站和中山氣象臺(tái),世界氣象組織(WMO)編制的國(guó)際區(qū)站號(hào)分別為89058和89573,并列入南極地區(qū)的基本天氣站網(wǎng)(ABSN)和南極基本氣候站網(wǎng)(ABCN)。兩站的地面氣象站觀測(cè)系統(tǒng)已達(dá)到國(guó)際上南極氣象觀測(cè)站的同等水平,是西南極和東南極大陸沿海地區(qū)氣候變化研究的代表性觀測(cè)站。2004年7月中國(guó)氣象科學(xué)研究院在北極新奧爾松建成中國(guó)北極黃河氣象站,安裝了近地面輻射平衡和梯度自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)。1992年起,南極中山站開(kāi)始了大氣臭氧總量的地基遙感觀測(cè),對(duì)臭氧總量和紫外輻射進(jìn)行連續(xù)觀測(cè),為我國(guó)在南極臭氧洞方面的研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也得到了WMO等國(guó)際組織的密切關(guān)注,其數(shù)據(jù)也進(jìn)入WMO的數(shù)據(jù)中心,并應(yīng)用于南極臭氧洞實(shí)況圖的制作發(fā)布。2008年,中國(guó)氣象科學(xué)研究院在南極中山站建設(shè)了大氣成分本底站,陸續(xù)開(kāi)展地面臭氧、黑碳?xì)馊苣z質(zhì)量濃度、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等大氣成分的在線觀測(cè)以及大氣中5種主要溫室氣體的瓶采樣觀測(cè),2011年開(kāi)始進(jìn)行臭氧和N02總量監(jiān)測(cè)和全輻射觀測(cè)。
30多年來(lái),中國(guó)極地大氣科學(xué)觀測(cè)對(duì)極地地區(qū)近現(xiàn)代氣候的變化規(guī)律、大氣邊界層物理和海、冰、氣相互作用,以及冰雪能量平衡過(guò)程、大氣成分本底特征和臭氧洞形成過(guò)程、南極考察氣象業(yè)務(wù)天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)、極地大氣環(huán)境對(duì)東亞環(huán)流和中國(guó)天氣氣候的影響等方面的研究提供了技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支撐,取得了很多國(guó)內(nèi)外有影響的研究成果,加深了極地氣候在全球變化中作用及其對(duì)我國(guó)天氣氣候和可持續(xù)發(fā)展影響的認(rèn)識(shí)。
不同于國(guó)內(nèi)一般氣象臺(tái)站,極地的地理環(huán)境使得極地大氣業(yè)務(wù)觀測(cè)具有特殊性,例如,①極地地區(qū)的極夜、低溫、暴雪、大風(fēng),其觀測(cè)環(huán)境條件十分嚴(yán)酷;②觀測(cè)場(chǎng)地、觀測(cè)機(jī)房、電力供應(yīng)、通信、道路等基礎(chǔ)設(shè)施保障條件與國(guó)內(nèi)氣象臺(tái)站相比明顯不足;③無(wú)法獲得儀器設(shè)備廠商及其他專業(yè)維修保障力量的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持,觀測(cè)儀器設(shè)備的故障診斷及維修維護(hù)只能依靠現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)人員完成;④觀測(cè)人員采用年度輪換制,觀測(cè)人員變動(dòng)大,并且因交通方面原因交接時(shí)間極為緊迫,有時(shí)甚至不能在現(xiàn)場(chǎng)完成面對(duì)面任務(wù)交接;⑤觀測(cè)人員部分來(lái)自非專業(yè)背景,考察前業(yè)務(wù)培訓(xùn)時(shí)間和內(nèi)容相對(duì)有限,因而部分觀測(cè)人員的專業(yè)知識(shí)和技能可能存在一定欠缺。上述困難對(duì)極地地區(qū)的氣象觀測(cè)和大氣成分觀測(cè)的連續(xù)穩(wěn)定和高質(zhì)量運(yùn)行帶來(lái)諸多困難和挑戰(zhàn),進(jìn)而給觀測(cè)質(zhì)量帶來(lái)許多不確定因素。因此極地地區(qū)的大氣觀測(cè)業(yè)務(wù)的儀器設(shè)備、工作內(nèi)容、流程、技術(shù)方法、處理方案等與國(guó)內(nèi)臺(tái)站相比存在許多不同。
