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开栏的话
星汉流转,七秩弦歌不辍;风云际会,薪火代代相传。
自1956年中央气象科学研究所应运而生,中国气象科学研究院(以下简称气科院)已走过七十载峥嵘岁月。
作为中国气象科技事业的国家队、主力军与策源地,气科院始终与国家发展同频、与时代脉搏共振。从初创奠基到坚守求索,从改革壮大到创新腾飞,从协同聚力到引领前沿,气科院书写了一部与新中国气象事业同生共长,与大气科学前沿同向而行,与国计民生需求同频共振的壮丽史诗。
让我们一同回溯时光长河,走进“印记·七十载”专栏,循着七十载风雨足迹,触摸峥嵘往事的温度,感受奋斗篇章的脉动,传承创新火种的光芒。
新中国成立之初,气象事业百废待兴。老一辈气象人以拓荒之志,于荒芜中播下种子;凭一项项开拓性成果冲破技术桎梏,填补行业空白,为气象事业筑基。
开辟观测系统建设的从0到1:
着力构建立体综合观测体系
修订全国地面气象观测规范,统一行业观测标准
新中国成立之初我国气象台站的仪器陈旧、规格不一,观测工作极为混乱。1951年1月1日,彼时的中央军委气象局(现中国气象局,下同)编发了《气象测报简要》,这是新中国第一部地面观测规范。1953年,为规范观测业务,中央军委气象局工程师编写了《气象观测暂行规范——地面部分》(以下简称《规范》)。
然而,数年实践表明,《规范》对中国地理条件与气候差异的考量尚显不足。为此,彼时的中央气象科学研究所(现中国气象科学研究院,下同)研究人员着手修订,修订后的《地面气象观测规范》于1962年1月1日起正式施行。
此次修订将气候观测与天气观测合二为一,将百叶箱与雨量筒的离地高度分别调整为1.5米与0.7米,并取消了防风圈。新规范既未降低观测质量,又大幅减轻了台站负担,更契合我国实际,一直沿用至1980年。
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研制地面气象仪器装备,提升仪器观测精度20世纪50年代初,中央军委气象局成立仪器修造室,开启了地面气象仪器的研制工作。1956年,中央气象科学研究所成立后,此项工作转由其下设仪器技术科承担。
此后,中央气象科学研究所的研究人员对气象感应元件与仪器装备的研制从未间断:
气压方面,1956年,研究人员完成了水银气压表的水银蒸馏提纯工艺,显著提升了气压表的准确度与稳定性。
温度方面,20世纪60年代,研究人员与上海气象仪器厂协作,成功研制出铜电阻温度元件,并制成铜电阻干湿表、铜电阻地温表等试销产品。
湿度方面,20世纪50年代中期至20世纪60年代中期,研究人员对毛发湿度表及毛发湿度计的毛发性能进行了改进。
雨量方面,20世纪50年代中期,研究人员通过虹吸管滴流等试验,改进了虹吸雨量计中虹吸管的形式。
风向风速方面,1958年,研究人员开始研制电接风向风速计,实现了瞬时风向风速的遥测显示。该风速计取代了原有的维尔达风压器。
突破技术壁垒,实现探空与测风设备国产化迭代1956年至1957年间,中央气象科学研究所研究人员决定博采西德、日本、苏联各国探空仪之长,与上海无线电23厂协作,研制我国自己的电码式探空仪——59型电码探空仪。样机于1960年研制成功,1963年定型,随后编写观测规范、举办推广应用培训班,至1968年,全国高空台站全部改用59型探空仪。
1958年,中央气象科学研究所与清华大学合作,试制出910型二次雷达,经改进后于1965年投产,定名为701测风雷达。
701测风雷达与电码式探空仪配套,组成59-701探空测风系统,实现了400兆赫频段二次雷达体制,达国际先进水平。
在探空仪与测风设备更新换代的同时,研究人员还对高空观测方法进行了大量试验研究,包括评估已有仪器设备、明确研制主攻方向、为新仪器设备编写制订观测方法等。
建成日射观测台站,护航珠峰科考极限征程建国初期,我国日射观测几近空白。为响应国际地球物理年需求,中央军委气象局决定开展日射观测。1956年,中央气象科学研究所通过引进苏联日射仪器与观测方法,开办培训班、筹备建站,首批建立27个日射站,于1957年1月1日正式启动观测。随着日射台站的建立,研究人员相继开展了日射仪器的改进和观测方法的研究。
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1960年5月25日,我国3名运动员首次从北坡登上珠穆朗玛峰顶峰。彼时的中央气象局气象科学研究所(现中国气象科学研究院,下同)研究人员加入17人的登山气象组,负责登山任务的气象保障工作,气象组分观测与预报两部分,涵盖地面与高空观测。气象组与有关部门自1958年12月至登山任务结束,收集分析大量资料,遴选有利气象条件,为我国运动员首次登顶珠峰作出重要贡献。同时,气象组还承担了珠峰地区气象科学考察任务,登山结束后整理分析考察资料,撰写《珠穆朗玛峰地区的天气、气候、云》等技术报告。
这些珍贵观测资料不仅有力支撑了经济建设与重大任务的气象保障,更为后续科学研究留存了关键数据。
自主研发天气雷达,完善雷达气象学科体系
1967年,中央气象局气象科学研究所研究人员参与了我国首次自行研制的711型天气雷达(X波段)调研工作。该型雷达此后作为我国第一代天气雷达投入业务使用。1974年,中央气象局气象科学研究所与桂林722厂协作,成功研制出C波段713型天气雷达,并配套研制出模拟视频积分处理机(AVIP)。
六十年代末期,中央气象局气象科学研究所成立天气雷达探测应用研究组,在前期研究基础上,开展军航、民航等方面的强对流天气短时警戒与预报服务,并对雹云回波形态、发展各阶段的特征等进行综合研究。
沿此方向,多普勒天气雷达自主研发领域持续形成突破,为新一代天气雷达的技术迭代筑起了底座。
研制自动气象站,助力气象观测自动化发展
1986年起,由国家气象局气象科学研究院(现中国气象科学研究院)多名研究人员与中国科学院空间中心、电子部十所协作,成功自主研制出适合于高山、海岛、沙漠、高原的“DCP系统”。该系统由自动气象观测站与无线发射系统两部分组成,能观测气压、温度、湿度、风向、风速、降水量,并通过卫星中继通信,远距离将资料传送给用户。该系统为后续综合遥测系统的发展奠定了基础。
依托这些成果,气象要素综合自动化观测技术研究得以持续推进,有力支撑了科研业务对观测自动化日益增长的现实需要。
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