對天氣、氣候的監測-超級科技01

對天氣、氣候的監測--超級科技01

氣候監測主要有三方面的內容：

（1）大氣常規觀測。19世紀後期到20世紀30年代，世界範圍的氣候觀測只有地面氣溫、降水量和氣壓。美國最早繪製了20世紀以來北半球月平均海平面氣壓圖。對流層氣溫序列最早開始於1958年，且僅限於北半球。1978年以來有了衛星觀測，它能覆蓋南北兩個半球，成為獲得覆蓋最完整解析度均勻資料的工具。近年來建立了主要限於全球陸地的全球降水量的格點序列。氣溫、降水量和氣壓這三種要素觀測序列最長，也是能夠反映氣候狀況的基本要素，成為氣候監測的最主要內容。

20世紀30年代以後，逐漸有了高空探測資料。前蘇聯繪製了500百帕高度周期平均圖。美國從40年代開始做西半球北美及鄰近海域5天及30天的700百帕高度平均圖。日本繪製了世界上最早的北半球500百帕高度月平均圖。中國的北半球500百帕高度月平均圖序列開始於1951年。目前NCAR等單位初步完成了1958年以來的再分析資料，包括各等壓面的高度、溫度、風及地面的氣溫、降水量的格點資料。由於逐日資料，不僅對氣候學，對天氣學與數值預報等都有重要意義。

（2）海洋及系統其他成員的常規觀測。海洋是全球氣候系統監測中的重要組成部分，但至今海洋資料中最豐富的是海面溫度，過去海面溫度主要靠商船觀測。CODAS資料庫收集了1850年以來的資料，其中1949年之前，特別是20世紀末之前，資料覆蓋面很小。衛星觀測使海溫溫度資料精度提高，但與船舶觀測還有一定的差異，所以兩者結合的資料用來繪製海面溫度距平圖。

海洋觀測中的鹽度、洋流及深海海溫等很缺乏，大部分無系統觀測資料，近年來才給出赤道太平洋混合層深度（用20℃等溫線的深度表示）及800米深至海面的溫度距平。從全球角度看，對鹽度及深海海溫缺少系統的長期觀測資料。

雪蓋和海冰面積的觀測是冰雪圈監測的主要內容。1924年，前蘇聯建立目測海冰序列。目前美國設立了全球冰雪分析中心，公布每周及月平均南北半球海冰及雪蓋面積，雪蓋序列是從1966年開始，而海冰序列是從1974年開始。加拿大重建了20世紀以來的雪蓋資料。

過去土壤溫度及濕度的觀測資料很少。近年來已經有了比較系統的資料，衛星對全球植被進行了觀測，獲得了高解析度資料，為氣候系統模式提供了重要的基礎。

（3）非常規觀測。目前許多特殊觀測獲得的資料，對全球氣候系統的監測也十分珍貴。太陽常數觀測是一個重要的內容，觀測表明太陽常數的變化與太陽黑子11年周期中的黑子數成正比。因此，近百年以來以地面為基礎進行的太陽常數觀測是不可缺少的。但衛星觀測與地面觀測的詳細對比，目前尚缺少。

大氣中微量氣體的觀測也十分重要，冰芯氣泡提供了二氧化碳的長序列。其他微量氣體如甲烷、氯氟碳化物等也建立了相應的序列。如平流層氣溶膠觀測對研究火山爆發的氣候影響也很重要，也有了相應的衛星觀測資料。

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