有鑒于此,有必要認(rèn)真總結(jié)30多年來(lái)在極地氣象臺(tái)站的業(yè)務(wù)工作實(shí)踐,以中國(guó)氣象局的《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》《大氣成分觀測(cè)業(yè)務(wù)規(guī)范》和世界氣象組織的《氣象儀器和觀測(cè)方法指南》等為參考依據(jù),形成一套完整的極地大氣現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的技術(shù)規(guī)程。這項(xiàng)工作對(duì)今后在極地地區(qū)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、連續(xù)和高質(zhì)量地開(kāi)展氣象和大氣成分觀測(cè),保障高質(zhì)量地完成現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)任務(wù),以及保證觀測(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量,具有特別重要的意義。
前言
第1章 極地氣象觀測(cè)
1.1 概述
1.2 觀測(cè)項(xiàng)目和方式
1.2.1 主要觀測(cè)項(xiàng)目
1.2.2 觀測(cè)任務(wù)和方式
1.3 氣象要素的觀測(cè)
1.3.1 云
1.3.2 能見(jiàn)度
1.3.3 天氣現(xiàn)象
1.3.4 氣壓
1.3.5 空氣溫度和濕度
1.3.6 風(fēng)向和風(fēng)速
1.3.7 降水
1.3.8 日照
1.3.9 總輻射
1.4 編發(fā)報(bào)和數(shù)據(jù)處理
1.4.1 地面天氣報(bào)告
1.4.2 氣候月報(bào)
1.4.3 數(shù)據(jù)處理
1.4.4 網(wǎng)絡(luò)異常
1.5 自動(dòng)氣象站
1.5.1 自動(dòng)氣象站結(jié)構(gòu)
1.5.2 業(yè)務(wù)軟件
1.5.3 自動(dòng)氣象站常見(jiàn)故障處理
1.5.4 業(yè)務(wù)軟件使用注意事項(xiàng)
1.5.5 DT業(yè)務(wù)軟件使用方法
1.6 工作流程
1.6.1 日工作流程
1.6.2 月、年工作流程
1.7 其他說(shuō)明
1.7.1 長(zhǎng)城站時(shí)制和日界
1.7.2 中山站時(shí)差
1.7.3 長(zhǎng)城氣象站觀測(cè)場(chǎng)、氣象室
1.7.4 能見(jiàn)度目標(biāo)物
1.7.5 風(fēng)玫瑰圖
1.7.6 長(zhǎng)城站地面天氣報(bào)告補(bǔ)充說(shuō)明
1.7.7 中山站地面天氣報(bào)告補(bǔ)充說(shuō)明
1.7.8 長(zhǎng)城站網(wǎng)絡(luò)異常處理
1.7.9 中山站網(wǎng)絡(luò)異常處理
1.7.10 自動(dòng)氣象站故障案例
1.7.11 長(zhǎng)城站地面氣象測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件參數(shù)
1.7.12 長(zhǎng)城站歷史氣象資料統(tǒng)計(jì)
1.7.13 其他工作建議
第2章 極地大氣化學(xué)觀測(cè)
2.1 目的與意義
2.2 觀測(cè)系統(tǒng)
2.2.1 觀測(cè)儀器
2.2.2 觀測(cè)場(chǎng)地、機(jī)房及系統(tǒng)安裝
2.3 日常工作要求
2.3.1 值班日程及要求
2.3.2 值班記錄表及工作日記
2.3.3 在線連續(xù)觀測(cè)
2.3.4 離線樣品采集
2.3.5 數(shù)據(jù)采集管理
2.3.6 儀器維護(hù)
2.4 儀器故障診斷及維修
2.4.1 AE33型黑碳監(jiān)測(cè)儀
2.4.2 TE49i型臭氧分析儀
2.5 備查附件
2.5.1 值班記錄表格式及說(shuō)明
2.5.2 AE33型黑碳監(jiān)測(cè)儀的儀器參數(shù)設(shè)置
2.5.3 TE49i型臭氧分析儀的儀器參數(shù)設(shè)置
2.5.4 TE49i-PS型臭氧校準(zhǔn)儀的儀器參數(shù)設(shè)置
2.5.5 標(biāo)準(zhǔn)氣瓶登記清單(格式)
2.5.6 溫室氣體采樣瓶記錄單(格式)
……
第3章 極地地基大氣遙感觀測(cè)
參考資料